ID: 00017698
На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. В цепь левой катушки включён амперметр. По правой катушке пропускают ток i, который меняется согласно приведённому графику: с 0 до 2 с ток равномерно возрастает от -4 А до +4 А (проходя через ноль в момент 1 с); с 2 до 3 с ток постоянен и равен +4 А; с 3 до 5 с ток равномерно убывает от +4 А до 0. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.
1) В промежутках 0–1 и 1–2 с направления тока в правой катушке различны.
2) В промежутке времени 2–3 с сила тока в левой катушке отлична от нуля.
3) Модуль силы тока в левой катушке в промежутке 1–2 с больше, чем в промежутке 3–5 с.
4) В промежутке 0–2 с модуль магнитной индукции в сердечнике минимален.
5) В промежутке 1–2 с сила тока в левой катушке равномерно увеличивается.
Источник: ФИПИ
Две катушки на общем сердечнике. Ток в правой катушке создаёт поле в сердечнике; когда этот ток меняется, в левой замкнутой катушке наводится ток. Сила наведённого тока пропорциональна крутизне графика \left|\dfrac{\Delta i}{\Delta t}\right| и есть только на наклонных участках. Само магнитное поле в сердечнике пропорционально величине тока в правой катушке |i|.
0–2 с: ток растёт от -4 до +4 А, наклон \dfrac{4-(-4)}{2}=+4 А/с (на всём участке постоянный). При этом в момент 1 с ток меняет знак: до 1 с он отрицательный, после — положительный.
2–3 с: ток постоянен (+4 А), наклон 0.
3–5 с: ток убывает от +4 до 0, наклон \dfrac{0-4}{2}=-2 А/с.
1) В 0–1 с ток в правой катушке отрицательный (одно направление), в 1–2 с положительный (противоположное направление). Значит направления различны. Верно.
2) В 2–3 с ток в правой катушке постоянен, поток не меняется, наведённого тока нет — он равен нулю. Утверждение «отличен от нуля» неверно.
3) Модуль наклона в 1–2 с равен 4 А/с, в 3–5 с равен 2 А/с. Раз 4\gt 2, наведённый ток в 1–2 с больше. Верно.
4) Поле в сердечнике пропорционально |i|. На участке 0–2 с модуль тока меняется от 4 до 0 и снова до 4 А, то есть достигает и максимума (4 А на краях), а не «минимален весь промежуток». Неверно.
5) В 1–2 с наклон постоянный (+4 А/с), значит наведённый ток в левой катушке постоянен, а не «равномерно увеличивается». Неверно.
Ответ: 13