Задание 14 ЕГЭ по физике · задача Fe341D
Проволочная рамка площадью 50 см2 помещена в однородное магнитное
поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции Проекция Bn индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется во времени t согласно графику на рисунке.
|
|
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения о процессах, происходящих в рамке.
| 1) | Модуль ЭДС индукции, возникающей в рамке в промежутке времени от 5 до 8 мс, равен 4 В. | |
| 2) | Направления индукционного тока в рамке в промежутках времени от 0 до 2 мс и от 5 до 8 мс совпадают. | |
| 3) | Модуль изменения магнитного потока в рамке минимален в промежутке времени от 2 до 4 мс. | |
| 4) | Модуль силы индукционного тока в рамке максимален в промежутке времени от 0 до 2 мс. | |
| 5) | ЭДС индукции в рамке отлична от 0 только в промежутках времени от 0 до 2 мс и от 5 до 8 мс. |
Показать ответ и разбор
Разбор
ЭДС индукции $\varepsilon = −S\cdot dB$ₙ/dt, поэтому модуль ЭДС пропорционален крутизне графика Bₙ(t).
1) На участке 5–8 мс $\Delta B$ₙ $= 4$ Т за $\Delta t = 3$ мс, |dBₙ/dt| $\approx 1333$ Тл/с. Тогда |$\varepsilon$| $= 5\cdot 10^{-3}\cdot 1333 \approx 6,67$ В, а не 4 В. Утверждение неверно.
2) Знак dBₙ/dt на 0–2 мс и на 5–8 мс одинаковый (положительный), значит, направление индукционного тока совпадает. Утверждение верно.
3) |$\Delta \Phi$| $= S\cdot$|$\Delta B$ₙ|. На 0–2 мс: 0,02 Вб; на 2–4 мс: 0,015 Вб; на 4–5 мс: 0; на 5–8 мс: 0,02 Вб. Минимальное изменение — ноль на 4–5 мс, а не на 2–4 мс. Утверждение неверно.
4) |dBₙ/dt| максимальна именно на 0–2 мс (2000 Тл/с), поэтому |I| там тоже максимален. Утверждение верно.
5) На 2–4 мс |dBₙ/dt| $= 1500$ Тл/с $\neq 0$, значит, ЭДС тоже не равна нулю. Утверждение неверно.
Правильные утверждения: 2 и 4.