Коли магніт всувають всередину короткозамкнутої котушки. Коли магніт всувають всередину короткозамкнутої дротяної котушки Висока напруга потрібна для розряду(ів)

Тест із фізики Явище електромагнітної індукції для 11 класу з відповідями. Тест включає 2 варіанти. У кожному варіанті по 5 завдань.

1 варіант

1. vв однорідному магнітному полі так, як показано на малюнку 35. Які заряди утворюються на краях стрижня?

А. 1 – негативні, 2 – позитивні.
Б. 1 – позитивні, 2 – негативні.

2. У короткозамкнену котушку вперше швидко, вдруге повільно вводять магніт. У якому разі заряд, який переноситься індукційним струмом, більший?

А. У першому випадку заряд більший.
Б. У другому випадку заряд більший.
В. В обох випадках заряди однакові.

3. У магнітному полі з індукцією 0,25 Тл перпендикулярно лініям індукції зі швидкістю 5 м/с рухається провідник завдовжки 2 м. Чому дорівнює ЕРС індукції у провіднику?

А. 250 Ст.
Б. 2,5 Ст.
Ст 0,4 Ст.

4. За 3 с магнітний потік, що пронизує дротяну рамку, поступово збільшився з 6 Вб до 9 Вб. Чому при цьому значення ЕРС індукції в рамці?

А. 1 Ст.
Б. 3 Ст.
Ст 6 Ст.

5. За якого напрямку руху контуру в магнітному полі (рис. 36) у ньому виникає індукційний струм?

А. Під час руху у площині малюнка вправо.
Б. Під час руху у площині малюнка від нас.
АВ.

2 варіант

1. Металевий стрижень рухається зі швидкістю vв однорідному магнітному полі так, як показано на малюнку 37. Які заряди утворюються на краях стрижня?

А. 1 – негативні, 2 – позитивні.
Б. 1 – позитивні, 2 – негативні.
В. Певної відповіді не можна дати.

2. У короткозамкнену котушку вперше швидко, вдруге повільно вводять магніт. У якому разі робота, досконала ЕРС, що виникає, більше?

А. У першому випадку робота більша.
Б. У другому випадку робота більша.
В. В обох випадках робота однакова.

3. У магнітному полі з індукцією 0,5 Т л перпендикулярно до ліній індукції зі швидкістю 4 м/с рухається провідник завдовжки 0,5 м. Чому дорівнює ЕРС індукції у провіднику?

А. 100 Ст.
Б. 10 ст.
Ст 1 Ст.

4. За 2 с магнітний потік, що пронизує дротяну рамку, поступово зменшився з 9 Вб до 3 Вб. Чому дорівнює цьому значення ЕРС індукції в рамці?

А. 4 Ст.
Б. 3 Ст.
Ст 2 Ст.

5. За якого напрямку руху контуру в магнітному полі (рис. 38) у ньому виникає індукційний струм?

А. Під час руху площини малюнка вправо.
Б. Під час руху площини малюнка від нас.
В. При повороті навколо сторони BD.

Відповіді на тест із фізики Явище електромагнітної індукції для 11 класу
1 варіант
1-Б
2-В
3-Б
4-А
5-В
2 варіант
1-Б
2-А
3-В
4-Б
5-В

Коли магніт всувають всередину короткозамкнутої котушки, в котушці виникає індукційний струм. Виберіть правильне затвердження.
А. Лінії магнітної індукції поля магніту входять у його північний полюс.

Б. Магніт та котушка відштовхуються один від одного.

В. Усередині котушки магнітне поле індукційного струму спрямоване вгору.

Г. Індукційний струм направлений у котушці проти годинникової стрілки (якщо дивитись зверху).

Решник із фізики Л.А. Кірик Самостійні та контрольні роботи

1. На малюнку зображено магнітні лінії прямолінійного провідника зі струмом. Виберіть правильне затвердження.
A. За напрямок магнітної лінії в даній точці приймають напрямок, який вказує південний полюс магнітної стрілки, поміщеної в цю точку.
Б. Щоб знайти напрямок магнітних ліній, можна скористатися правилом правої руки.
B. Магнітні лінії замкнуті лише поблизу прямолінійного провідника зі струмом.
Г. Напрямок магнітних ліній залежить від напрямку струму у провіднику.

2. Коли короткозамкнуту дротяну котушку надягають на нерухомий магніт, у котушці виникає індукційний струм. Виберіть правильне затвердження.

A. Число магнітних ліній, що пронизують котушку, у цьому досвіді не змінюється.
Б. Напрямок індукційного струму залежить від цього, чи надівають котушку на північний чи південний полюс магніту.
B. Явище електромагнітної індукції пов'язане з виникненням струму в контурі під дією змінного магнітного поля.
Г. Якщо знімати котушку з магніту, то напрямок індукційного струму в котушці не зміниться.

3. Між полюсами сильного електромагніту швидко обертають кільце, виготовлене з мідного дроту. При цьому кільце нагрівається. Поясніть, чому це відбувається.

При обертанні замкнутого контуру з провідника у постійному магнітному полі змінюватиметься магнітний потік через цей контур. При зміні магнітного потоку за законом Фарадея виникатиме ЕРС індукції. Оскільки контур замкнутий, у ньому протікатиме струм індукції, який надаватиме теплову дію.

4. Яку роботу здійснив у провіднику електричний струм, якщо заряд, що пройшов ланцюгом, дорівнює 1,5 Кл, а напруга на кінцях цього провідника дорівнює 6 В?

5. Електричний кип'ятильник зі спіраллю опором 160 Ом поміщений у посудину, що містить 0,5 кг води при 20 °С, і включений у мережу з напругою 220 В. Через 20 хв кип'ятильник відключили. Скільки води википіло, якщо ККД спіралі 80 %?

Для спостереження явища електромагнітної індукції збирається електрична схема, що включає рухливу дротяну котушку, приєднану до амперметра і нерухомий магніт. Індукційний струм у котушці виникне

1) тільки якщо котушка нерухома щодо магніту

2) тільки якщо котушка надягається на магніт

3) тільки якщо котушка знімається з магніту

4) якщо котушка надягається на магніт або знімається з магніту

Відповідно до закону електромагнітної індукції, у контурі виникає індукційний струм за зміни магнітного потоку через контур. При цьому не важливо, яка причина зміни, це може бути рух магніту щодо контуру або рух контуру щодо магніту. Також не важливо, як змінюється потік, росте він чи зменшується, цим визначається лише напрямок індукційного струму. Так як в умовах завдання магніт нерухомий, то індукційний струм можна спостерігати надягаючи котушку на магніт або знімаючи її з нього. Правильне затвердження 4.

ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ

Частина А.

1. У короткозамкнену котушку всувають постійний магніт: один раз швидко, другий раз повільно. Порівняйте значення індукційного струму у випадках.

А.I 1 =I 2 =0 Б. I 1 =I 2 =0 B. I 1 > I 2 . Р. I 1 2

2. Є три однакові металеві кільця. З першого кільця виводиться магніт, у друге кільце вводиться магніт, третьому кільці знаходиться нерухомий магніт. У якому кільці тече індукційний струм?

3. Легке дротяне кільце підвішене на нитці. При всуненні в кільце магніту південним полюсомвоно буде: 1) відштовхуватись від магніту; 2) притягуватись до магніту; 3) нерухомим; 4) спочатку відштовхуватись, потім притягуватися.

4. За 3 с магнітний потік, що пронизує дротяну рамку, збільшився від 6 до 18 Вб. ЕРС індукції дорівнює: 1) 2; 2) 4 В;

3) 6; 4) 8 Ст.

5. Магнітний потік Ф, що пронизує провідний контур дротяної рамки, змінюється з часом як показано на графіку 1. У якому разі струм у рамці максимальний?

1) У всіх випадках індукційний струм є однаковим. 2) У другому. 3) У третьому. 4) У першому.

6. При рівномірному наростанні сили струму на 2 А за 4 с у котушці виникає ЕРС індукції 0,8 В. Чому дорівнює індуктивність котушки?

1) 0,1 Гн. 2) 0,4 Гн. 3) 1,6 Гн. 4) 6,4 Гн.

7. На рис. 2 представлена ​​електрична схема. Яка з лампочок у цій схемі загориться пізніше решти після замикання ключа?

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

8. Яке значення має сила струму в котушці індуктивністю 2 Гн, якщо енергія магнітного поля котушки дорівнює 16 Дж?

1) 2А. 2) 8А. 3) 4 А. 4) 2,2А.

9. При зменшенні струму в котушці в 3 рази енергія її магнітного поля: 1) збільшиться у 9 разів; 2) зменшиться у 9 разів; 3) зменшиться у 3 рази; 4) збільшиться у 3 рази.

10. На прямолінійний провідник довжиною 1,4 м та опором 2 Ом, що знаходиться в однорідному магнітному полі з індукцією 0,25 Тл, діє сила 2,1 Н. Напруга на кінцях провідника 24 В, кут між провідником та напрямком вектора індукції дорівнює __ градусів: 1) 90°; 2) 60 °; 3) 45 °; 4) 30 °.

11. Питання про спрямування індукційного струму в самому загальному виглядібуло вперше вирішено: 1) Ерстедом; 2) Льонцем; 3) Ампером; 4) Фарадеєм.

12. Дротова рамка площею 100 кв. см поміщена в однорідне магнітне поле, залежність індукції якого показана на графіку 2. Якщо площина рамки становить кут 30 з напрямком ліній магнітної індукції, то в момент часу t=3з рамці діє ЕРС індукції, рівна:

1) 2мВ; 2) 1мВ; 3) 0,7 мВ; 4) 0,3 мВ.

13. Основною властивістю індукційного електричного поляє: 1) поле створюється магнітним полем, що змінюється; 2) поле створюється змінним електричним зарядом; 3) силові лінії індукційного поля завжди розімкнені; 4) поле є потенційним.

14. Одиницею магнітної індукції є:

1) Ампер; 2) Генрі; 3) Вебер; 4) Тесла.

Частина Ст.

15. У котушці з 200 витків індукція магнітного поля поступово збільшується від 1 до 5 Тл за 0,1 с. Визначте ЕРС індукції, що виникає у котушці, якщо площа витків 6 см.

16. Індуктивність котушки 2 Гн, сила струму ній 6 А. Чому дорівнює ЕРС самоіндукції в котушці, якщо сила струму в ній поступово зменшується до 0 за 0, 05с?

17. Яка сила струму в котушці індуктивністю 40 мГн, якщо енергія магнітного поля дорівнює 0,18 Дж?

18. Припустимо, що в кільце надпровідника всувається магніт. Як зміниться у своїй магнітний потік, що проходить через кільце?

19. Поясніть перетворення енергії, що відбувається при повороті магнітної стрілки поблизу дроту, яким пустили струм.

(Дайте розгорнуту відповідь)


Завдання з фізики - 4083

2017-09-30
У замкнуту коротко котушку вводять магніт: один раз швидко, а інший - повільно. Чи однаковий заряд проходить по ланцюгу в обох випадках? Чи однакова кількість теплоти виділяється?


Рішення:

Нехай опір котушки $R$. Якщо за невеликий проміжок часу $\Delta t$ магнітний потік через контур змінюється на $\Delta \Phi$, то при цьому в котушці виникає ЕРС індукції $\mathcal(E)_(i) = - \frac(\Delta \Phi )( \ Delta t) $. Індукційний струм $I = \frac( \mathcal(E)_(i))(R) = - \frac(1)(R) \cdot \frac( \Delta \Phi)( \Delta t)$. За час $ \ Delta t $ по ланцюгу проходить заряд $ Delta q = I \ Delta t = - \ frac ( \ Delta \ Phi) (R) $. Повний заряд, що проходить по ланцюгу $q = \sum \Delta q = - \frac(1)(R) \sum \Delta \Phi = - \frac( \Phi)(R)$. Тут $\Phi$ - кінцеве значення магнітного потоку (початкове дорівнює нулю). Отже, $q$ залежить від швидкості процесу. Кількість теплоти $Q$, що виділилася в ланцюзі, дорівнює роботі сторонніх сил: $Q = q \mathcal(E)_(i)$. Оскільки заряд $q$ в обох випадках однаковий, а $\mathcal(E)_(i)$ більше за швидкого руху магніту, кількість теплоти в першому випадку більша. Такого висновку можна дійти й іншим шляхом: $ Q = A = Fs $, де $ A $ - механічна робота, що здійснюється при введенні магніту. Переміщення магніту $s$ однаково в обох випадках, a $F$ більше у першому випадку ($F$ - сила відштовхування магніту від котушки внаслідок появи індукційних струмів).
Відповідь: заряд однаковий; кількість теплоти більша при швидкому русі магніту.

А чи добре знайома вам електромагнітна індукція? //Квант. – 1989. – № 6. – С. 40-41.

За спеціальною домовленістю з редколегією та редакцією журналу "Квант"

Надія отримати електрику за допомогою
звичайного магнетизму в різні часи
спонукала мене експериментально вивчити
індуктивну дію електричних струмів
М. Фарадей

Все своє життя Фарадей присвятив доказу того, що жоден електричний або магнітний процес, що відбувається в природі, не протікає ізольовано. Глибока віра Фарадея у взаємозв'язок усіх сил природи привела його після багаторічних невдач до унікального відкриття.

Новий ефект, як це часто трапляється, виявлявся потім у безлічі зовні різних явищ, об'єднаних, проте одним якісним висновком: змінні магнітні поля збуджують електричні поля. Саме на цьому принципі засновано дію всіх існуючих електричних машин. Саме відкриття Фарадея надало можливість перетворення механічної енергії на електричну, передачі енергії на відстань і тим самим лягло в фундамент сучасної технічної цивілізації.

Роботи Фарадея та його видатних сучасників дозволили крок за кроком створити єдину картину електромагнетизму.

При вивченні цього розділу фізики ви не лише поясните відомі вам факти та спостереження, а й зможете розібратися з електромагнітними явищами як космічних, так і мікроскопічних масштабів.

Запитання та завдання

  1. Як рухати магніт, щоб повернути стрілку північним полюсомдо спостерігача?

  2. Горизонтальна кругла рамка знаходиться у магнітному полі, спрямованому вертикально вгору. Яким буде напрямок індукційного струму при спостереженні рамки згори, якщо поле зменшується з часом?
  3. При яких положеннях рамки, що обертається з постійною швидкістю у прямолінійного провідника зі струмом, ЕРС, що виникає в ній, буде найбільшою? найменшою?

  4. У короткозамкнену котушку спочатку швидко, а потім повільно всувають магніт. Чи однаковий заряд переноситься при цьому індукційним струмом? Чи однакова кількість теплоти виділяється в котушці?
  5. Як падатиме магніт у довгій мідній трубці? Опір повітря знехтувати.
  6. Кінці складеного вдвічі дроту приєднані до гальванометра. Чому стрілка приладу залишається на нулі, коли дріт перетинає лінії індукції магнітного поля?
  7. На вертикально розташованій котушці лежить металева монета. Чому вона нагрівається, коли по котушці тече змінний струм, і залишається холодною – при постійному?
  8. По прямолінійному провіднику тече струм високої частоти. Як зміниться опір цього провідника, якщо йому надати форму соленоїда?
  9. Провідник АВрухається так, що по ньому йде струм від точки Адо точки У. У якій із цих точок потенціал вищий?

  10. Два однакові літаки летять горизонтально з однаковими швидкостями, один - поблизу екватора, інший - біля полюса. У якого з них виникає велика різниця потенціалів на кінцях крил?

  11. Ротор працюючого електрогенератора зазнає гальмування. Якою є природа сил, що викликають це гальмування?
  12. Два кругові провідники розташовані перпендикулярно один до одного. Чи виникне індукційний струм у провіднику Апри змінах струму в контурі У?

  13. Кільце з надпровідника знаходиться поблизу постійного магніту і пронизується магнітним потоком Ф. Струму в кільці немає. Яким буде магнітний потік через це кільце, якщо забрати магніт?

    14. Мікродосвід

    Підвісьте підковоподібний магніт на нитці над диском із алюмінієвої фольги, здатним обертатися навколо осі, що проходить через його центр. Якщо розкрутити магніт, диск почне обертатися. В який бік. Чому?

    Цікаво, що…

    У нових типахелектричних машин відсутні будь-які механічні рухомі частини. У так званому МГД (магнітогідродинамічному) - генератор замість дротяного провідника між полюсами магніту рухається плазма, що утворилася при згорянні нафти або газу. Носії заряду в плазмі відхиляються магнітним полем до електродів, і у зовнішньому ланцюзі виникає струм.

    Фарадей роками носив у жилетній кишені маленький смуговий магніт та дротяну котушку як постійне нагадування про невирішену проблему породження магнітним полем електричного струму.

    Вихрові індукційні струми (струми Фуко) можуть, як і тертя, бути не тільки шкідливими, а й корисними. Всього лише три приклади: індукційні печі для нагрівання і навіть плавлення металів, «магнітне заспокоєння» вимірювальних приладахі циркулярних пилках і... всім відомий лічильник електричної енергії.

    Самостійно дійшовши ідеї електромагнітного обертання, Фарадей з допомогою ртутного контакту здійснив безперервне обертання магніту навколо провідника зі струмом. Цей перший електродвигун запрацював у грудні 1821 року.

    Правило Ленца, визначальний напрямок індукційного струму, було сформульовано майже відразу після відкриття Фарадея - 1833 року. Сьогодні яскравий прояв цього правила можна спостерігати у шкільній лабораторії, помістивши надпровідну керамічну пігулку над магнітом: вона «паритиме» над ним.

    Що читати у «Кванті» про електромагнітну індукцію

    1. «Електромагнітна індукція та принцип відносності» - 1987 № 11;
    2. «Шляхи електромагнітної теорії» - 1988 № 2;
    3. «Правило Ленца» – 1988 № 5;
    4. «Надпровідність: історія, сучасні уявлення, останні успіхи» – 1988 № 6;
    5. «Сила Лоренца та ефект Холла» - 1989 № 3.

    Відповіді

    1. Всунути в котушку.
    2. Проти годинникової стрілки.
    3. ЕРС індукції матиме найменше значенняколи рамка виявляється в площині, що проходить через провід, найбільше - коли рамка перпендикулярна до цієї площини.
    4. Ні, оскільки потік магнітної індукції контуру Уне пронизує контур А.
    5. Одинаковий. Ні, оскільки кількість теплоти пропорційна швидкості руху магніту.
    6. Під час руху магніту в трубці виникає ЕРС індукції, яка породжує магнітне поле, що перешкоджає вільному падінню магніту.
    7. Поряд із звичайним тертям гальмують ротор та амперові сили, що діють на нього з боку магнітного поля статора.
    8. Біля літака, що летить поблизу полюса.
    9. У двох половинах дроту виникають рівні за величиною, але протилежні за знаком ЕРС індукції, які взаємно компенсуються.
    10. У точці У, тому що на ділянці ВСА, де відсутні джерела ЕРС, струм йде від Удо А.
    11. При змінному струмі в монеті з'являються вихрові струми, при постійному - ні.
    12. Збільшиться.
    13. Оскільки опір кільця дорівнює нулю, то й сумарна ЕРС у ньому завжди повинна дорівнювати нулю. Це може бути тільки в тому випадку, якщо зміна повного магнітного потоку через кільце дорівнює нулю. Отже, при видаленні магніту створений індукційним струмом магнітний потік збережеться рівним Ф.

    Мікродосвід

    Змінне магнітне поле магніту, що обертається, збуджує в диску індукційні вихрові струми, спрямовані так, що створюване ними магнітне Поле гальмує рух магніту. За третім законом Ньютона рівна і протилежно спрямована сила діє диск і захоплює його за магнітом.

Читайте також