Э/м Индукция — Задание 12 ЕГЭ по физике №00047982
Э/м Индукция
№2. Задание 12
ID: 00047982
Кольцо, изготовленное из тонкой медной проволоки постоянного сечения, находится в однородном магнитном поле, линии индукции которого перпендикулярны плоскости кольца. Модуль индукции магнитного поля равномерно уменьшают до нулевого значения, измеряя в ходе этого процесса напряжение $U$ между точками $C$ и $D$ кольца (см. рисунок). Во сколько раз уменьшится $U$, если проводить этот же эксперимент с кольцом втрое меньшего радиуса, не изменяя другие условия опыта?

Источник: СтатГрад 19.10.2021
Решение
Поле убывает, поток через кольцо меняется — возникает ЭДС индукции, она и создаёт напряжение $U$ между точками $C$ и $D$.
Шаг 1. ЭДС. По закону Фарадея
$$|\mathcal{E}|=S\dfrac{|\Delta B|}{\Delta t},\qquad S=\pi r^2.$$
Условия опыта прежние: индукция убывает от того же значения до нуля за то же время, поэтому $\dfrac{|\Delta B|}{\Delta t}$ не меняется.
Шаг 2. $U$ и ЭДС. Точки $C$ и $D$ делят кольцо пополам при любом радиусе, схема лишь меняет масштаб, поэтому $U$ — всегда одна и та же доля ЭДС: $U\sim\mathcal{E}\sim r^2$.
Шаг 3. Считаем. Радиус меньше в $3$ раза — площадь меньше в $3^2=9$ раз, и $U$ уменьшается в $9$ раз.
Проверим себя. Пойдём обратно: увеличим радиус маленького кольца в $3$ раза — площадь вырастет в $3^2=9$ раз, во столько же раз вырастет $U$, и мы вернёмся к исходному напряжению. Сходится.
Ответ
Другие задания по теме «Э/м Индукция» (8)
- Задание 12 №00047981 — Кольцо, изготовленное из тонкой медной проволоки постоянного сечения, находится…
- Задание 12 №00047980 — На рисунке показан график зависимости магнитного потока Фи, пронизывающего…
- Задание 12 №00047978 — На рисунке приведён график зависимости модуля индукции B магнитного поля от…
- Задание 12 №00047973 — В некоторой области пространства создано однородное магнитное поле. Квадратная…
- Задание 12 №00047886 — За время Дельтаt равно 3 с магнитный поток через площадку, ограниченную…
- Задание 12 №00047884 — При равномерном вращении в однородном постоянном магнитном поле квадратной…
- Задание 12 №00047883 — При равномерном вращении в однородном постоянном магнитном поле квадратной…
- Задание 12 №00047882 — В опыте по наблюдению электромагнитной индукции прямоугольная рамка из одного…