Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 11855
i

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

Из при­ве­ден­но­го ниже спис­ка вы­бе­ри­те все пра­виль­ные утвер­жде­ния.

 

1.  В коль­це дей­ству­ет по­сто­ян­ная ЭДС ин­дук­ции.

2.  Сила про­те­ка­ю­ще­го в коль­це ин­дук­ци­он­но­го тока не за­ви­сит от со­про­тив­ле­ния коль­ца.

3.  Сред­няя теп­ло­вая мощ­ность, вы­де­ля­ю­ща­я­ся в коль­це, про­пор­ци­о­наль­на квад­ра­ту ча­сто­ты (~ω2).

4.  Ам­пли­ту­да про­те­ка­ю­ще­го в коль­це элек­три­че­ско­го тока про­пор­ци­о­наль­на ча­сто­те ω.

5.  Ам­пли­ту­да дей­ству­ю­щей в коль­це ЭДС ин­дук­ции не за­ви­сит от ра­ди­у­са коль­ца.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть маг­нит­ное поле из­ме­ня­ет­ся, на­при­мер, по за­ко­ну B = B_0 синус левая круг­лая скоб­ка \omega t пра­вая круг­лая скоб­ка . Пусть пло­щадь коль­ца равна S.

1)  Най­дем ЭДС ин­дук­ции: \mathcalE = дробь: чис­ли­тель: d Ф, зна­ме­на­тель: d t конец дроби = B_0S\omega ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка \omega t пра­вая круг­лая скоб­ка . Из по­лу­чен­ной фор­му­лы видно, что ЭДС ин­дук­ции не по­сто­ян­но а из­ме­ня­ет­ся по гар­мо­ни­че­ско­му за­ко­ну. Пер­вое утвер­жде­ние не­вер­но.

2)  Сила тока в коль­це равна I = дробь: чис­ли­тель: \mathcalE, зна­ме­на­тель: R конец дроби = дробь: чис­ли­тель: d Ф, зна­ме­на­тель: d t конец дроби дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: R конец дроби = дробь: чис­ли­тель: B_0S\omega ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка \omega t пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: R конец дроби . Из фор­му­лы видно, что сила тока об­рат­но про­пор­ци­о­наль­на со­про­тив­ле­нию. Вто­рое утвер­жде­ние не­вер­но.

3)  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. Тре­тье утвер­жде­ние верно.

Дру­гое объ­яс­не­ние: при по­сто­ян­ном со­про­тив­ле­нии мощ­ность про­пор­ци­о­наль­на квад­ра­ту на­пря­же­ния: P = дробь: чис­ли­тель: U в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: R конец дроби . На­пря­же­ние, в дан­ном слу­чае равно ЭДС ин­дук­ции, а зна­чит, его мо­дуль равен мо­ду­лю ско­ро­сти из­ме­не­ния маг­нит­но­го по­то­ка, ко­то­рый про­пор­ци­о­на­лен ча­сто­те.

4)  Во вто­ром пунк­те при­ве­де­но вы­ра­же­ние для силы тока в коль­це, из него видно, что ам­пли­ту­да тока про­пор­ци­о­наль­на ча­сто­те ω. Чет­вер­тое утвер­жде­ние верно.

5)  Пло­щадь коль­ца равна S = Пи r в квад­ра­те , где r  — ра­ди­ус коль­ца. В пер­вом пунк­те при­ве­де­но вы­ра­же­ние для ЭДС ин­дук­ции, из него видно, что ЭДС ин­дук­ции за­ви­сит от пло­ща­ди коль­ца, а сле­до­ва­тель­но, и от ра­ди­у­са коль­ца. Пятое утвер­жде­ние не­вер­но.

 

Ответ: 34.


Аналоги к заданию № 11671: 11855 Все

Pavel Kurlovich 28.06.2020 12:54

Здрав­ствуй­те, как уче­ник дол­жен ре­шать тре­тий пункт, если в школь­ной про­грам­ме ин­те­грал не изу­ча­ет­ся?

Служба поддержки

До­пол­ни­ли в текст ре­ше­ния.