ID: 00017723
На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется с течением времени согласно приведённому графику. К левой катушке подключён амперметр.
(см. рисунок и график)
Выберите все верные утверждения.
1) В течение всего времени измерений показания амперметра отличны от 0.
2) В промежутках времени $1-2$ с и $4-5$ с индукция магнитного поля в сердечнике не изменяется.
3) В промежутке времени между 3 и 5 с показания амперметра постоянны и равны 0.
4) В промежутках времени $2-3$ с и $3-4$ с ток в левой катушке имеет одинаковое направление.
5) В промежутках времени $0-1$ с и $2-3$ с направления тока в левой катушке противоположны.
Источник: ФИПИ
Две катушки на общем сердечнике — это трансформатор. По правой течёт «задающий» ток, он создаёт в сердечнике магнитный поток. В левой катушке (с амперметром) наводится ток только тогда, когда поток МЕНЯЕТСЯ. А поток меняется ровно тогда, когда меняется ток в правой катушке. Главное правило: показания амперметра определяются НЕ величиной тока в правой катушке, а скоростью его изменения (наклоном графика).
$0-1$ с: ток растёт от 0 до 2 А (наклон есть). $1-2$ с: ток постоянный 2 А (наклона нет). $2-4$ с: ток падает от 2 до $-2$ А единой прямой (наклон есть, причём проходит через ноль при $t=3$ с). $4-5$ с: ток постоянный $-2$ А (наклона нет).
1) Амперметр показывает ток только при изменении потока. На участках $1-2$ с и $4-5$ с ток в правой катушке постоянен, поток не меняется — амперметр показывает 0. Значит «всё время отличны от 0» — неверно.
2) Индукция в сердечнике $B$ пропорциональна току в правой катушке. На $1-2$ с ток постоянен (2 А) и на $4-5$ с тоже постоянен ($-2$ А) — значит $B$ в эти промежутки не меняется. Верно.
3) Берём промежуток $3-5$ с по частям. На $3-4$ с ток ещё падает (наклон есть) — амперметр показывает не ноль. Только на $4-5$ с ток постоянен и амперметр показывает 0. Значит на всём отрезке $3-5$ с показания НЕ постоянны и не равны нулю. Неверно.
4) Участки $2-3$ с и $3-4$ с лежат на ОДНОЙ прямой спада (наклон одинаковый, ток падает с одной и той же скоростью). Раз скорость изменения одна и та же по знаку — наведённый ток в левой катушке течёт в одну сторону. Верно.
5) На $0-1$ с ток растёт (наклон «вверх»), на $2-3$ с ток падает (наклон «вниз»). Знаки скорости изменения противоположны, значит и наведённый ток в левой катушке течёт в противоположные стороны. Верно.