По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают лёгкий тонкий проводник. Образовавшийся контур находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией
(рис. 1). При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на графике (рис. 2). Выберите все верные утверждения, соответствующие приведённым данным и описанию опыта.
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.
1) В течение первых 6 с индукционный ток течет через лампочку непрерывно.
2) В интервале времени от 0 до 4 с лампочка горит наиболее ярко.
3) В момент времени с сила Ампера, действующая на проводник, направлена влево.
4) Максимальная ЭДС находится в контуре в интервале времени от 4 до 8 с.
5) Индукционный ток в интервале времени от 6 до 12 с течёт в одном направлении.
При движении проводника происходит изменение магнитного потока, значит, по правилу Ленца в контуре возникает индукционный ток с таким направлением, чтобы препятствовать изменению магнитного потока контура, значит, при уменьшении площади направление вектора (магнитное поле, создаваемое индукционным током) сонаправлено вектору магнитной индукции
. Для определения тока в контуре воспользуемся правилом правой руки (буравчика), для этого направляем по вектору
большой палец, а 4 согнутых пальца покажут направление индукционного тока, в данном случае он направлен по часовой стрелке.
1)
Так как от 0 с до 6 с площадь не меняется, то магнитный поток не изменяется и индукционный ток не возникает в контуре.
2)
Нет, ток через лампочку не течёт, значит, лампочка не горит.
3)
Сила Ампера равна
где – индукционный ток,
– длина проводника.
Так как проводник не движется, то индукционный ток не возникает и сила Ампера равна нулю.
4)
Модуль ЭДС индукции равен:
где – изменение магнитного потока за время
.
Изменение потока же равно:
то есть чем быстрее изменяется площадь, тем больше по модулю возникает ЭДС, следовательно, ЭДС максимальна от 4 с до 8 с.
5)
Да, так как площадь все время уменьшается, то и индукционный ток течёт в одном направлении.