Când un magnet este împins într-o bobină de sârmă scurtcircuitată. Când magnetul este împins într-o bobină de sârmă scurtcircuitată Este necesară o tensiune înaltă pentru descărcare(e)

Test de fizică Fenomenul de inducție electromagnetică pentru clasa a 11-a cu răspunsuri. Testul include 2 variante. Fiecare opțiune are 5 sarcini.

1 opțiune

1. vîntr-un câmp magnetic uniform, așa cum se arată în figura 35. Ce sarcini se formează la marginile tijei?

A. 1 - negativ, 2 - pozitiv.
B. 1 - pozitiv, 2 - negativ.

2. Un magnet este introdus în bobina scurtcircuitată prima dată rapid, a doua oară încet. În ce caz este mai mare sarcina transportată de curentul de inducție?

A. În primul caz, taxa este mai mare.
B. În al doilea caz, taxa este mai mare.
B. În ambele cazuri, taxele sunt aceleași.

3. Într-un câmp magnetic cu o inducție de 0,25 T, un conductor lung de 2 m se deplasează perpendicular pe liniile de inducție cu o viteză de 5 m / s. Care este EMF de inducție în conductor?

A. 250 V.
B. 2,5 V.
V. 0,4 V.

4. În 3 s, fluxul magnetic care pătrunde în cadrul de sârmă a crescut uniform de la 6 Wb la 9 Wb. Care este valoarea FEM de inducție în cadru?

A. 1 B.
B. 3 C.
V. 6 V.

5. În ce direcție de mișcare a circuitului într-un câmp magnetic (Fig. 36) apare în el un curent de inducție?

A. Când vă deplasați în planul imaginii spre dreapta.
B. Când vă deplasați în planul imaginii departe de noi.
AB.

Opțiunea 2

1. O tijă de metal se mișcă cu o viteză vîntr-un câmp magnetic uniform, așa cum se arată în figura 37. Ce sarcini se formează la marginile tijei?

A. 1 - negativ, 2 - pozitiv.
B. 1 - pozitiv, 2 - negativ.
B. Nu se poate da un răspuns cert.

2. Un magnet este introdus în bobina scurtcircuitată prima dată rapid, a doua oară încet. În ce caz este mai mare munca efectuată de EMF în curs de dezvoltare?

A. În primul caz, munca este mai mult.
B. În al doilea caz, munca este mai mult.
B. În ambele cazuri, munca este aceeași.

3. Într-un câmp magnetic cu o inducție de 0,5 T l, un conductor de 0,5 m lungime se mișcă perpendicular pe liniile de inducție cu o viteză de 4 m / s. Care este EMF de inducție în conductor?

A. 100 V.
B. 10 C.
V. 1 V.

4. Timp de 2 s, fluxul magnetic care pătrunde în cadrul de sârmă a scăzut uniform de la 9 Wb la 3 Wb. Care este valoarea FEM de inducție în cadru?

A. 4 B.
B. 3 C.
V. 2 V.

5. În ce direcție de mișcare a circuitului într-un câmp magnetic (Fig. 38) apare în el un curent de inducție?

A. Când planul de desen se deplasează spre dreapta.
B. Când planul imaginii se îndepărtează de noi.
B. La întoarcerea laterală BD.

Răspunsuri la testul de fizică Fenomenul inducției electromagnetice pentru clasa a 11-a
1 opțiune
1-B
2-B
3-B
4-A
5-B
Opțiunea 2
1-B
2-A
3-B
4-B
5-B

Când un magnet este împins în interiorul unei bobine de sârmă scurtcircuitată, în bobină este generat un curent de inducție. Alegeți afirmația corectă.
A. Liniile de inducție magnetică ale câmpului unui magnet intră în polul său nord.

B. Magnetul și bobina se resping reciproc.

B. În interiorul bobinei, câmpul magnetic al curentului de inducție este îndreptat în sus.

D. Curentul de inducție este direcționat în sens invers acelor de ceasornic în bobină (când este privit de sus).

Reshebnik în fizică L.A. Kirik Muncă independentă și de control

1. Figura prezintă liniile magnetice ale unui conductor drept cu curent. Alegeți afirmația corectă.
A. Pentru direcția liniei magnetice într-un punct dat, luați direcția care indică polul sudic al acului magnetic plasat în acest punct.
B. Pentru a găsi direcția linii magnetice, poți folosi regula mana dreapta.
B. Liniile magnetice sunt închise numai lângă un conductor drept cu curent.
D. Direcția liniilor magnetice nu depinde de direcția curentului în conductor.

2. Când o bobină de sârmă scurtcircuitată este pusă pe un magnet staționar, în bobină este generat un curent de inducție. Alegeți afirmația corectă.

A. Numărul de linii magnetice care pătrund în bobină nu se modifică în acest experiment.
B. Direcția curentului de inducție nu depinde de dacă bobina este plasată pe polul nord sau sud al magnetului.
B. Fenomenul de inducție electromagnetică este asociat cu apariția curentului în circuit sub influența unei schimbări camp magnetic.
D. Dacă scoateți bobina din magnet, atunci direcția curentului de inducție în bobină nu se va schimba.

3. Un inel din fir de cupru este rotit rapid între polii unui electromagnet puternic. Acest lucru încălzește inelul. Explicați de ce se întâmplă acest lucru.

Când o buclă închisă se rotește dintr-un conductor într-un câmp magnetic constant, fluxul magnetic prin această buclă se va modifica. Când fluxul magnetic se modifică conform legii lui Faraday, va avea loc un EMF de inducție. Deoarece circuitul este închis, în el va curge un curent de inducție, care va avea un efect termic.

4. Ce treabă ai făcut în explorator electricitate dacă sarcina care a trecut prin circuit este de 1,5 C, iar tensiunea la capetele acestui conductor este de 6 V?

5. Un cazan electric cu o rezistență în spirală de 160 Ohm este plasat într-un vas care conține 0,5 kg de apă la 20 ° C și conectat la o rețea cu o tensiune de 220 V. După 20 de minute, cazanul a fost oprit. Câtă apă a fiert dacă eficiența spiralei este de 80%?

Pentru a observa fenomenul de inducție electromagnetică, este asamblat un circuit electric, care include o bobină de sârmă mobilă conectată la un ampermetru și un magnet fix. Curentul inductiv va apărea în bobină

1) numai dacă bobina este staționară față de magnet

2) numai dacă bobina este pusă pe un magnet

3) numai dacă bobina este scoasă din magnet

4) dacă bobina este pusă pe magnet sau scoasă din magnet

Conform legii inducției electromagnetice, un curent inductiv apare în circuit atunci când fluxul magnetic prin circuit se modifică. Nu contează care este motivul schimbării, poate fi mișcarea magnetului în raport cu circuitul sau mișcarea circuitului în raport cu magnetul. De asemenea, nu contează cum se modifică debitul, dacă crește sau scade, doar direcția curentului de inducție este determinată de aceasta. Deoarece magnetul este staționar în condițiile problemei, curentul de inducție poate fi observat prin punerea bobinei pe magnet sau îndepărtarea acesteia din acesta. Afirmația 4 este adevărată.

INDUCTIE ELECTROMAGNETICA

Partea A.

1. Un magnet permanent este împins într-o bobină scurtcircuitată: o dată rapid, alta dată încet. Comparați valorile curentului inductiv în aceste cazuri.

A.I 1 \u003d I 2 \u003d 0 B. I 1 \u003d I 2 \u003d 0 C. I 1\u003e I 2. G. I 1 2

2. Există trei inele metalice identice. Un magnet este îndepărtat din primul inel, un magnet este introdus în al doilea inel și un magnet fix este situat în al treilea inel. În ce inel curge curentul indus?

3. Un inel de sârmă ușor este suspendat de un fir. La alunecarea în inelul magnetic polul Sud va: 1) respinge magnetul; 2) să fie atras de un magnet; 3) nemișcat; 4) mai întâi respinge, apoi atrage.

4. În 3 s, fluxul magnetic care pătrunde în cadrul de sârmă a crescut de la 6 la 18 Wb. EMF de inducție este egală cu: 1) 2 V; 2) 4 V;

3) 6 V; 4) 8 V.

5. Fluxul magnetic F, care pătrunde în circuitul conductiv al cadrului de sârmă, se modifică în timp, așa cum se arată în graficul 1. În ce caz este curentul din cadru maxim?

1) În toate cazurile, curentul de inducție este același. 2) În al doilea. 3) În al treilea. 4) În primul.

6. Cu o creștere uniformă a puterii curentului cu 2 A în 4 s, în bobină are loc o EMF de inducție de 0,8 V. Care este inductanța bobinei?

1) 0,1 H. 2) 0,4 H. 3) 1,6 Gn. 4) 6,4 Gn.

7. În fig. 2 prezintă circuitul electric. Care dintre becurile din acest circuit se vor aprinde mai târziu decât toate celelalte după ce cheia este închisă?

1) 1. 2) 2. 3) 3. 4) 4.

8. Care este semnificația puterii curentului într-o bobină cu o inductanță de 2 H, dacă energia câmpului magnetic al bobinei este de 16 J?

1) 2A. 2) 8A. 3) 4 A. 4) 2.2A.

9. Când curentul din bobină scade de 3 ori, energia câmpului său magnetic: 1) va crește de 9 ori; 2) scade de 9 ori; 3) scade de 3 ori; 4) va crește de 3 ori.

10. Un conductor drept cu lungimea de 1,4 m și rezistență de 2 ohmi, situat într-un câmp magnetic uniform cu o inducție de 0,25 T, este supus unei forțe de 2,1 N. Tensiunea la capetele conductorului este de 24 V, unghiul dintre conductor și direcția vectorului de inducție este de ___ grade: 1) 90°; 2) 60°; 3) 45°; 4) 30°.

11. Problema direcției curentului de inducție în vedere generala a fost mai întâi rezolvată de: 1) Oersted; 2) Lenz; 3) Amperi; 4) Faraday.

12. cadru de sârmă pătrată de 100 cm este plasat într-un câmp magnetic uniform, a cărui dependență de inducție este prezentată în graficul 2. Dacă planul cadrului formează un unghi de 30 cu direcția liniilor de inducție magnetică, atunci în momentul t \u003d 3s, FEM de inducție acționează asupra cadrului, egal cu:

1) 2mV; 2) 1mV; 3) 0,7 mV; 4) 0,3 mV.

13. Proprietatea principală a inducției câmp electric este: 1) câmpul este creat de un câmp magnetic în schimbare; 2) câmpul este creat schimbând incarcare electrica; 3) liniile de forță ale câmpului de inducție sunt întotdeauna deschise; 4) câmpul este potențial.

14. Unitatea de măsură a inducției magnetice este:

1) Amperi; 2) Henric; 3) Weber; 4) Tesla.

Partea B.

15. Într-o bobină de 200 de spire, inducția câmpului magnetic crește uniform de la 1 la 5 T în 0,1 s. Determinați fem-ul de inducție care apare în bobină dacă aria spirelor este de 6 cm.

16. Inductanța bobinei este de 2 Gn, puterea curentului este de 6 A. Care este EMF de autoinducție în bobină, dacă puterea curentului din aceasta scade uniform la 0 în 0,05 s?

17. Care este puterea curentului într-o bobină cu o inductanță de 40 mH, dacă energia câmpului magnetic este de 0,18 J?

18. Să presupunem că un magnet este împins într-un inel supraconductor. Cum se va schimba fluxul magnetic care trece prin inel în acest caz?

19. Explicați transformarea energiei care are loc atunci când acul magnetic se rotește lângă firul prin care trece curentul.

(Oferă un răspuns detaliat)


Problemă de fizică - 4083

2017-09-30
Un magnet este introdus într-o bobină scurtcircuitată: o dată rapid și o dată încet. Este aceeași sarcină care trece prin circuit în ambele cazuri? Se eliberează aceeași cantitate de căldură?


Soluţie:

Fie rezistența bobinei $R$. Dacă pentru un interval scurt de timp $\Delta t$ fluxul magnetic prin circuit se modifică cu $\Delta \Phi$, atunci EMF de inducție apare în bobina $\mathcal(E)_(i) = - \frac( \Delta \Phi )( \Delta t)$. Curentul de inducție $I = \frac( \mathcal(E)_(i))(R) = - \frac(1)(R) \cdot \frac( \Delta \Phi)( \Delta t)$. În timpul $\Delta t$, sarcina $\Delta q = I \Delta t = - \frac( \Delta \Phi)( R)$ trece prin circuit. Taxa totală $q = \sum \Delta q = - \frac(1)(R) \sum \Delta \Phi = - \frac( \Phi)(R)$. Aici $\Phi$ este valoarea finală a fluxului magnetic (valoarea inițială este zero). Prin urmare, $q$ nu depinde de viteza procesului. Cantitatea de căldură eliberată în circuit $Q$ este egală cu munca forțelor externe: $Q ​​= q \mathcal(E)_(i)$. Deoarece sarcina $q$ este aceeași în ambele cazuri și $\mathcal(E)_(i)$ este mai mare când magnetul se mișcă rapid, cantitatea de căldură în primul caz este mai mare. La această concluzie se poate ajunge și în alt mod: $Q = A = Fs$, unde $A$ este munca mecanică efectuată la introducerea magnetului. Deplasarea magnetului $s$ este aceeași în ambele cazuri, iar $F$ este mai mare în primul caz ($F$ este forța de respingere a magnetului din bobină datorită apariției curenților inductivi).
Răspuns: taxa este aceeași; cantitatea de căldură este mai mare atunci când magnetul se mișcă rapid.

Sunteți familiarizat cu inducția electromagnetică? // Quantum. - 1989. - Nr 6. - S. 40-41.

Prin acord special cu redacția și editorii revistei „Kvant”

Sper să obținem electricitate
magnetism obișnuit în momente diferite
m-a încurajat să experimentez
acţiunea inductivă a curenţilor electrici.
M. Faraday

Faraday și-a dedicat întreaga viață pentru a demonstra că niciun proces electric sau magnetic care are loc în natură nu are loc izolat. Credința profundă a lui Faraday în interconexiunea tuturor forțelor naturii l-a condus, după mulți ani de eșec, la o descoperire unică.

Un nou efect, așa cum se întâmplă adesea, a fost apoi descoperit într-o multitudine de fenomene în exterior diferite, unite, totuși, printr-o singură concluzie calitativă: câmpurile magnetice alternative excită câmpurile electrice. Pe acest principiu funcționează toate cele existente mașini electrice. Descoperirea lui Faraday a făcut posibilă transformarea energiei mecanice în energie electrică, transferul energiei la distanță și, astfel, a pus bazele civilizației tehnice moderne.

Munca lui Faraday și a contemporanilor săi remarcabili a făcut posibilă, pas cu pas, crearea unei imagini unificate a electromagnetismului.

Studiind această secțiune a fizicii, nu numai că vei explica faptele și observațiile pe care le cunoști, dar vei putea înțelege și fenomenele electromagnetice atât la scară cosmică, cât și la scară microscopică.

Întrebări și sarcini

  1. Cum să miști un magnet pentru a întoarce o săgeată polul Nord la observator?

  2. Cadrul circular orizontal este într-un câmp magnetic îndreptat vertical în sus. Care va fi direcția curentului indus când bucla este privită de sus dacă câmpul scade cu timpul?
  3. În ce poziții ale unui cadru care se rotește cu o viteză constantă în apropierea unui conductor rectiliniu care poartă curent, EMF care apare în acesta va fi cel mai mare? cel mai puţin?

  4. Un magnet este împins în bobina scurtcircuitată mai întâi rapid și apoi încet. Este aceeași sarcină purtată de curentul inductiv? Este aceeași cantitate de căldură eliberată în bobină?
  5. Cum va cădea un magnet într-un tub lung de cupru? Ignorați rezistența aerului.
  6. Capetele firului pliat în jumătate sunt conectate la un galvanometru. De ce indicatorul instrumentului rămâne la zero atunci când firul traversează liniile câmpului magnetic?
  7. O monedă de metal se află pe o bobină situată vertical. De ce se încălzește când un curent alternativ trece prin bobină și rămâne rece când este constant?
  8. Un curent de înaltă frecvență trece printr-un conductor drept. Cum se va schimba rezistența acestui conductor dacă are forma unui solenoid?
  9. Conductor AB se mișcă în așa fel încât să curgă un curent printr-un punct DAR până la punctul LA. Care dintre aceste puncte are cel mai mare potențial?

  10. Două avioane identice zboară orizontal cu aceeași viteză, unul lângă ecuator, celălalt lângă pol. Care dintre ele are o diferență mare de potențial la capetele aripilor?

  11. Rotorul unui generator electric în funcțiune suferă frânare. Care este natura forțelor care provoacă această inhibiție?
  12. Două conductoare circulare sunt amplasate perpendicular unul pe celălalt. Va exista un curent de inducție în conductor? DAR cu modificări ale curentului în circuit LA?

  13. Un inel supraconductor este situat lângă un magnet permanent și este străpuns de un flux magnetic Ф. Nu există curent în inel. Care va fi fluxul magnetic prin acest inel dacă magnetul este îndepărtat?

    14. Microexperienta

    Suspendați un magnet de potcoavă cu o sfoară peste un disc de folie de aluminiu capabil să se rotească în jurul unei axe care trece prin centrul său. Dacă desfășurați magnetul, discul va începe să se rotească. In ce directie. De ce?

    Este curios că…

    LA ultimele tipuri mașinile electrice nu au piese mecanice în mișcare. În așa-numitul MHD (magnetohidrodinamic) - un generator în loc de un conductor de sârmă între polii magnetului mișcă plasma formată în timpul arderii petrolului sau gazului. Purtătorii de sarcină din plasmă sunt deviați de câmpul magnetic către electrozi, iar în circuitul extern apare un curent.

    Faraday a purtat ani de zile în buzunarul vestei un mic magnet de bară și o bobină de sârmă ca o reamintire constantă a problemei nerezolvate a generării câmpului magnetic de curent electric.

    Curenții turbionari de inducție (curenții Foucault) pot fi, la fel ca frecarea, nu numai dăunători, ci și utili. Doar trei exemple: cuptoare cu inducție pentru încălzirea și chiar topirea metalelor, „calmare magnetică”. instrumente de masurași ferăstraie circulare și... cunoscutul contor de energie electrică.

    Având în mod independent ideea de rotație electromagnetică, Faraday, folosind un contact cu mercur, a efectuat o rotație continuă a unui magnet în jurul unui conductor care transportă curent. Acest prim motor electric a început să funcționeze în decembrie 1821.

    Regula lui Lenz, care determină direcția curentului de inducție, a fost formulată aproape imediat după descoperirea lui Faraday - în 1833. Astăzi, o manifestare vie a acestei reguli poate fi observată în laboratorul școlii prin plasarea unei tablete ceramice supraconductoare peste un magnet: acesta va „pluti” deasupra acestuia.

    Ce să citiți în „Quantum” despre inducția electromagnetică

    1. „Inducția electromagnetică și principiul relativității” - 1987, nr. 11;
    2. „Căile teoriei electromagnetice” – 1988, nr. 2;
    3. „Regula lui Lenz” – 1988, nr. 5;
    4. „Superconductivitate: istorie, idei moderne, progres recent” – 1988, nr. 6;
    5. „Forța Lorentz și efectul Hall” - 1989, nr. 3.

    Răspunsuri

    1. Împingeți în bobină.
    2. În sens invers acelor de ceasornic.
    3. FEM de inducție va avea cea mai mică valoare când cadrul se află într-un plan care trece prin sârmă, cel mai mare - când cadrul este perpendicular pe acest plan.
    4. Nu, din moment ce fluxul de inducție magnetică a circuitului LA nu pătrunde în contur DAR.
    5. La fel. Nu, deoarece cantitatea de căldură este proporțională cu viteza magnetului.
    6. Când magnetul se mișcă în tub, apare un EMF de inducție, care generează un câmp magnetic care împiedică căderea liberă a magnetului.
    7. Odată cu frecarea obișnuită, rotorul este, de asemenea, încetinit de forțele de amper care acționează asupra lui din câmpul magnetic al statorului.
    8. Un avion care zboară lângă Pol.
    9. În cele două jumătăți ale firului, egale ca mărime, dar cu semn opus, apar EMF de inducție, care sunt compensate reciproc.
    10. La punctul LA, deoarece pe site BCA, de unde nu există surse de EMF, provine curentul LA la DAR.
    11. Cu curent alternativ, în monedă apar curenți turbionari, cu curent continuu, nr.
    12. va creste.
    13. Deoarece rezistența inelului este zero, atunci EMF totală din el trebuie să fie întotdeauna zero. Acest lucru poate fi cazul numai dacă modificarea fluxului magnetic total prin inel este zero. Prin urmare, atunci când magnetul este îndepărtat, fluxul magnetic creat de curentul de inducție va rămâne egal cu F.

    Microexperienta

    Câmpul magnetic alternativ al unui magnet rotativ excită curenți turbionari de inducție în disc, dirijați în așa fel încât câmpul magnetic creat de aceștia încetinește mișcarea magnetului. Conform celei de-a treia legi a lui Newton, o forță egală și opusă acționează asupra discului și îl trage împreună cu magnetul.

Citeste si