Э/м Индукция — Задание 14 ЕГЭ по физике №00003145

Дано:

Катушка №1 подключена к источнику постоянного напряжения $\mathcal{E}$ через реостат сопротивлением $R$. Ползунок перемещается влево.

Найти:

Все верные утверждения.

Решение:

Шаг 1: Что происходит с сопротивлением реостата при движении ползунка влево?

При перемещении ползунка влево уменьшается длина проводника, по которому течёт ток, а значит, уменьшается сопротивление реостата: $$R = \frac{\rho \ell}{S} \implies R \downarrow \text{ при } \ell \downarrow$$

Шаг 2: Сила тока в катушке №1:

$$I = \frac{\mathcal{E}}{R + r} \implies I \uparrow \text{ при } R \downarrow$$ Сила тока увеличивается. Утверждение 1 (неверно).

Шаг 3: Магнитное поле катушки №1:

Вектор магнитной индукции пропорционален силе тока: $B \propto I$. Ток растёт → $B$ растёт. Утверждение 2 (неверно).

Шаг 4: Магнитный поток через катушку №2:

$$\Phi = BS\cos\alpha$$ $B$ увеличивается, $S$ и $\alpha$ не меняются → $\Phi$ увеличивается. Утверждение 3 (верно).

Шаг 5: Направление индукционного тока в катушке №2 (правило Ленца):

Магнитный поток через катушку №2 увеличивается. По правилу Ленца индукционный ток направлен так, чтобы противодействовать этому увеличению. Если поток катушки №1 направлен от наблюдателя и растёт, то ток в катушке №2 создаёт поле к наблюдателю — то есть течёт против часовой стрелки. Утверждение 5 (верно).

Шаг 6: Направление вектора $\vec{B}$ катушки №2:

Индукционный ток в катушке №2 направлен против часовой стрелки → по правилу правой руки её поле направлено к наблюдателю. Утверждение 4 (неверно) — сказано «от наблюдателя», а реально «к наблюдателю».