Задание 295AA5: Электродинамика

Открытый банк ФИПИ · условие и решение задания

Открыть решение ↓ Ошибка или пожелание
Дайте развернутый ответ.

Электрическая цепь состоит из двух лампочек, двух диодов и витка провода, соединённых, как показано на рисунке. (Диод пропускает ток только в одном направлении, как показано в верхней части рисунка.) Какая из лампочек загорится, если отодвигать от витка северный полюс магнита? Ответ объясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.


 

i
СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ
КЭС:
3 Электродинамика
Тип ответа:Развернутый ответ
Номер: 295AA5
НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания 295AA5

Ответ: загорится лампочка 1

1. Система отсчёта связана с неподвижным витком. Магнит находится справа, его северный полюс обращён к витку. Поле магнита в области витка направлено влево, от северного полюса. Выберем положительное направление нормали к витку влево. При удалении магнита модуль потока через виток уменьшается. По закону Фарадея в замкнутой электрической цепи возникает ЭДС индукции и ток.
2. Направление определяем правилом Ленца: магнитное поле индукционного тока противодействует изменению потока, а не обязательно исходному полю. Чтобы поддержать уменьшающийся поток влево, поле витка также должно быть направлено влево. Ближний к магниту торец витка становится южным и притягивает удаляющийся северный полюс.
3. По правилу правого винта, если смотреть на виток со стороны магнита, ток идёт по часовой стрелке. Прослеживая непрерывный провод исходной схемы, получаем ток в ветви ламп от A к Б, то есть сверху вниз. Подстановка этого направления в указанное на рисунке правило пропускания диода: левый диод пропускает ток вниз, правый закрыт. Поэтому ток течёт через лампу 1, а вторая лампа не горит.
4. Проверка. При обращении движения магнита знак изменения потока меняется, значит меняется и направление тока: должна загореться другая лампа. Если магнит неподвижен, поток постоянен, индукционной ЭДС нет и после затухания переходных токов лампы не горят. Механическое перемещение витка не рассматривается, поэтому проекции механических сил здесь не нужны.

Ответ: загорится лампочка 1.

Электродинамика: схема решения задания 295AA5
Обозначения: Изменение потока: Поле магнита через виток направлено влево: Магнит удаляется: поток уменьшается. Правило Ленца: Индукционное поле влево: Ток в ветвях от A к Б. Диод выбирает ветвь: Открыт левый диод: Горит лампа 1.

Помочь улучшить сайт

Напишите пожелание к сайту или решению либо сообщите о найденной неточности в задании 295AA5.

Сообщение увидит только команда сайта: на странице оно не публикуется.

Комментарии к решению

Комментарии видны всем посетителям сайта.

Комментариев пока нет. Будьте первым.

Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.