ID: 00017695
По П-образному проводнику, находящемуся в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости проводника (поле направлено за плоскость рисунка), скользит проводящая перемычка (см. рисунок). На графике приведена зависимость ЭДС индукции, возникающей в перемычке при её движении: с $0$ до $2$ с ЭДС равномерно растёт от $0$ до $0{,}4$ В, а с $2$ до $6$ с остаётся постоянной и равной $0{,}4$ В. Пренебрегая сопротивлением проводника, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. Известно, что модуль индукции магнитного поля равен $B=0{,}4$ Тл, длина проводника $l=0{,}1$ м.
1) Проводник всё время двигался с одинаковой скоростью.
2) Через 2 с проводник остановился.
3) В момент времени 4 с скорость проводника была равна 10 м/с.
4) Первые 2 с сила тока в проводнике увеличивалась.
5) Через 2 с проводник начал двигаться в противоположную сторону.
Источник: ФИПИ
Перемычка движется в магнитном поле и работает как «движущийся источник тока»: ЭДС индукции $\mathcal{E}=Blv$. Отсюда скорость $v=\dfrac{\mathcal{E}}{Bl}$. Раз $B$ и $l$ постоянны, скорость прямо повторяет график ЭДС. Сила тока $I=\dfrac{\mathcal{E}}{R}$ тоже повторяет график ЭДС.
Постоянный множитель: $Bl=0{,}4\cdot0{,}1=0{,}04$ Тл·м. Тогда $v=\dfrac{\mathcal{E}}{0{,}04}=25\,\mathcal{E}$.
1) В первые 2 с ЭДС растёт, значит и скорость растёт; затем она постоянна. Скорость не одинакова всё время. Неверно.
2) В момент 2 с ЭДС равна $0{,}4$ В (максимум, дальше держится), значит $v\ne0$ — проводник движется, а не остановился. Неверно.
3) В момент 4 с $\mathcal{E}=0{,}4$ В, тогда $v=\dfrac{0{,}4}{0{,}04}=10$ м/с. Верно.
4) В первые 2 с ЭДС растёт от 0 до 0,4 В, а $I=\mathcal{E}/R$, значит ток в эти 2 с тоже растёт. Верно.
5) ЭДС всё время остаётся положительной (знак не меняется), значит проводник движется в ту же сторону. Неверно.