Question

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.

![](https://imgur.com/placeholder_coil_system)

1) В промежутках времени 0–1 и 3–5 с ток в левой катушке протекает в противоположных направлениях.
2) В промежутке времени 2–3 с сила тока в левой катушке равна 4 А.
3) Модуль силы тока в левой катушке в промежутке времени 1–2 с больше, чем в промежутке 3–5 с.
4) В промежутке от 2 до 4 с модуль индукции магнитного поля в сердечнике не равен 0.
5) Скорость изменения магнитного потока, пронизывающего левую катушку, в промежутке времени 0–1 с по модулю меньше, чем в промежутке времени 3–5 с.

Accepted Answer

134

Answer

Идея решения: анализируем изменение тока в правой катушке по графику и применяем закон электромагнитной индукции для определения ЭДС и тока в левой катушке.

**Анализ графика:**
- 0–1 с: ток возрастает от $-4$ до $+4$ А, $\frac{dI}{dt} = \frac{8}{1} = 8$ А/с.
- 1–2 с: ток постоянен на уровне $+4$ А, $\frac{dI}{dt} = 0$.
- 2–3 с: ток постоянен на уровне $+4$ А, $\frac{dI}{dt} = 0$.
- 3–4 с: ток убывает от $+4$ до $0$ А, $\frac{dI}{dt} = -4$ А/с.
- 4–5 с: ток убывает от $0$ до $-4$ А, $\frac{dI}{dt} = -4$ А/с.

**Утверждение 1:** В промежутках 0–1 и 3–5 с ток в правой катушке меняется (возрастает и убывает соответственно), поэтому в левой катушке индуцируется ЭДС. По правилу Ленца, при возрастании тока в одном направлении (0–1 с) индуцированный ток в левой катушке направлен противоположно, а при убывании (3–5 с) — в том же направлении. Направления противоположны. **Верно.**

**Утверждение 2:** В промежутке 2–3 с ток в правой катушке постоянен ($I = 4$ А), поэтому $\frac{dI}{dt} = 0$. Индуцированная ЭДС в левой катушке равна нулю, следовательно, ток в ней равен нулю, а не 4 А. **Неверно.**

**Утверждение 3:** В промежутке 1–2 с $\frac{dI}{dt} = 0$, поэтому индуцированный ток в левой катушке равен нулю. В промежутке 3–5 с $\frac{dI}{dt} = -4$ А/с (по модулю 4 А/с), поэтому индуцированный ток ненулевой. Модуль тока в 1–2 с меньше, чем в 3–5 с. **Неверно.**

**Утверждение 4:** Магнитное поле в сердечнике создаётся током в правой катушке. По графику, в промежутке 2–4 с ток в правой катушке равен 4 А (2–3 с) и затем убывает (3–4 с), но остаётся ненулевым. Индукция магнитного поля не равна нулю. **Верно.**

**Утверждение 5:** Магнитный поток через левую катушку пропорционален магнитному полю в сердечнике, которое пропорционально току в правой катушке: $\Phi \propto I$. Скорость изменения потока:

$$\left|\frac{d\Phi}{dt}\right| \propto \left|\frac{dI}{dt}\right|$$

В промежутке 0–1 с: $\left|\frac{dI}{dt}\right| = 8$ А/с.
В промежутке 3–5 с: $\left|\frac{dI}{dt}\right| = 4$ А/с.

Модуль скорости изменения потока в 0–1 с больше, чем в 3–5 с. **Неверно.**

Задание №14Электродинамика: поля и токиЕГЭ по физике