Задание 14 ЕГЭ по физике · задача 44CF5D
Катушка 1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника, напряжение на клеммах которого постоянно, и реостата. Катушка 2 помещена внутрь катушки 1 и замкнута (на рисунке представлен вид с торцов катушек).
|
|
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы в цепи и катушках при равномерном перемещении ползунка реостата влево .
| 1) | Сила тока в катушке 1 уменьшается. | |
| 2) | Модуль вектора магнитной индукции магнитного поля, созданного катушкой 1, уменьшается. | |
| 3) | Модуль магнитного потока, пронизывающего катушку 2, уменьшается. | |
| 4) | Вектор магнитной индукции магнитного поля, созданного катушкой 2, направлен к наблюдателю. | |
| 5) | В катушке 2 индукционный ток направлен против часовой стрелки. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 45 (верны: 4, 5)
Разбор
Схема идентична задаче с катушками, где ползунок реостата соединён с «+» источника, а закреплённый левый вывод реостата — с катушкой №1 (виток катушки №1 разомкнут снизу).
При сдвиге ползунка влево сопротивление реостата уменьшается (ползунок приближается к рабочему выводу), а так как источник поддерживает постоянное напряжение на клеммах, сила тока в катушке №1 увеличивается — то есть утверждения 1 и 2 (о том, что ток и B₁ уменьшаются) неверны.
Ток в катушке №1 обходит её полностью (против часовой или по часовой — зависит от того, с какой стороны разомкнута обмотка); при данной топологии (разрыв снизу) обход идёт по часовой стрелке при взгляде на рисунок, и по правилу правой руки поле B₁ в центре направлено ОТ наблюдателя и растёт вместе с током. Значит и поток через катушку №2 (в том же направлении) тоже растёт, а не убывает — утверждение 3 неверно.
По закону Ленца индукционный ток в катушке №2 противодействует нарастанию потока, направленного от наблюдателя, — то есть создаёт поле, направленное К наблюдателю. По правилу правой руки такое поле соответствует току, текущему ПРОТИВ часовой стрелки (утверждение 5 верно), а поле, которое этот ток создаёт в центре самой катушки №2, действительно направлено К наблюдателю (утверждение 4 верно).
Ответ: 4, 5.
При сдвиге ползунка влево сопротивление реостата уменьшается (ползунок приближается к рабочему выводу), а так как источник поддерживает постоянное напряжение на клеммах, сила тока в катушке №1 увеличивается — то есть утверждения 1 и 2 (о том, что ток и B₁ уменьшаются) неверны.
Ток в катушке №1 обходит её полностью (против часовой или по часовой — зависит от того, с какой стороны разомкнута обмотка); при данной топологии (разрыв снизу) обход идёт по часовой стрелке при взгляде на рисунок, и по правилу правой руки поле B₁ в центре направлено ОТ наблюдателя и растёт вместе с током. Значит и поток через катушку №2 (в том же направлении) тоже растёт, а не убывает — утверждение 3 неверно.
По закону Ленца индукционный ток в катушке №2 противодействует нарастанию потока, направленного от наблюдателя, — то есть создаёт поле, направленное К наблюдателю. По правилу правой руки такое поле соответствует току, текущему ПРОТИВ часовой стрелки (утверждение 5 верно), а поле, которое этот ток создаёт в центре самой катушки №2, действительно направлено К наблюдателю (утверждение 4 верно).
Ответ: 4, 5.