ID: 00017696
По П-образному проводящему проводнику, находящемуся в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости проводника (поле направлено за плоскость рисунка), скользит проводящий стержень (см. рисунок). На графике приведена зависимость ЭДС индукции, возникающей в стержне при его 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 контура и стержня, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. Известно, что модуль индукции магнитного поля равен $B=0{,}2$ Тл, длина проводника $l=0{,}15$ м, изменением сопротивления контура $R$ пренебречь.
1) Стержень сначала двигался равноускоренно, а затем равномерно.
2) Через 2 с скорость стержня была равна 10 м/с.
3) В момент времени 4 с сила Ампера на стержень не действовала.
4) В промежуток времени от 2 с до 6 с сила тока в стержне не изменялась.
5) Через 6 с стержень остановился.
Источник: ФИПИ
Стержень в магнитном поле — источник ЭДС $\mathcal{E}=Blv$, откуда $v=\dfrac{\mathcal{E}}{Bl}$. Сила тока $I=\dfrac{\mathcal{E}}{R}$. На стержень с током в поле действует сила Ампера $F=BIl$. Так как $B$, $l$, $R$ постоянны, скорость и ток повторяют график ЭДС.
$Bl=0{,}2\cdot0{,}15=0{,}03$ Тл·м, поэтому $v=\dfrac{\mathcal{E}}{0{,}03}$.
1) В первые 2 с ЭДС растёт линейно, значит и скорость растёт линейно — это равноускоренное движение; после 2 с ЭДС постоянна, значит скорость постоянна — равномерное движение. Верно.
2) В момент 2 с $\mathcal{E}=0{,}4$ В, тогда $v=\dfrac{0{,}4}{0{,}03}\approx13{,}3$ м/с, а не 10 м/с. Неверно.
3) В момент 4 с ЭДС постоянна и не равна нулю, значит ток $I=\mathcal{E}/R\ne0$, и сила Ампера $F=BIl\ne0$ — она действует. Неверно.
4) С 2 до 6 с ЭДС постоянна (0,4 В), значит ток $I=\mathcal{E}/R$ постоянен — не изменялся. Верно.
5) К моменту 6 с ЭДС всё ещё равна 0,4 В (постоянна), значит $v\ne0$ — стержень не остановился. Неверно.