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.
Пусть магнитное поле изменяется, например, по закону Пусть площадь кольца равна S.
1) Найдем ЭДС индукции: Из полученной формулы видно, что ЭДС индукции не постоянно а изменяется по гармоническому закону. Первое утверждение неверно.
2) Сила тока в кольце равна 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: 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 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.


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