ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Электромагнитная индукция. К1.13

[Александр Сакович]

К1.13. От медного кольца № 1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от пластмассового кольца № 2 — северный полюс (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Кольцо № 1 притягивается к магниту.
2) В кольце № 1 индукционный ток не возникает.
3) Кольцо № 2 отталкивается от магнита.
4) В кольце № 2 возникает индукционный ток.
5) В опыте с кольцом № 1 наблюдается явление электромагнитной индукции.
Ответ: ____.

Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

[Александр Сакович]

Теория. 1) Тела, изготовленные из меди или пластмассы, не взаимодействуют с магнитным полем полосового магнита. Но взаимодействовать могут магнитные поля колец и магнита.
2) Электромагнитная индукция — это явление возникновения электрического тока I_i в замкнутом проводящем контуре при любом изменении магнитного потока Ф через площадь, ограниченную контуром. Вокруг контура с током возникает индукционное магнитное поле.
3) Правило Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, при котором его магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, из-за которого возник данный ток.
Следовательно, при уменьшении магнитного потока индукционный ток в контуре имеет такое направление, что индукционное магнитное поле кольца будет препятствовать удалению магнита, т.е. будет притягиваться к магниту.

Анализ условия. 1) По условию кольцо № 1 сделано из меди, которое является проводником. Поэтому в медном кольце электрический ток может возникнуть.
2) По условию кольцо № 2 сделано из пластмассы, которое является диэлектриком (не проводник). Поэтому в пластмассовом кольце электрический ток не возникает.
3) По условию полосовой магнит отодвигают от кольца, поэтому магнитный поток в кольце уменьшается.

[Александр Сакович]

Решение. Проверим каждое утверждение.
1) Кольцо № 1 притягивается к магниту.
2) В кольце № 1 индукционный ток не возникает.
5) В опыте с кольцом № 1 наблюдается явление электромагнитной индукции.
Электромагнитная индукция — это явление возникновения электрического тока I_i в замкнутом проводящем контуре при любом изменении магнитного потока Ф через площадь, ограниченную контуром (см. теорию пункт 2).
По условию магнитный поток в кольце уменьшается (см. анализ условия пункт 3), поэтому в медном кольце № 1 возникает индукционный ток и индукционное магнитное поле (см. теорию пункт 2). И по правилу Ленца индукционное магнитное поле кольца будет препятствовать удалению магнита, т.е. кольцо № 1 будет притягиваться к магниту (см. теорию пункт 3)
Утверждение № 1 верное.
Утверждение № 2 неверное.
Утверждение № 5 верное.

3) Кольцо № 2 отталкивается от магнита.
4) В кольце № 2 возникает индукционный ток.
По условию в кольце № 2 индукционный ток не возникает (см. анализ условия пункт 2), а пластмасс не взаимодействует с магнитным полем. Поэтому и кольцо № 2 не взаимодействует с полосовым магнитом.
Утверждение № 3 неверное.
Утверждение № 4 неверное.
Ответ: 15.