Э/м Индукция

Задание №14. Электродинамика. Выбор Утверждений

№2. Задание 14

ID: 00017237

На длинный цилиндрический картонный каркас намотали много витков медной изолированной проволоки, после чего концы этой проволоки замкнули накоротко. К торцу получившейся катушки подносят постоянный магнит, приближая его южный полюс к катушке. Что будет происходить в результате этого?

Выберите все верные утверждения.

1) На катушку будет действовать сила, отталкивающая её от магнита.

2) На катушку будет действовать сила, притягивающая её к магниту.

3) На катушку не будет действовать сила со стороны магнита.

4) Магнитный поток через сечение катушки будет изменяться.

5) В катушке будет выделяться теплота, согласно закону Джоуля–Ленца.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Главный закон тут — правило Ленца: замкнутый контур всегда «сопротивляется» изменению магнитного потока через себя. Если магнит приближается, поток растёт, и катушка наводит такой ток, чтобы помешать этому — то есть отталкивает магнит.

Шаг 1. Что с потоком (пункт 4)

Магнит подносят к катушке — расстояние уменьшается, поле магнита внутри катушки усиливается, значит магнитный поток через её сечение МЕНЯЕТСЯ (растёт). Пункт 4 — верно.

Шаг 2. Направление силы (пункты 1, 2, 3)

По правилу Ленца индукционный ток противодействует росту потока. Катушка ведёт себя как магнит, повёрнутый к подносимому полюсу одноимённым полюсом, поэтому ОТТАЛКИВАЕТ магнит. Значит пункт 1 — верно, пункт 2 — неверно, пункт 3 — неверно (сила есть, ведь поток меняется и ток течёт).

Шаг 3. Выделение теплоты (пункт 5)

Обмотка замкнута накоротко, у медной проволоки есть сопротивление, по ней идёт индукционный ток — значит на сопротивлении выделяется теплота по закону Джоуля–Ленца $$Q=I^2Rt$$ . Пункт 5 — верно.

Ответ

145

Видеоразбор

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