"По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемешают легкий тонкий проводник. Образовавшийся контур KLMN находится в…
"По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемешают легкий тонкий проводник. Образовавшийся контур KLMN находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией (рис. а). При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на графике (рис. б). Выберите все верные утверждения, соответствующие приведенным данным и описанию опыта. рис. а рис. б 1. B течение первых 6 c индукционный ток течет через лампочку непрерывно. 2. В интервале времени от 0 до 4 с лампочка горит наиболее ярко. 3. В момент времени с сила Ампера, действующая на проводник, направлена влево. 4. Максимальная ЭДС наводится в контуре в интервале времени от 4 до 8 c. 5. Индукционной ток в интервале времени от 6 до 12 с течет в одном направлении."
Классно, давай разберёмся по шагам как решить и проверить твой ответ.
Ключевые идеи
- Индукция: ЭДС индукции Ei = - dΦ/dt, где Φ = B · S (площадь контура, при B, перпендикулярном плоскости контура).
- В задании площадь контура меняется по графику. Значит EMF появляется только там, где dS/dt ≠ 0.
- Лампочка горит только если через контур есть ток, т.е. когда есть ЭДС.
- Направление индукционного тока задаётся правилом Ленца: он противодействует изменению потока. Если поток уменьшается, индукционный ток в нужном направлении пытается увеличить поток.
Разбор утверждений
- В первые 6 с ток течёт через лампочку непрерывно.
- Неверно. До 4 с площадь контура не изменялась, значит Φ не изменялся и ЭДС = 0. Следовательно тока не было, лампочка не горела. Утверждение неверно.
- В интервале 0–4 с лампочка горит наиболее ярко.
- Неверно. Как выше, до 4 с ЭДС отсутствовала, значит ток отсутствовал, лампочка не загоралась вообще. Утверждение неверно.
- В момент времени t = 2 с сила Ампера на проводник направлена влево.
- Неверно. В 2 с ток отсутствовал, значит сила Ампера на проводник не действовала. Утверждение неверно.
- Максимальная ЭДС наводится в контуре в интервале 4–8 с.
- Верно. В этот промежуток площадь контура изменяется наиболее быстро (самая большая dS/dt), значит по величине |Ei| она максимальна. Утверждение верно.
- Индукционный ток в интервале 6–12 с течет в одном направлении.
- Верно. Если магнитный поток через контур уменьшается (изменение S в направлении, заданном графиком), индукционный ток течёт так, чтобы увеличить поток. Это направление остаётся постоянным на этом отрезке, следовательно ток в одном направлении. Утверждение верно.
Итого: верны только 4 и 5. Правильные утверждения: 4 и 5 (то есть ответ 45).
Если хочешь, могу разобрать подробнее каждый шаг с конкретными знаками потока и направлениями тока по правилу Ленца и направлению силы Лоренца на движущуюся нить. Также можно проверить, как именно следует читать график изменения площади по времени, чтобы увидеть, где dS/dt максимален.
Поставь лайк или дизлайк, чтобы я знал, что тебе понравилось объяснение.
