ID: 00017688
На железный сердечник надеты две катушки (см. рисунок). В цепь левой катушки включён амперметр, по правой катушке пропускают ток $i$, меняющийся со временем по графику. По графику: на участке $0$–$2$ с ток линейно растёт от $-4$ А до $+4$ А (проходя через ноль при $t=1$ с); на участке $2$–$3$ с ток постоянен и равен $+4$ А; на участке $3$–$5$ с линейно убывает от $+4$ А до $0$.
На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах в катушках и сердечнике.
1) В промежутке $0$–$2$ с модуль индукции магнитного поля в сердечнике равен $0$.
2) В промежутках времени $0$–$1$ с и $3$–$5$ с направления тока в левой катушке одинаковы.
3) В промежутке времени $2$–$3$ с сила тока в левой катушке равна $0$.
4) Модули силы тока в левой катушке в промежутках времени $1$–$2$ с и $3$–$5$ с одинаковы.
5) В левой катушке сила тока в промежутке времени $0$–$1$ с больше, чем в промежутке времени $3$–$5$ с.
Источник: ФИПИ
Правая катушка — «насос», она создаёт магнитный поток в сердечнике. В левой катушке ток появляется только тогда, когда поток меняется (закон электромагнитной индукции). Поэтому ток в левой катушке повторяет не сам $i$, а скорость его изменения: $i_{\text{лев}} \propto \left|\dfrac{\Delta i}{\Delta t}\right|$, то есть зависит от КРУТИЗНЫ графика. А направление тока определяется тем, растёт поток или убывает (правило Ленца).
1) На участке $0$–$2$ с ток в правой катушке почти везде не нулевой (от $-4$ до $+4$ А), значит и индукция в сердечнике не нулевая (ноль лишь мгновение при $t=1$ с). Неверно.
2) В $0$–$1$ с ток правой катушки растёт ($\Delta i/\Delta t\gt 0$), а в $3$–$5$ с — убывает ($\Delta i/\Delta t\lt 0$). Поток меняется в разные стороны, поэтому индукционный ток в левой катушке направлен противоположно. Неверно.
3) В $2$–$3$ с ток правой катушки постоянен ($+4$ А), поток не меняется — ЭДС индукции нет, ток в левой катушке равен $0$. Верно.
4) Крутизна на $1$–$2$ с: $\dfrac{4}{1}=4$ А/с; на $3$–$5$ с: $\dfrac{4}{2}=2$ А/с. Скорости разные, значит и токи в левой катушке по модулю разные. Неверно.
5) В $0$–$1$ с крутизна та же, что на всём подъёме $0$–$2$ с: $\dfrac{8}{2}=4$ А/с; в $3$–$5$ с — $2$ А/с. Чем круче, тем больше индукционный ток, поэтому в $0$–$1$ с он больше. Верно.