Задание 14 ЕГЭ по физике: По закреплённому П-образному проводнику, находящемуся в… | Global EE
№2. Задание 14
ID: 00010588
По закреплённому П-образному проводнику, находящемуся в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости проводника, перемещают проводящую перемычку АС (см. рис. слева). На графике (см. рис. справа) приведена зависимость ЭДС индукции, возникающей в перемычке при её движении в магнитном поле. Пренебрегая сопротивлением проводника, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. Известно, что модуль индукции магнитного поля равен В = 0,2 Тл длина перемычки l = 10см её сопротивление 5 Ом.
1) В интервале времени от 4 до 6 с мощность тока в перемычке была равна 4 мВт.
2) Модуль ускорения перемычки в интервале времени от 0 до 2 с в два раза больше модуля ускорения перемычки в интервале времени от 6 до 10 с.
3) В момент времени 5 с скорость перемычки была равна 10 м/с.
4) Максимальная сила тока в перемычке равна 20 мА.
5) В перемычке ток течёт от А к С.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
B = 0{,}2 \text{ Тл}, \quad l = 0{,}1 \text{ м}, \quad R = 5 \text{ Ом}
Найти:
Верные утверждения
Решение:
Утверждение 1. Мощность тока в перемычке на участке t = 4\ldots6 с.
На участке 4\ldots6 с ЭДС индукции постоянна (\varepsilon = 0{,}2 В), значит ток постоянен:
I = \frac{\varepsilon}{R} = \frac{0{,}2}{5} = 0{,}04 \text{ А}
Мощность:
P = \frac{\varepsilon^2}{R} = \frac{(0{,}2)^2}{5} = \frac{0{,}04}{5} = 8 \text{ мВт}
Утверждение «4 мВт» — неверно.
Утверждение 2. Модуль ускорения перемычки на 0\ldots2 с в два раза больше, чем на 6\ldots10 с.
ЭДС: \varepsilon = B \cdot v \cdot l, поэтому a = \dfrac{\Delta\varepsilon / \Delta t}{B \cdot l}.
На участке 0\ldots2 с: изменение ЭДС \Delta\varepsilon = 0{,}2 В за \Delta t = 2 с.
На участке 6\ldots10 с: изменение ЭДС \Delta\varepsilon = 0{,}2 В за \Delta t = 4 с.
\frac{a_1}{a_2} = \frac{0{,}2/2}{0{,}2/4} = 2
Утверждение — верно.
Утверждение 3. В момент t = 5 с скорость перемычки v = 10 м/с.
v = \frac{\varepsilon}{B \cdot l} = \frac{0{,}2}{0{,}2 \cdot 0{,}1} = 10 \text{ м/с}
Утверждение — верно.
Утверждение 5. Ток в перемычке протекает от A к Ц.
По правилу Ленца площадь контура растёт → поток растёт → индукционный ток создаёт поле против основного → по правилу правой руки ток в перемычке направлен от A к Ц — верно.
