ID: 00017708
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 1 с ток равномерно убывает от 2 А до 1 А; с 1 до 2 с ток постоянен и равен 1 А; с 2 до 3 с ток равномерно возрастает от 1 А до 2 А; далее ток равномерно убывает. На основании этого графика выберите все верные утверждения. Индуктивностью катушек пренебречь.
1) В промежутке между 1 с и 2 с показания амперметра были равны 0.
2) В промежутках 0−1 с и 2−3 с направления тока в левой катушке были одинаковы.
3) В промежутке между 1 с и 2 с индукция магнитного поля в сердечнике была равна 0.
4) Всё время измерений сила тока через амперметр была отлична от 0.
5) В промежутках 0−1 с и 2−3 с сила тока в левой катушке была одинаковой.
Источник: ФИПИ
Это две катушки на общем железном сердечнике — трансформатор. Ток в правой катушке создаёт в сердечнике магнитное поле; меняющийся поток наводит в левой (замкнутой на амперметр) катушке ЭДС индукции. Главное правило: амперметр показывает ток, только когда поток МЕНЯЕТСЯ, то есть когда меняется ток в правой катушке. Сила наведённого тока пропорциональна скорости изменения тока в правой катушке \left|\dfrac{\Delta i}{\Delta t}\right|, а его направление зависит от знака этого изменения (правило Ленца).
0−1 с: ток в правой катушке убывает, наклон \dfrac{\Delta i}{\Delta t}=\dfrac{1-2}{1}=-1 А/с. Поток меняется — ток в левой катушке есть.
1−2 с: ток постоянен (1 А), наклон =0. Поток не меняется — ЭДС индукции нет, амперметр показывает 0.
2−3 с: ток возрастает, наклон =+1 А/с. Поток меняется — ток в левой катушке есть, но знак изменения противоположен участку 0−1 с.
1) В 1−2 с наклон нулевой, поток не меняется, амперметр показывает 0. Верно.
2) В 0−1 с ток убывает, в 2−3 с растёт — знаки изменения противоположны, значит направления наведённого тока в левой катушке РАЗНЫЕ. Неверно.
3) В 1−2 с ток в правой катушке постоянен и равен 1 А (не ноль!), поэтому и магнитное поле в сердечнике постоянно и не равно нулю. Здесь подвох: нулевая ЭДС не значит нулевое поле. Неверно.
4) В промежутке 1−2 с амперметр показывал 0, значит «всё время отличен от 0» — неверно.
5) Модуль скорости изменения тока в 0−1 с равен 1 А/с и в 2−3 с равен 1 А/с — одинаков. Значит и сила наведённого тока в эти промежутки одинакова по модулю. Верно.
Ответ: 15