Global EE

Э/м Индукция — Задание 14 ЕГЭ по физике №00015640

Задание №14. Электродинамика. Выбор Утверждений

Э/м Индукция

№2. Задание 14

ID: 00015640

Проволочная рамка площадью $80$ см$^2$ помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору магнитной индукции $\vec{B}$. Проекция $B_n$ вектора магнитной индукции поля на нормаль к плоскости рамки изменяется с течением времени $t$ согласно графику на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения о процессах, происходящих в рамке.

Рисунок к заданию 14 ЕГЭ по физике — Э/м Индукция

В ответе укажите номера выбранных утверждений в порядке возрастания.

1) Модуль ЭДС индукции, возникающей в рамке в промежутке времени от 3 мс до 4 мс, равен 8 В.

2) Направления индукционного тока в рамке в промежутках времени от 0 мс до 3 мс и от 6 мс до 8 мс совпадают.

3) Модуль изменения магнитного потока в рамке максимален в промежутке времени от 4 мс до 6 мс.

4) Индукционный ток в рамке максимален по модулю в промежутке времени от 3 мс до 4 мс.

5) ЭДС индукции в рамке была отлична от 0 в течение всего времени наблюдения.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Поток через рамку $\Phi=B_n S$, а ЭДС индукции $\varepsilon=\left|\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right|=S\left|\dfrac{\Delta B_n}{\Delta t}\right|$ — то есть ЭДС пропорциональна КРУТИЗНЕ графика $B_n(t)$. Направление индукционного тока определяется знаком $\dfrac{\Delta B_n}{\Delta t}$ (растёт поле или убывает).

Что на графике

$S=80$ см$^2=8\cdot10^{-3}$ м$^2$. Линия $B_n(t)$: 0–3 мс растёт от $0$ до $1{,}5$ Тл (наклон $0{,}5$ Тл/мс); 3–4 мс падает от $1{,}5$ до $0{,}5$ Тл (наклон $1$ Тл/мс); 4–6 мс постоянна $0{,}5$ Тл; 6–8 мс падает от $0{,}5$ до $-1$ Тл (наклон $0{,}75$ Тл/мс).

Считаем ЭДС: на 0–3 мс $\varepsilon=8\cdot10^{-3}\cdot500=4$ В; на 3–4 мс $\varepsilon=8\cdot10^{-3}\cdot1000=\mathbf{8}$ В; на 4–6 мс $\varepsilon=0$; на 6–8 мс $\varepsilon=8\cdot10^{-3}\cdot750=6$ В.

Проверяем утверждения

1) Модуль ЭДС на 3–4 мс равен $8$ В — верно.
2) На 0–3 мс поле растёт, на 6–8 мс — убывает; знаки $\Delta B_n$ противоположны, значит токи направлены ПРОТИВОположно — неверно.
3) На 4–6 мс поле постоянно, $\Delta\Phi=0$ — изменение потока там минимально (нулевое), а не максимально — неверно.
4) Ток максимален там, где ЭДС максимальна; наибольшая ЭДС $8$ В именно на 3–4 мс — верно.
5) На 4–6 мс ЭДС равна нулю, значит «всё время» она ненулевой не была — неверно.

Ответ

14

Видеоразбор

Другие задания по теме «Э/м Индукция» (8)