ID: 00025970
По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают лёгкий тонкий проводник. Образовавшийся контур находится в однородном магнитном поле с индукцией $\overset{\to}{B}$ (рис. а). При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на графике (рис. б). Выберите два верных утверждения, соответствующих приведённым данным и описанию опыта.
Рис. а Рис. б
1) В течение первых 15 с индукционный ток течёт через лампочку непрерывно.
2) Индукционный ток в интервале времени от 10 до 20 с течёт в одном направлении.
3) Максимальная ЭДС наводится в контуре в интервале времени от 5 до 15 с.
4) В момент времени $t=3$ с сила Ампера, действующая на проводник, направлена влево.
5) Сила, прикладываемая к проводнику для его перемещения, в интервале времени от 15 до 20 с максимальна.
Источник: ФИПИ
Площадь контура на рельсах по графику: с $0$ до $5$ с постоянна ($0{,}1$ м²), с $5$ до $15$ с растёт до $0{,}4$ м² (медленнее), а с $15$ до $20$ с растёт быстрее — до $0{,}7$ м².
С $0$ до $5$ с площадь не меняется — тока нет, значит первые $15$ с ток течёт не непрерывно (есть провал в начале). Утверждение 1 неверно.
С $5$ до $20$ с площадь всё время растёт, без разворотов — значит поток растёт непрерывно, и по правилу Ленца индукционный ток всё это время течёт в одну сторону, включая интервал $10$–$20$ с. Утверждение 2 верно.
Наклон графика с $5$ до $15$ с меньше, чем с $15$ до $20$ с (график идёт круче под конец) — значит ЭДС там, наоборот, не максимальна, а максимальна как раз в последнем интервале. Утверждение 3 неверно.
В момент $t=3$ с контур в интервале постоянной площади — тока и силы Ампера там попросту нет, она не может быть «направлена влево». Утверждение 4 неверно.
Скорость роста площади максимальна именно в интервале $15$–$20$ с (график там круче всего) — а раз рельсы гладкие, прикладываемая сила равна силе Ампера, которая тем больше, чем быстрее меняется площадь. Утверждение 5 верно.