Задание 14 ЕГЭ по физике: Проводник АБ подвешен на тонких проволочках и подключён к…
№2. Задание 14
ID: 00026798
Проводник АБ подвешен на тонких проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения – так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо .
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения относительно наблюдаемых явлений.
1) Сопротивление реостата уменьшается. 2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены вправо.
3) Сила тока, протекающего через проводник АБ, увеличивается.
4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, уменьшается. 5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличиваются.
Источник: ФИПИ
Решение
Горизонтальный проводник АБ висит на двух проволочках и подключён к батарее через реостат. Рядом лежит магнит, повёрнутый к проводнику северным полюсом.
Сначала реостат. Включён участок от левого вывода до ползунка, поэтому сдвиг ползунка ВПРАВО удлиняет путь тока по обмотке и УВЕЛИЧИВАЕТ сопротивление. Значит утверждение 1 («сопротивление уменьшается») неверное.
Раз сопротивление растёт, а напряжение источника постоянно, ток убывает.
I=\frac{U}{R}
Поэтому утверждение 3 («сила тока увеличивается») тоже неверное.
Теперь про поле магнита. Линии индукции ВЫХОДЯТ из северного полюса, а северный полюс обращён к проводнику справа — значит вблизи проводника линии идут ВЛЕВО, от магнита. Утверждение 2 («направлены вправо») неверное.
На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера, и она тем больше, чем больше ток.
F=BIL\sin\alpha
Ток убывает, поле магнита не меняется, длина проводника постоянна — значит сила Ампера УМЕНЬШАЕТСЯ. Утверждение 4 верное.
Осталось разобраться с проволочками. Сила Ампера здесь направлена вверх и частично держит проводник, разгружая подвес: проволочки тянут меньше, чем весит проводник.
Когда сила Ампера слабеет, эта поддержка исчезает, и на проволочки ложится всё больший вес. Значит их натяжение РАСТЁТ. Утверждение 5 верное.
Проверим себя: просят два утверждения, и верными оказались ровно два — четвёртое и пятое.
Ответ
45