Качественная задача (демо)
На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента,
реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата влево.
ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с ε.
1. Во время перемещения движка реостата показания амперметра будут плавно увеличиваться, а вольтметр будет регистрировать напряжение на концах вторичной обмотки. Примечание: Для
полного ответа не требуется объяснения показаний приборов в крайнем левом положении. (Когда движок придет в крайнее
левое положение и движение его прекратится, амперметр будет показывать постоянную силу тока в цепи, а напряжение, измеряемое вольтметром, окажется равным нулю.)
2. При перемещении ползунка влево сопротивление цепи
уменьшается, а сила тока увеличивается в соответствии с законом Ома для полной цепи I=ε/(R+r), где R – сопротивление внешней цепи.
3. Изменение тока, текущего в первичной обмотке реостата вызывает изменение индукции магнитного поля, создаваемого этой обмоткой. Это приводит к изменению магнитного потока через вторичную обмотку трансформатора.
4. В соответствии с законом индукции Фарадея возникает ЭДС индукции εинд =-ΔΦ/Δt во вторичной обмотке, а следовательно, напряжение U на ее концах, регистрируемое вольтметром.