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.