Э/м Индукция — Задание 14 ЕГЭ по физике №00017736

Идея

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.

Шаг 1. Читаем график по участкам

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.

Шаг 2. Разбираем пункты

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.