Меню

Возникновение тока в металлической рамке находящейся

Тест 24 Электромагнетизм №1

За­да­ние 1. На же­лез­ный сер­деч­ник на­де­ты две ка­туш­ки, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. По пра­вой ка­туш­ке про­пус­ка­ют ток, ко­то­рый ме­ня­ет­ся со­глас­но при­ве­ден­но­му гра­фи­ку.

В какие про­ме­жут­ки вре­ме­ни ам­пер­метр по­ка­жет на­ли­чие тока в левой ка­туш­ке?

1) от 1 с до 2 с и от 2,5 с до 5 с 2) толь­ко от 1 с до 2 с 3) от 0 с до 1 с и от 2 с до 2,5 с4) толь­ко от 2,5 с до 5 с

За­да­ние 2. В каком из пе­ре­чис­лен­ных ниже тех­ни­че­ских устройств ис­поль­зу­ет­ся яв­ле­ние воз­ник­но­ве­ния тока при дви­же­нии про­вод­ни­ка в маг­нит­ном поле?

1) элек­тро­маг­нит 2) элек­тро­дви­га­тель 3) элек­тро­ге­не­ра­тор 4) ам­пер­метр

За­да­ние 3. В мо­мент за­мы­ка­ния элек­три­че­ской цепи, со­дер­жа­щей ка­туш­ку,

1) ин­дук­ци­он­ный ток не по­явит­ся 2) по­явит­ся ин­дук­ци­он­ный ток, по­мо­га­ю­щий уста­нов­ле­нию тока

3) по­явит­ся ин­дук­ци­он­ный ток, пре­пят­ству­ю­щий уста­нов­ле­нию тока

4) по­явит­ся по­сто­ян­ный ин­дук­ци­он­ный ток

За­да­ние 4. К коль­цу из алю­ми­ния при­бли­жа­ют маг­нит, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. На­прав­ле­ние маг­нит­ной ин­дук­ции маг­нит­но­го поля, воз­ник­ше­го в коль­це, пра­виль­но по­ка­за­но стрел­кой

1) 2) 3) 4)

За­да­ние 5. По пря­мо­му про­вод­ни­ку течет уве­ли­чи­ва­ю­щий­ся во вре­ме­ни ток. В за­мкну­тых кон­ту­рах А и Б ин­дук­ци­он­ные токи на­прав­ле­ны в сто­ро­ны

1) 1 и 4 2) 1 и 3 3) 2 и 3 4) 2 и 4

За­да­ние 6. Какой из пе­ре­чис­лен­ных ниже про­цес­сов объ­яс­ня­ет­ся яв­ле­ни­ем элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции?

1) вза­им­ное от­тал­ки­ва­ние двух па­рал­лель­ных про­вод­ни­ков с током, по ко­то­рым токи про­те­ка­ют в про­ти­во­по­лож­ных на­прав­ле­ни­ях

2) са­мо­про­из­воль­ный рас­пад ядер

3) от­кло­не­ние маг­нит­ной стрел­ки вб­ли­зи про­вод­ни­ка с током

4) воз­ник­но­ве­ние тока в ме­тал­ли­че­ской рамке, на­хо­дя­щей­ся в по­сто­ян­ном маг­нит­ном поле, при из­ме­не­нии формы рамки

За­да­ние 7. В не­ко­то­рой об­ла­сти про­стран­ства со­зда­но од­но­род­ное маг­нит­ное поле (см. ри­су­нок). Квад­рат­ная ме­тал­ли­че­ская рамка дви­жет­ся через гра­ни­цу этой об­ла­сти с по­сто­ян­ной ско­ро­стью , на­прав­лен­ной вдоль плос­ко­сти рамки и пер­пен­ди­ку­ляр­но век­то­ру маг­нит­ной ин­дук­ции . ЭДС ин­дук­ции, ге­не­ри­ру­е­мая при этом в рамке, равна .

Какой ста­нет ЭДС, если рамка будет дви­гать­ся со ско­ро­стью ?

1) 2) 3) 4)

За­да­ние 8. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти силы тока в ка­туш­ке ин­дук­тив­но­стью 10 мГн от вре­ме­ни .

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между участ­ка­ми гра­фи­ка и зна­че­ни­я­ми мо­ду­ля ЭДС са­мо­ин­дук­ции.

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

УЧА­СТОК ГРА­ФИ­КА МО­ДУЛЬ ЭДС СА­МО­ИН­ДУК­ЦИИ
А) АБ Б) БВ 1) 0,625 мВ 2) 0,027 В 3) 0,4 мВ 4) 0,1 мВ 5) 0 В
A Б

За­да­ние 9. Пря­мо­ли­ней­ный про­вод­ник дли­ной l пе­ре­ме­ща­ет­ся со ско­ро­стью V в од­но­род­ном маг­нит­ном поле с ин­дук­ци­ей В. Век­то­ры V и В об­ра­зу­ют друг с дру­гом угол и пер­пен­ди­ку­ляр­ны про­вод­ни­ку (см. ри­су­нок).

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ВЕ­ЛИ­ЧИ­НЫ ФОР­МУ­ЛЫ
А) Мо­дуль силы, с ко­то­рой маг­нит­ное поле дей­ству­ет на элек­тро­ны про­во­ди­мо­сти про­вод­ни­ка Б) Мо­дуль раз­но­сти по­тен­ци­а­лов, воз­ни­ка­ю­щей между кон­ца­ми про­вод­ни­ка 1) 2) 3) 4)
A Б

За­да­ние 10. При про­ве­де­нии опы­тов по изу­че­нию элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции из­ме­ря­ют из­ме­не­ние маг­нит­но­го по­то­ка , про­ни­зы­ва­ю­ще­го за­мкну­тый про­во­лоч­ный кон­тур, и заряд , про­тек­ший в ре­зуль­та­те этого по кон­ту­ру. Ниже при­ве­де­на таб­ли­ца, по­лу­чен­ная в ре­зуль­та­те этих опы­тов. Чему равно со­про­тив­ле­ние кон­ту­ра?

1) 2 мОм 2) 500 Ом 3) 2 Ом 4) 0,5 Ом

За­да­ние 11. По двум тон­ким пря­мым про­вод­ни­кам, па­рал­лель­ным друг другу, текут оди­на­ко­вые токи I (см. ри­су­нок). Как на­прав­лен век­тор ин­дук­ции со­зда­ва­е­мо­го ими маг­нит­но­го поля в точке С?

1) к нам 2) от нас 3) вверх 4) вниз

За­да­ние 12. На ри­сун­ке изоб­ра­жен про­во­лоч­ный виток, по ко­то­ро­му течет элек­три­че­ский ток в на­прав­ле­нии, ука­зан­ном стрел­кой. Виток рас­по­ло­жен в вер­ти­каль­ной плос­ко­сти. Точка А на­хо­дит­ся на го­ри­зон­таль­ной пря­мой, про­хо­дя­щей через центр витка пер­пен­ди­ку­ляр­но его плос­ко­сти. Как на­прав­лен век­тор ин­дук­ции маг­нит­но­го поля тока в точке А?

1) вер­ти­каль­но вверх 2) вер­ти­каль­но вниз 3) го­ри­зон­таль­но впра­во 4) го­ри­зон­таль­но влево

За­да­ние 13. На ри­сун­ке изоб­ра­жен го­ри­зон­таль­ный про­вод­ник, по ко­то­ро­му течет элек­три­че­ский ток в на­прав­ле­нии «от нас».

В точке A век­тор ин­дук­ции маг­нит­но­го поля на­прав­лен

1) вер­ти­каль­но вниз 2) вер­ти­каль­но вверх 3) влево 4) впра­во

За­да­ние 14 . Че­ты­ре пря­мо­ли­ней­ных па­рал­лель­ных друг другу тон­ких про­вод­ни­ка с оди­на­ко­вым током Iпро­хо­дят через вер­ши­ны квад­ра­та. Сна­ча­ла их рас­по­ла­га­ют так, как по­ка­за­но на рис. А, а затем — так, как по­ка­за­но на рис. Б (на ри­сун­ках по­ка­зан вид со сто­ро­ны плос­ко­сти квад­ра­та).

Ин­дук­ция маг­нит­но­го поля, со­здан­но­го этими про­вод­ни­ка­ми в цен­тре квад­ра­та О,

1) равна нулю толь­ко в слу­чае, изоб­ражённом на рис. А2) равна нулю толь­ко в слу­чае, изоб­ражённом на рис. Б

3) равна нулю в слу­ча­ях, изоб­ражённых на обоих ри­сун­ках

4) не равна нулю ни в одном из слу­ча­ев, изоб­ражённых на ри­сун­ках

За­да­ние 15. По­ло­со­вой маг­нит из школь­но­го ка­би­не­та фи­зи­ки рав­но­мер­но на­маг­ни­чен вдоль своей длины, и его по­ло­ви­ны окра­ше­ны в крас­ный и синий цвет. Этот маг­нит раз­ре­за­ли поперёк на две рав­ные части (по линии гра­ни­цы цве­тов). Крас­ная часть

1) имеет толь­ко южный полюс 2) имеет се­вер­ный и южный по­лю­с 3) имеет толь­ко се­вер­ный полюс

4) не имеет по­лю­сов

За­да­ние 16. Квад­рат­ная рамка рас­по­ло­же­на в од­но­род­ном маг­нит­ном поле в плос­ко­сти линий маг­нит­ной ин­дук­ции (см. ри­су­нок). На­прав­ле­ние тока в рамке по­ка­за­но стрел­ка­ми. Как на­прав­ле­на сила, дей­ству­ю­щая на сто­ро­ну bc рамки со сто­ро­ны внеш­не­го маг­нит­но­го поля ?

1) пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти чер­те­жа, от нас 2) вдоль на­прав­ле­ния линий маг­нит­ной ин­дук­ции

3) сила равна нулю 4) пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти чер­те­жа, к нам

За­да­ние 17. В не­ко­то­рый мо­мент вре­ме­ни ско­рость элек­тро­на , дви­жу­ще­го­ся в маг­нит­ном поле, на­прав­ле­на вдоль оси х (см. ри­су­нок). Как на­прав­лен век­тор маг­нит­ной ин­дук­ции , если в этот мо­мент сила Ло­рен­ца, дей­ству­ю­щая на элек­трон, на­прав­ле­на вдоль оси у?

1) из плос­ко­сти чер­те­жа от нас

2) в от­ри­ца­тель­ном на­прав­ле­нии оси х

3) в по­ло­жи­тель­ном на­прав­ле­нии оси х

4) из плос­ко­сти чер­те­жа к нам

Источник

Явление электромагнитной индукции и самоиндукции. Энергия магнитного поля (стр. 3 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3

2) в элек­тро­дви­га­те­ле

3) в элек­тро­ге­не­ра­то­ре

4) в элек­тро­на­гре­ва­те­ле

4 К коль­цу из алю­ми­ния при­бли­жа­ют маг­нит, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. На­прав­ле­ние маг­нит­ной ин­дук­ции маг­нит­но­го поля, воз­ник­ше­го в коль­це, пра­виль­но по­ка­за­но стрел­кой

Читайте также:  Действующее напряжение в сети переменного тока с периодом т равно 100 какую часть полупериода

1)

2)

3)

4)

5 Прямоугольная рамка площадью S вращается в однородном магнитном поле индукции B с частотой н. Причем ось вращения перпендикулярна вектору магнитной индукции. Как со временем меняется магнитный поток, если в начальный момент времени он был максимальным?

6 Какое утверждение верно?

1. Скорость распространение электромагнитных волн меньше скорости распространения света

2. Скорость распространение электромагнитных волн равна скорости распространения света

3. Скорость распространение электромагнитных волн больше скорости распространения света

4.Нет правильного ответа

7 Кто в 1888 году впервые получил и зарегистрировал электромагнитные волны?

Гульельмо Маркони. 2. Никола Тесла. 3. Генрих Герц. 4. Майкл Фарадей

8 Какой из пе­ре­чис­лен­ных ниже про­цес­сов объ­яс­ня­ет­ся яв­ле­ни­ем элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции?

1) вза­им­ное от­тал­ки­ва­ние двух па­рал­лель­ных про­вод­ни­ков с током, по ко­то­рым токи про­те­ка­ют в про­ти­во­по­лож­ных на­прав­ле­ни­ях

2) са­мо­про­из­воль­ный рас­пад ядер

3) от­кло­не­ние маг­нит­ной стрел­ки вб­ли­зи про­вод­ни­ка с током

4) воз­ник­но­ве­ние тока в ме­тал­ли­че­ской рамке, на­хо­дя­щей­ся в по­сто­ян­ном маг­нит­ном поле, при из­ме­не­нии формы рамки

9 Какой из пе­ре­чис­лен­ных ниже про­цес­сов объ­яс­ня­ет­ся яв­ле­ни­ем элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции?

1) от­кло­не­ние стрел­ки ам­пер­мет­ра, включённого в элек­три­че­скую цепь, со­дер­жа­щую ис­точ­ник тока

2) от­тал­ки­ва­ние алю­ми­ни­е­во­го коль­ца, под­ве­шен­но­го на нити, при вдви­га­нии в него по­сто­ян­но­го маг­ни­та

3) при­тя­же­ние двух раз­но­имённо за­ря­жен­ных ча­стиц

4) от­кло­не­ние маг­нит­ной стрел­ки рядом с про­во­дом с элек­три­че­ским током

10 Во сколько раз надо уменьшить индуктивность катушки, чтобы при неизменном значении силы тока в ней энергия магнитного поля катушки уменьшилась в 4 раза?

11 По катушке индуктивностью 4 мГн протекает постоянный ток 3 А. Энергия магнитного поля катушки равна

Группа №_______ Фамилия, имя студента_______________________

Тест на тему «Явление электромагнитной индукции и самоиндукции. Энергия магнитного поля»

1 Две ка­туш­ки встав­ле­ны одна в дру­гую и под­клю­че­ны — пер­вая через ключ к ис­точ­ни­ку тока, вто­рая — к галь­ва­но­мет­ру. Стрел­ка галь­ва­но­мет­ра от­кло­ня­ет­ся

1) в мо­мент за­мы­ка­ния и раз­мы­ка­ния ключа

2) все время про­те­ка­ния тока по пер­вой ка­туш­ке

3) толь­ко в мо­мент за­мы­ка­ния ключа

4) толь­ко в мо­мент раз­мы­ка­ния ключа

2 В мо­мент за­мы­ка­ния элек­три­че­ской цепи, со­дер­жа­щей ка­туш­ку,

1) ин­дук­ци­он­ный ток не по­явит­ся

2) по­явит­ся ин­дук­ци­он­ный ток, по­мо­га­ю­щий уста­нов­ле­нию тока

3) по­явит­ся ин­дук­ци­он­ный ток, пре­пят­ству­ю­щий уста­нов­ле­нию тока

4) по­явит­ся по­сто­ян­ный ин­дук­ци­он­ный ток

3 В каком из пе­ре­чис­лен­ных ниже тех­ни­че­ских устройств ис­поль­зу­ет­ся яв­ле­ние воз­ник­но­ве­ния тока при дви­же­нии про­вод­ни­ка в маг­нит­ном поле?

4 К кольцу из алюминия приближают магнит, как показано на рисунке. Направление магнитной индукции магнитного поля, возникшего в кольце, правильно показано стрелкой

1)

2)

3)

4)

5 С ис­поль­зо­ва­ни­ем ос­нов­но­го за­ко­на элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции () можно объ­яс­нить

1) вза­и­мо­дей­ствие двух па­рал­лель­ных про­во­дов, по ко­то­рым идет ток

2) от­кло­не­ние маг­нит­ной стрел­ки, рас­по­ло­жен­ной вб­ли­зи про­вод­ни­ка с током па­рал­лель­но ему

3) воз­ник­но­ве­ние элек­три­че­ско­го тока в за­мкну­той ка­туш­ке при уве­ли­че­нии силы тока в дру­гой ка­туш­ке, на­хо­дя­щей­ся рядом с ней

4) воз­ник­но­ве­ние силы, дей­ству­ю­щей на про­вод­ник с током в маг­нит­ном поле

6 Что такое радиоволны?

1. Световое излучение

2. Электромагнитное излучение

3. Звуковое излучение

4.Нет правильного ответа

7 Где используются радиоволны?

1. В передаче данных в радиосетях

2. В передаче данных в электромагнитных волнах

3. Нет подходящего ответа

4.В приеме данных

8 Какой из пе­ре­чис­лен­ных ниже про­цес­сов объ­яс­ня­ет­ся яв­ле­ни­ем элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции?

1) от­кло­не­ние маг­нит­ной стрел­ки вб­ли­зи про­вод­ни­ка с током

2) вза­им­ное при­тя­же­ние двух па­рал­лель­ных про­вод­ни­ков с со­на­прав­лен­ны­ми то­ка­ми

3) воз­ник­но­ве­ние тока в ме­тал­ли­че­ской рамке, вра­ща­ю­щей­ся в по­сто­ян­ном маг­нит­ном поле

4) вы­би­ва­ние элек­тро­на из по­верх­но­сти ме­тал­ла при осве­ще­нии его све­том

9 Какой из пе­ре­чис­лен­ных ниже про­цес­сов объ­яс­ня­ет­ся яв­ле­ни­ем элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции?

1) воз­ник­но­ве­ние силы, дей­ству­ю­щей на за­ря­жен­ную ча­сти­цу, помещённую в элек­три­че­ское поле

2) воз­ник­но­ве­ние раз­но­сти по­тен­ци­а­лов между кон­ца­ми разо­мкну­то­го ме­тал­ли­че­ско­го коль­ца при вдви­га­нии в коль­цо по­сто­ян­но­го маг­ни­та

3) вза­им­ное при­тя­же­ние двух па­рал­лель­ных про­вод­ни­ков с током, по ко­то­рым ток про­те­ка­ет в оди­на­ко­вом на­прав­ле­нии

4) вылет элек­тро­нов с по­верх­но­сти ме­тал­ла при его на­гре­ва­нии

10 На рисунке приведена демонстрация опыта по проверке правила Ленца. Опыт проводится со сплошным кольцом, а не разрезанным, потому что

1) сплошное кольцо сделано из стали, а разрезанное — из алюминия

2) в разрезанном кольце возникает вихревое электрическое поле, а в сплошном — нет

3) в сплошном кольце возникает индукционный ток, а в разрезанном — нет

4) в сплошном кольце возникает ЭДС индукции, а в разрезанном — нет

11 Для производства электрической энергии в промышленных целях используется

Ответы к тесту по теме «Электромагнитное поле и электромагнитные волны»

Источник

Глава 23. Закон электромагнитной индукции

Если в магнитном поле находится замкнутый проводящий контур, не содержащий источников тока, то при изменении магнитного поля в контуре возникает электрический ток. Это явление называется электромагнитной индукцией. Появление тока свидетельствует о возникновении в контуре электрического поля, которое может обеспечить замкнутое движение электрических зарядов или, другими словами, о возникновении ЭДС. Электрическое поле, которое возникает при изменении поля магнитного и работа которого при перемещении зарядов по замкнутому контуру не равна нулю, имеет замкнутые силовые линии и называется вихревым.

Для количественного описания электромагнитной индукции вводится понятие магнитного потока (или потока вектора магнитной индукции) через замкнутый контур. Для плоского контура, расположенного в однородном магнитном поле (а только такие ситуации и могут встретиться школьникам на едином государственном экзамене), магнитный поток определяется как

где — индукция поля, — площадь контура, — угол между вектором индукции и нормалью (перпендикуляром) к плоскости контура (см. рисунок; перпендикуляр к плоскости контура показан пунктиром). Единицей магнитного потока в международной системе единиц измерений СИ является Вебер (Вб), который определяется как магнитный поток через контур площади 1 м 2 однородного магнитного поля с индукцией 1 Тл, перпендикулярной плоскости контура.

Величина ЭДС индукции , возникающая в контуре при изменении магнитного потока через этот контур, равна скорости изменения магнитного потока

Здесь — изменение магнитного потока через контур за малый интервал времени . Важным свойством закона электромагнитной индукции (23.2) является его универсальность по отношению к причинам изменения магнитного потока: магнитный поток через контур может меняться из-за изменения индукции магнитного поля, изменения площади контура или изменения угла между вектором индукции и нормалью, что происходит при вращении контура в поле. Во всех этих случаях по закону (23.2) в контуре будет возникать ЭДС индукции и индукционный ток.

Читайте также:  Где идет война токов

Знак минус в формуле (23.2) «отвечает» за направление тока, возникающего в результате электромагнитной индукции (правило Ленца). Однако понять на языке закона (23.2), к какому направлению индукционного тока приведет этот знак при том или ином изменении магнитного потока через контур, не так-то просто. Но достаточно легко запомнить результат: индукционный ток будет направлен таким образом, что созданное им магнитное поле будет «стремиться» компенсировать то изменение внешнего магнитного поля, которое этот ток и породило. Например, при увеличении потока внешнего магнитного поля через контур в нем возникнет индукционный ток, магнитное поле которого будет направлено противоположно внешнему магнитному полю так, чтобы уменьшить внешнее поле и сохранить, таким образом, первоначальную величину магнитного поля. При уменьшении потока поля через контур поле индукционного тока будет направлено так же, как и внешнее магнитное поле.

Если в контуре с током ток в силу каких-то причин изменяется, то изменяется и магнитный поток через контур того магнитного поля, которое создано самим этим током. Тогда по закону (23.2) в контуре должна возникать ЭДС индукции. Явление возникновения ЭДС индукции в некоторой электрической цепи в результате изменения тока в самой этой цепи называется самоиндукцией. Для нахождения ЭДС самоиндукции в некоторой электрической цепи необходимо вычислить поток магнитного поля, создаваемого этой цепью через нее саму. Такое вычисление представляет собой сложную проблему из-за неоднородности магнитного поля. Однако одно свойство этого потока является очевидным. Поскольку магнитное поле, создаваемого током в цепи, пропорционально величине тока, то и магнитный поток собственного поля через цепь пропорционален току в этой цепи

где — сила тока в цепи, — коэффициент пропорциональности, который характеризует «геометрию» цепи, но не зависит от тока в ней и называется индуктивностью этой цепи. Единицей индуктивности в международной системе единиц СИ является Генри (Гн). 1 Гн определяется как индуктивность такого контура, поток индукции собственного магнитного поля через который равен 1 Вб при силе тока в нем 1 А. С учетом определения индуктивности (23.3) из закона электромагнитной индукции (23.2) получаем для ЭДС самоиндукции

Благодаря явлению самоиндукции ток в любой электрической цепи обладает определенной «инерционностью» и, следовательно, энергией. Действительно, для создания тока в контуре необходимо совершить работу по преодолению ЭДС самоиндукции. Энергия контура с током и равна этой работе. Необходимо запомнить формулу для энергии контура с током

где — индуктивность контура, — сила тока в нем.

Явление электромагнитной индукции широко применяется в технике. На нем основано создание электрического тока в электрических генераторах и электростанциях. Благодаря закону электромагнитной индукции происходит преобразование механических колебаний в электрические в микрофонах. На основе закона электромагнитной индукции работает, в частности, электрическая цепь, которая называется колебательным контуром (см. следующую главу), и которая является основой любой радиопередающей или радиопринимающей техники.

Рассмотрим теперь задачи.

Из перечисленных в задаче 23.1.1 явлений только одно есть следствие закона электромагнитной индукции — появление тока в кольце при проведении сквозь него постоянного магнита (ответ 3). Все остальное — результат магнитного взаимодействия токов.

Как указывалось во введении к настоящей главе, явление электромагнитной индукции лежит в основе работы генератора переменного тока (задача 23.1.2), т.е. прибора, создающего переменный ток, заданной частоты (ответ 2).

Индукция магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, уменьшается с увеличением расстояния до него. Поэтому при приближении магнита к кольцу (задача 23.1.3) поток индукции магнитного поля магнита через кольцо изменяется, и в кольце возникает индукционный ток. Очевидно, это будет происходить при приближении магнита к кольцу и северным, и южным полюсом. А вот направление индукционного тока в этих случаях будет различным. Это связано с тем, что при приближении магнита к кольцу разными полюсами, поле в плоскости кольца в одном случае будет направлено противоположно полю в другом. Поэтому для компенсации этих изменений внешнего поля магнитное поле индукционного тока должно быть в этих случаях направлено по-разному. Поэтому и направления индукционных токов в кольце будут противоположными (ответ 4).

Для возникновения ЭДС индукции в кольце необходимо, чтобы менялся магнитный поток через кольцо. А поскольку магнитная индукция поля магнита зависит от расстояния до него, то в рассматриваемом в задаче 23.1.4 случае поток через кольцо будет меняться, в кольце возникнет индукционный ток (ответ 1).

При вращении рамки 1 (задача 23.1.5) угол между линиями магнитной индукции (а, значит, и вектором индукции) и плоскостью рамки в любой момент времени равен нулю. Следовательно, магнитный поток через рамку 1 не изменяется (см. формулу (23.1)), и индукционный ток в ней не возникает. В рамке 2 индукционный ток возникнет: в положении показанном на рисунке, магнитный поток через нее равен нулю, когда рамка повернется на четверть оборота — будет равен , где — индукция, — площадь рамки. Еще через четверть оборота поток снова будет равен нулю и т.д. Поэтому поток магнитной индукции через рамку 2 изменяется в процессе ее вращения, следовательно, в ней возникает индукционный ток (ответ 2).

В задаче 23.1.6 индукционный ток возникает только в случае 2 (ответ 2). Действительно, в случае 1 рамка при движении остается на одном и том же расстоянии от проводника, и, следовательно, магнитное поле, созданное этим проводником в плоскости рамки, не изменяется. При удалении рамки от проводника магнитная индукция поля проводника в области рамки изменяется, меняется магнитный поток через рамку, и возникает индукционный ток

В законе электромагнитной индукции утверждается, что индукционный ток в кольце будет течь в такие моменты времени, когда изменяется магнитный поток через это кольцо. Поэтому пока магнит покоится около кольца (задача 23.1.7) индукционный ток в кольце течь не будет. Поэтому правильный ответ в этой задаче — 2.

Читайте также:  Мощность электрического тока в атмосфере равна

Согласно закону электромагнитной индукции (23.2) ЭДС индукции в рамке определяется скоростью изменения магнитного потока через нее. А поскольку по условию задачи 23.1.8 индукция магнитного поля в области рамки изменяется равномерно, скорость ее изменения постоянна, величина ЭДС индукции не изменяется в процессе проведения опыта (ответ 3).

В задаче 23.1.9 ЭДС индукции, возникающая в рамке во втором случае, вчетверо больше ЭДС индукции, возникающей в первом (ответ 4). Это связано с четырехкратным увеличением площади рамки и, соответственно, магнитного потока через нее во втором случае.

В задаче 23.1.10 во втором случае в два раза увеличивается скорость изменения магнитного потока (индукция поля меняется на ту же величину, но за вдвое меньшее время). Поэтому ЭДС электромагнитной индукции, возникающая в рамке во втором случае, в два раза больше, чем в первом (ответ 1).

При увеличении тока в замкнутом проводнике в два раза (задача 23.2.1), величина индукции магнитного поля возрастет в каждой точке пространства в два раза, не изменившись по направлению. Поэтому ровно в два раза изменится магнитный поток через любую малую площадку и, соответственно, и весь проводник (ответ 1). А вот отношение магнитного потока через проводник к току в этом проводнике, которое и представляет собой индуктивность проводника , при этом не изменится (задача 23.2.2 — ответ 3).

Используя формулу (23.3) находим в задаче 32.2.3 Гн (ответ 4).

Связь между единицами измерений магнитного потока, магнитной индукции и индуктивности (задача 23.2.4) следует из определения индуктивности (23.3): единица магнитного потока (Вб) равна произведению единицы тока (А) на единицу индуктивности (Гн) — ответ 3.

Согласно формуле (23.5) при двукратном увеличении индуктивности катушки и двукратном уменьшении тока в ней (задача 23.2.5) энергия магнитного поля катушки уменьшится в 2 раза (ответ 2).

Когда рамка вращается в однородном магнитном поле, магнитный поток через рамку меняется из-за изменения угла между перпендикуляром к плоскости рамки и вектором индукции магнитного поля. А поскольку и в первом и втором случае в задаче 23.2.6 этот угол меняется по одному и тому же закону (по условию частота вращения рамок одинакова), то ЭДС индукции меняются по одному и тому же закону, и, следовательно, отношение амплитудных значений ЭДС индукции в рамках равно единице (ответ 2).

Магнитное поле, создаваемое проводником с током в области рамки (задача 23.2.7), направлено «от нас» (см. решение задач главы 22). Величина индукции поля провода в области рамки при ее удалении от провода будет уменьшаться. Поэтому индукционный ток в рамке должен создать магнитное поле, направленное внутри рамки «от нас». Используя теперь правило буравчика для нахождения направления магнитной индукции, заключаем, что индукционный ток в рамке будет направлен по часовой стрелке (ответ 1).

При увеличении тока в проводе будет возрастать созданное им магнитное поле и в рамке возникнет индукционный ток (задача 23.2.8). В результате возникнет взаимодействие индукционного тока в рамке и тока в проводнике. Чтобы найти направление этого взаимодействия (притяжение или отталкивание) можно найти направление индукционного тока, а затем по формуле Ампера силу взаимодействия рамки с проводом. Но можно поступить и по-другому, используя правило Ленца. Все индукционные явления должны иметь такое направление, чтобы компенсировать вызывающую их причину. А поскольку причина — увеличение тока в рамке, сила взаимодействия индукционного тока и провода должна стремиться уменьшить магнитный поток поля провода через рамку. А поскольку магнитная индукция поля провода убывает с увеличением расстояния до него, то эта сила будет отталкивать рамку от провода (ответ 2). Если бы ток в проводе убывал, то рамка притягивалась бы к проводу.

Задача 23.2.9 также связана с направлением индукционных явлений и правилом Ленца. При приближении магнита к проводящему кольцу в нем возникнет индукционный ток, причем направление его будет таким, чтобы компенсировать вызывающую его причину. А поскольку эта причина — приближение магнита, кольцо будет отталкиваться от него (ответ 2). Если магнит отодвигать от кольца, то по тем же причинам возникло бы притяжение кольца к магниту.

Задача 23.2.10 — единственная вычислительная задача в этой главе. Для нахождения ЭДС индукции нужно найти изменение магнитного потока через контур . Это можно сделать так. Пусть в некоторый момент времени перемычка находилась в положении, показанном на рисунке, и пусть прошел малый интервал времени . За этот интервал времени перемычка переместится на величину . Это приведет к увеличению площади контура на величину . Поэтому изменение магнитного потока через контур будет равно , а величина ЭДС индукции (ответ 4).

Источник



Возникновение тока в металлической рамке находящейся

На сердечник надеты две катушки так, как показано на рис. а. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведенному графику (см. рис. б). В какие промежутки времени амперметр покажет наличие тока в левой катушке?

Отзыв

от 1 с до 2,5 с и от 3,75 с до 4,75 с

Вопрос 2

Текст вопроса

Проволочная катушка с током создаёт магнитное поле. Была выдвинута гипотеза, что магнитный поток через поперечное сечение катушки зависит от её длины и диаметра. Необходимо экспериментально проверить эту гипотезу. Какие два набора катушек нужно взять для такого исследования?

Отзыв

Вопрос 3

Текст вопроса

F6518D Какой процесс объясняется явлением электромагнитной индукции?

Отзыв

появление тока в замкнутой катушке при опускании в нее постоянного магнита

Вопрос 4

Текст вопроса

D521D0 Проволочная рамка движется в неоднородном магнитном поле с силовыми линиями, выходящими из плоскости листа, в случае I со скоростью , в случае II со скоростью (см. рисунок). Плоскость ее остается перпендикулярной линиям вектора магнитной индукции . В каком случае возникает ток в рамке?

Отзыв

только в случае I

Вопрос 5

Текст вопроса

FB2048 Проволочная рамка движется в неоднородном магнитном поле, силовые линии которого входят в плоскость листа. Плоскость ее остается перпендикулярной линиям вектора магнитной индукции (см. рисунок). При движении рамки в ней возникает электрический ток. С каким из указанных на рисунке направлений может совпадать скорость рамки?

Источник