Задание 14 ЕГЭ по физике · задача 2AD122

Тема: 3.4 Электромагнитная индукция · 2 балла · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают лёгкий тонкий проводник. Образовавшийся контур находится в однородном магнитном поле с индукцией $\vec{B}$ (рис. а). При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на графике (рис. б). Выберите два верных утверждения, соответствующих приведённым данным и описанию опыта.

Рис. а

Рис. б

	1)	В течение первых 15 с индукционный ток течёт через лампочку непрерывно.
	2)	Индукционный ток в интервале времени от 10 до 20 с течёт в одном направлении.
	3)	Максимальная ЭДС наводится в контуре в интервале времени от 5 до 15 с.
	4)	В момент времени $t = 3$ с сила Ампера, действующая на проводник, направлена влево.
	5)	Сила, прикладываемая к проводнику для его перемещения, в интервале времени от 15 до 20 с максимальна.

Решить в тренажёре с автопроверкой →

Показать ответ и разбор

Ответ: 25 (верны: 2, 5)

Разбор

По графику $S(t)$: $0$–$5$ с площадь постоянна (тока нет); с $5$ до $20$ с площадь растёт всё быстрее (график выпуклый вниз). 2: в интервале $10$–$20$ с площадь всё время растёт (поток нарастает) $\Rightarrow$ индукционный ток течёт в одном направлении — верно. 5: $\varepsilon = B\,|dS/dt|$ и сила Ампера (а с ней приложенная сила) максимальны там, где наклон $S(t)$ наибольший — в интервале $15$–$20$ с — верно. 1 неверно: в первые $5$ с площадь постоянна, тока нет. 3 неверно: максимум $|dS/dt|$ приходится на $15$–$20$ с, а не на $5$–$15$ с. 4 неверно: при $t = 3$ с тока нет, силы Ампера тоже. Ответ: 25.

Типичные ошибки: ЭДС индукции $\varepsilon = |\Delta\Phi/\Delta t| = B l \upsilon_\perp$ (по наклону графика потока/площади); на горизонтальных участках $\Phi(t)$ тока нет; направление индукционного тока — по правилу Ленца (ток противодействует изменению потока); при размыкании ключа ток через катушку не меняется скачком и замыкается через оставшийся контур, часто меняя направление в резисторе; приложенная сила максимальна там, где $|\Delta\Phi/\Delta t|$ наибольшая.