ID: 00025960
На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите два верных 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
На общем железном сердечнике сидят две катушки: по правой пропускают заданный ток, а левая замкнута сама на себя и подключена только к амперметру — в ней может появиться лишь индукционный ток, если меняется поток от правой катушки через сердечник.
По графику ток правой катушки: с $0$ до $2$ с растёт по прямой от $-4$ мА до $4$ мА, пересекая ноль в $t=1$ с; с $2$ до $3$ с держится постоянным на уровне $4$ мА; с $3$ до $5$ с убывает по прямой от $4$ мА до $0$.
В промежутках $0$–$1$ и $1$–$2$ с ток правой катушки идёт по одной прямой, но в первом промежутке он отрицательный (от $-4$ до $0$), а во втором — положительный (от $0$ до $4$). Значит направление тока в эти два промежутка разное. Утверждение 1 верно.
Индукционный ток в левой катушке возникает только тогда, когда меняется поток, то есть меняется ток правой катушки. С $2$ до $3$ с правый ток ПОСТОЯНЕН — значит поток не меняется, и ток в левой катушке равен нулю. Утверждение 2 неверно.
Сила индукционного тока пропорциональна скорости изменения тока правой катушки. С $1$ до $2$ с (участок роста) скорость равна $\dfrac{4-(-4)}{2}=4$ мА/с, а с $3$ до $5$ с (участок спада) скорость равна $\dfrac{0-4}{2}=2$ мА/с — по модулю вдвое меньше. Значит в промежутке $1$–$2$ с ток в левой катушке больше по модулю, чем в $3$–$5$ с. Утверждение 3 верно.
Магнитная индукция в сердечнике следует за током правой катушки. В промежутке $0$–$2$ с ток проходит через ноль (в $t=1$ с) — значит индукция там принимает и совсем маленькие значения, и большие (до $4$ мА по модулю на краях), то есть минимум там не единственный — такой же нулевой минимум есть и в промежутке $3$–$5$ с (при $t=5$). Утверждение 4 неверно.
На прямом участке роста ($0$–$2$ с) скорость изменения тока правой катушки постоянна — значит и наведённый ток в левой катушке постоянен по величине (не растёт равномерно, а держится на одном уровне всё это время). Утверждение 5 неверно.