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 приведенного 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.
1. Магнитный поток через кольцо изменяется по гармоническому закону, поэтому и ток, возникающий в кольце, будет изменяться по гармоническому закону. Первое утверждение верно.
2. Сила тока в кольце пропорциональна изменению потока магнитной индукции через кольцо, а следовательно, и изменению магнитной индукции: Сила натяжения проволоки пропорциональна силе Ампера, возникающей в кольце, а сила Ампера пропорциональна напряженности магнитного поля и силе тока в кольце:
Индукция магнитного поля и ее производная изменяются по гармоническому закону, следовательно, их произведение будет изменяться по гармоническому закону с частотой 2ω. Второе утверждение верно.
3. Пусть, например, тогда:
Следовательно, амплитуда протекающего в кольце электрического тока зависит от частоты ω. Третье утверждение неверно.
4. Заметим, что Следовательно, амплитуда ЭДС индукции, действующая в кольце, пропорциональна частоте ω. Четвертое утверждение верно.
5. Средняя тепловая мощность, выделяющаяся в кольце, вычисляется как интеграл за период от произведения ЭДС индукции на силу тока в кольце. Конечное значение такого интеграла квадратично зависит от ω. Пятое утверждение неверно.
Ответ: 124.

