Тема . №14 Электродинамика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)
.03 Магнитное поле
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №14 электродинамика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#50542

Металлическое кольцо, обладающее электрическим сопротивлением, находится в однородном магнитном поле. Линии индукции этого поля перпендикулярны плоскости кольца, а величина магнитной индукции изменяется по гармоническому закону с частотой ω  . Индуктивность кольца пренебрежимо мала.

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.

1) В кольце протекает переменный электрический ток.

2) Сила натяжения проволоки, из которой изготовлено кольцо, изменяется по гармоническому закону с частотой 2ω  .

3) Амплитуда протекающего в кольце электрического тока не зависит от частоты ω  .

4) Амплитуда ЭДС индукции, действующая в кольце, пропорциональна частоте ω  .

5) Средняя тепловая мощность, выделяющаяся в кольце, пропорциональна частоте ω  .

Показать ответ и решение

Гармоническое изменение можно описать формулой:

B (t)= B0sin(ωt+ φ),

где B0  – амплитуда магнитной индукции, φ  – начальная фаза колебаний.
1) В ерно
Магнитный поток изменяется по гармоническому закону, значит, по закону Ленца в кольце также будет возникать индукционный ток, который будет препятствовать изменению магнитного потока, при этом ток будет также изменяться по гармоническому закону.
2) В ерно
Сила индукционного тока пропорциональна изменению потока магнитной индукции:

   dΦ
I ∼ dt-,

где dΦ  – изменение потока за время dt  .
Изменение потока же равно:

dΦ = dB ⋅S,

где dB  – изменение магнитной индукции, S  – площадь кольца.
Тогда

   dB
I ∼ dt-.

При этом сила натяжения проволоки кольца пропорциональна силе Ампера, которая равна:

FA = IBl,

где l  – длина проводника.
То есть

Fн ∼ FA ∼ BI ∼ B dB-.
               dt

Здесь dB-
 dt  – производная от магнитной индукции по времени (скорость изменения магнитной индукции). Найдём её:

 ′  dB
B = -dt = B0ω cos(ωt+ φ).

То есть

                               B2 ω
Fн ∼ B0sin(ωt+ φ)⋅B0ω cos(ωt+ φ)=--02-sin(2ωt+ 2φ),

то есть изменение происходят по гармоническому закону с частотой 2ω  .
3) Н еверно
Сила тока:

   ℰ-  dΦ- 1-  d(B0Ssin(ωt+-φ)   B0Sω-cos(ωt+-φ)
I = R = dt ⋅R =       R        =       R       .

Значит, амплитуда протекающего в кольце электрического тока изменяется по гармоническому закону с частотой ω  .
4) В ерно
Из прошлого пункта:

ℰ =B S ωcos(ωt+ φ)  I = B0Sω-cos(ωt+-φ)
     0                      R

При этом мощность за малый промежуток

ΔP = Δℰ ⋅ΔI,

Средняя мощность равна сумме данных мощностей, то есть конечное значение зависит от ω2  .
5) Н еверно

Ответ: 124

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!