Задание 14 ЕГЭ по физике · задача D86eD7
|
|
|
|
На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток. Сила тока в правой катушке меняется с течением времени согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике. ЭДС самоиндукции можно пренебречь.
| 1) | В промежутках времени 0–1 с и 2–3 с направление тока в левой катушке одинаково. | |
| 2) | В промежутке времени между 1 и 2 с показания амперметра равны 0. | |
| 3) | В промежутке времени между 1 и 2 с индукция магнитного поля в сердечнике равна 0. | |
| 4) | В течение всего времени измерений сила тока через амперметр отлична от 0. | |
| 5) | В промежутках времени 0–1 c и 2–3 с сила тока в левой катушке одинакова по абсолютной величине. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 25 (верны: 2, 5)
Разбор
В правой катушке ток меняется по графику, а в левой возникает индукционный ток за счёт взаимной индукции (ЭДС самоиндукции пренебрежимо мала).
ЭДС индукции в левой катушке пропорциональна скорости изменения тока в правой: $\varepsilon = −M\cdot dI/dt$. Ток в левой катушке течёт только тогда, когда $dI/dt \neq 0$.
Утверждение 1 неверно: в 0–1 с dI/dt > 0, а в 2–3 с dI/dt < 0, поэтому направления токов противоположны.
Утверждение 2 верно: на интервале 1–2 с ток в правой катушке постоянен, $dI/dt = 0$, значит, ЭДС и ток в левой катушке равны нулю.
Утверждение 3 неверно: при $I = 2$ А в сердечнике есть постоянное магнитное поле, $B \neq 0$.
Утверждение 4 неверно: на 1–2 с ток через амперметр равен нулю.
Утверждение 5 верно: |dI/dt| $= 2$ А/с и в 0–1 с, и в 2–3 с, поэтому сила тока в левой катушке одинакова по модулю.
ЭДС индукции в левой катушке пропорциональна скорости изменения тока в правой: $\varepsilon = −M\cdot dI/dt$. Ток в левой катушке течёт только тогда, когда $dI/dt \neq 0$.
Утверждение 1 неверно: в 0–1 с dI/dt > 0, а в 2–3 с dI/dt < 0, поэтому направления токов противоположны.
Утверждение 2 верно: на интервале 1–2 с ток в правой катушке постоянен, $dI/dt = 0$, значит, ЭДС и ток в левой катушке равны нулю.
Утверждение 3 неверно: при $I = 2$ А в сердечнике есть постоянное магнитное поле, $B \neq 0$.
Утверждение 4 неверно: на 1–2 с ток через амперметр равен нулю.
Утверждение 5 верно: |dI/dt| $= 2$ А/с и в 0–1 с, и в 2–3 с, поэтому сила тока в левой катушке одинакова по модулю.