Вопрос:

Данная задача связана с электромагнитной индукцией. На входном изображении представлен график зависимости силы тока от времени в первой катушке и схема двух катушек, одна из которых подключена к гальванометру. Необходимо выбрать два верных утверждения из предложенных вариантов.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Привет! Давай разберемся с этой задачей по физике вместе. Тут нужно понять, когда в катушке возникает магнитное поле и индукционный ток, основываясь на графике.

График зависимости силы тока от времени:

На графике мы видим, что:

  • От 0 до 20 секунд сила тока линейно возрастает от 0 до 2 А.
  • От 20 до 40 секунд сила тока постоянна и равна 2 А.
  • От 40 до 50 секунд сила тока линейно убывает от 2 А до 0 А.
  • От 50 до 60 секунд сила тока равна 0 А.

Принципы электромагнитной индукции:

  • Магнитное поле создается током. Если ток есть, то и магнитное поле есть.
  • Индукционный ток возникает во второй катушке (замкнутой на гальванометр) только тогда, когда изменяется магнитный поток через нее. Это происходит, когда изменяется ток в первой катушке.

Теперь проанализируем утверждения:

  1. В интервале времени от 50 до 60 с в катушке 2 возникает магнитное поле. В этом интервале ток в первой катушке равен 0. Если ток равен 0, то и магнитное поле отсутствует. Значит, это утверждение неверно.
  2. В интервале времени от 0 до 20 с в катушке 2 возникает индукционный ток. В этом интервале ток в первой катушке изменяется (растет). Изменение тока создает изменяющееся магнитное поле, что вызывает изменение магнитного потока через вторую катушку. А изменение магнитного потока порождает индукционный ток. Значит, это утверждение верно.
  3. В интервале времени от 20 до 40 с в катушке 2 возникает индукционный ток. В этом интервале ток в первой катушке постоянен (2 А). Постоянный ток создает постоянное магнитное поле, и магнитный поток через вторую катушку не изменяется. Следовательно, индукционный ток не возникает. Значит, это утверждение неверно.
  4. Максимальный индукционный ток в катушке 2 возникает в интервале времени от 40 до 50 с. Индукционный ток максимален, когда скорость изменения тока максимальна. Скорость изменения тока (dI/dt) максимальна по модулю в интервале от 40 до 50 с (ток убывает), и в интервале от 0 до 20 с (ток нарастает). Величина убывания тока от 2 до 0 А за 10 секунд такая же, как и нарастание от 0 до 2 А за 20 секунд. Однако, если рассматривать скорость изменения, то в интервале 40-50с она равна 2А/10с = 0.2А/с, а в интервале 0-20с она равна 2А/20с = 0.1А/с. Поэтому максимальная скорость изменения тока (и, следовательно, максимальный индукционный ток) приходится на интервал от 40 до 50 с. Значит, это утверждение верно.
  5. Заряд, прошедший через вторую катушку в интервале времени от 20 до 40 с, равен 40 Кл. В этом интервале ток постоянен и равен 2 А. Заряд (Q) равен произведению силы тока (I) на время (t): Q = I * t. Но индукционный ток здесь равен 0, поэтому и заряд, прошедший вследствие индукции, равен 0. Если бы имелся в виду ток первой катушки, то заряд прошёл бы 2 А * (40 с - 20 с) = 2 А * 20 с = 40 Кл. Но вопрос касается именно индукционного тока во второй катушке, которого нет. Значит, это утверждение неверно.

Итог: мы нашли два верных утверждения.

Ответ: В интервале времени от 0 до 20 с в катушке 2 возникает индукционный ток; Максимальный индукционный ток в катушке 2 возникает в интервале времени от 40 до 50 с.

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю