14. Электродинамика: анализ физических процессов: #205996
Проволочная рамка площадью $S = 80\,\text{см}^2$ помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции $\vec{B}.$ Проекция $B_n$ индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется со временем $t$ согласно графику на рисунке.
Выберите все верные утверждения.
УТВЕРЖДЕНИЯ
$1)$ Модуль $ЭДС$ индукции, возникающей в рамке в промежутке времени от $6\,\text{мс}$ до $8\,\text{мс},$ равен $3\,\text{В}.$
$2)$ Индукционный ток в рамке в промежутке времени от $2\,\text{мс}$ до $7\,\text{мс}$ меняет свое направление два раза.
$3)$ Магнитный поток, пронизывающий рамку, в момент времени $1.5\,\text{мс}$ равен $8\,\text{мВб}.$
$4)$ Индукционный ток в рамке в промежутке времени от $0\,\text{мс}$ до $2\,\text{мс}$ равен нулю.
$5)$ $ЭДС$ индукции в рамке была отлична от $0$ все время в промежутке времени от $0\,\text{мс}$ до $8\,\text{мс}.$
1. $ЭДС$ индукции вычисляется по формуле:
$$\mathcal{E}_i = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t} = -S\frac{\Delta B_n}{\Delta t}.$$ Для интервала $6-8\,\text{мс}$:
$$\Delta B_n = 0.3\,\text{Тл}, \quad \Delta t = 2\,\text{мс}$$ $$\mathcal{E}_i = -80\cdot10^{-4}\cdot\frac{0.3}{2\cdot10^{-3}} = 1.2\,\text{В}$$ Вывод: утверждение неверное.
2. Направление индукционного тока меняется при изменении характера изменения потока:
В $2-4\,\text{мс}$ поток уменьшается $→$ ток одного направления,
В $4-6\,\text{мс}$ поток увеличивается $→$ ток противоположного направления,
В $6-7\,\text{мс}$ поток снова уменьшается $→$ ток первого направления.
Вывод: утверждение верное.
3. Магнитный поток в момент $1.5\,\text{мс}$:
$$\Phi = B_n S = 0.1\,\text{Тл} \cdot 80\cdot10^{-4}\,\text{м}^2 = 0.8\,\text{мВб}$$ Вывод: утверждение неверное.
4. В интервале $0-2\,\text{мс}$ $B_n = \text{const},$ поэтому $\mathcal{E}_i = 0$ и индукционный ток отсутствует.
Вывод: утверждение верное.
5. В интервале $0-2\,\text{мс}$ $B_n = \text{const},$ поэтому $\mathcal{E}_i = 0$ и индукционный ток отсутствует, $ЭДС$ индукции равна нулю.
Вывод: утверждение неверное.