Задание 14 ЕГЭ по физике · C584F9
Индукция в движущемся проводнике
По гладким параллельным проводящим рельсам, которые расположены на диэлектрической подножке и замкнуты на резистор R, перемещают лёгкий тонкий проводник MN. Рельсы, резистор и проводник образуют контур, который находится в однородном магнитном поле с вектором магнитной индукции B⃗ , как показано на рисунке а. При движении проводника площадь, ограниченная контуром, изменяется с течением времени так, как указано на рисунке б. Выберите все верные утверждения, соответствующие приведённым данным и описанию опыта. ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре, пренебречь.
Рис. а
Рис. б
1) В интервале времени от 20 до 40 с в резисторе течёт ток.
2) Модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре, достигает максимального значения в интервале времени от 40 до 50 с.
3) В интервале времени от 0 до 20 с сила Ампера, действующая на проводник, направлена влево.
4) Величина силы, прикладываемой к проводнику для его перемещения, максимальна в интервале времени от 40 до 50 с.
5) Поскольку рельсы гладкие, для перемещения проводника к нему не надо прикладывать силу ни в один из интервалов времени, представленных на графике на рис. б.
Рис. б
1) В интервале времени от 20 до 40 с в резисторе течёт ток.
2) Модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре, достигает максимального значения в интервале времени от 40 до 50 с.
3) В интервале времени от 0 до 20 с сила Ампера, действующая на проводник, направлена влево.
4) Величина силы, прикладываемой к проводнику для его перемещения, максимальна в интервале времени от 40 до 50 с.
5) Поскольку рельсы гладкие, для перемещения проводника к нему не надо прикладывать силу ни в один из интервалов времени, представленных на графике на рис. б.
Показать ответ
24
Решение
ЭДС индукции определяется скоростью изменения площади контура:
∣E∣=B∣dSdt∣
В интервале от 20 до 40 с площадь постоянна, поэтому dSdt=0 и ток в контуре отсутствует. Утверждение 1 неверно.
На участке от 40 до 50 с график имеет наибольший по модулю наклон, следовательно, модуль ЭДС индукции максимален. Утверждение 2 верно.
В интервале от 0 до 20 с площадь увеличивается, поэтому проводник удаляется от резистора. По правилу Ленца сила Ампера направлена противоположно движению проводника, то есть вправо, а не влево. Утверждение 3 неверно.
Для равномерного перемещения внешняя сила компенсирует силу Ампера. На участке от 40 до 50 с скорость изменения площади и индукционный ток максимальны, поэтому максимальна и необходимая внешняя сила. Утверждение 4 верно.
Гладкость рельсов исключает силу трения, но для перемещения проводника необходимо преодолевать магнитную силу, возникающую при индукционном токе. Утверждение 5 неверно.
∣E∣=B∣dSdt∣
В интервале от 20 до 40 с площадь постоянна, поэтому dSdt=0 и ток в контуре отсутствует. Утверждение 1 неверно.
На участке от 40 до 50 с график имеет наибольший по модулю наклон, следовательно, модуль ЭДС индукции максимален. Утверждение 2 верно.
В интервале от 0 до 20 с площадь увеличивается, поэтому проводник удаляется от резистора. По правилу Ленца сила Ампера направлена противоположно движению проводника, то есть вправо, а не влево. Утверждение 3 неверно.
Для равномерного перемещения внешняя сила компенсирует силу Ампера. На участке от 40 до 50 с скорость изменения площади и индукционный ток максимальны, поэтому максимальна и необходимая внешняя сила. Утверждение 4 верно.
Гладкость рельсов исключает силу трения, но для перемещения проводника необходимо преодолевать магнитную силу, возникающую при индукционном токе. Утверждение 5 неверно.
Источник: Открытый банк ФИПИ C584F9
Похожие задания
14От деревянного кольца № 1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца № 2 – северный полюс…Правило Ленца для колец · 019E8214Катушка № 1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка…Правило Ленца для катушек · 06314114Две маленькие закреплённые бусинки, расположенные в точках А и В, несут на себе заряды +q > 0 и –3q…Заряды на бусинках · 07A6C614Два незаряженных стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряжённость…Поляризация и электростатическая индукция · 08ACE414Плоский воздушный конденсатор ёмкостью С0 состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии d0…Изменение параметров конденсатора · 0CDA8314В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят свободные…Колебания в контуре · 18FD53
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.