ID: 00017736
На графике показана зависимость от времени t силы тока I, протекающего в катушке № 1. Все линии магнитного поля, создаваемого этой катушкой, пронизывают поперечное сечение катушки № 2, а концы обмотки катушки № 2 соединены друг с другом. Индуктивность катушки № 2 пренебрежимо мала.
(см. график)
Выберите все верные утверждения.
1) В катушке № 2 протекает постоянный электрический ток.
2) В моменты времени от 7 до 12 секунд электрический ток в катушке № 2 течёт в противоположных направлениях.
3) В моменты времени от 3 до 18 секунд электрический ток в катушке № 2 течёт в одном и том же направлении.
4) В течение интервала времени от 6 до 14 секунд в катушке № 2 выделяется такое же количество теплоты, как и в течение интервала времени от 16 до 24 секунд.
5) В моменты времени 10 с и 20 с сила тока в катушке № 2 равна нулю.
Источник: ФИПИ
Две катушки на общем потоке — трансформатор. Катушка № 2 замкнута сама на себя и её индуктивность ничтожна, значит она работает как обычное сопротивление: ток в ней i_2 прямо пропорционален наведённой ЭДС, а та — скорости изменения тока в катушке № 1 (наклону графика). Запомним: i_2 \sim -\dfrac{\Delta I_1}{\Delta t}. Где наклон постоянный — там i_2 постоянна по модулю; где наклон меняет знак — там i_2 меняет направление.
График I_1 — «треугольная» пила: 0-5 с растёт от 0 до +10 мА; 5-15 с одной прямой падает от +10 до -10 мА (наклон -2 мА/с, проходит через ноль при t=10 с); 15-25 с одной прямой растёт от -10 до +10 мА (наклон +2 мА/с, ноль при t=20 с). Важно: модуль наклона ВЕЗДЕ одинаков (2 мА/с), а знак наклона переключается в точках t=5,\,15,\,25 с.
1) Ток i_2 меняет направление в точках излома (5, 15, 25 с) — он не постоянный, а скачет между двумя противоположными значениями. Неверно.
2) Отрезок 7-12 с целиком лежит внутри одного прямого участка 5-15 с (наклон не меняется). Значит ток i_2 всё это время течёт в ОДНУ сторону, а не в противоположных. Неверно.
3) Отрезок 3-18 с захватывает излом при t=5 с и излом при t=15 с. На участке 3-5 с наклон один, на 5-15 с — противоположный, на 15-18 с — снова другой. Значит направление i_2 за этот отрезок меняется. Неверно.
4) Так как модуль наклона везде одинаков, модуль тока i_2 один и тот же на всех участках, а тепло Q=i_2^2 R\,t зависит только от длительности. Отрезок 6-14 с длится 8 с, отрезок 16-24 с тоже длится 8 с — значит тепла выделяется поровну. Верно.
5) При t=10 с и t=20 с в нуле оказывается сам ток I_1 (это точки пересечения графика с осью). Но ток i_2 зависит от НАКЛОНА, а наклон в этих точках не нулевой — значит i_2 \ne 0. Это классическая ловушка. Неверно.
Ответ: 4