10 прыкладаў пытанняў па электрамагнітнай індукцыі. ЭРС індукцыі.
1. Генератар мае шпульку з колькасцю віткоў N і плошчай папярочнага сячэння A. Шпулька знаходзіцца ў магнітным полі B, а затым круціцца з вуглавой хуткасцю ω, так што генеруецца максімальная індукаваная ЭРС 50 вольт. Калі магнітнае поле зменіцца ўдвая ад свайго першапачатковага значэння, а яго вуглавая хуткасць зменіцца ў 4 разы ад свайго першапачатковага значэння, то максімальная індукаваная ЭРС будзе...
А. 25 вольт
B. 50 вольт
C. 100 вольт
D. 22 000 вольт
E. 250 вольт
Абмеркаванне
Вядома, што:
Колькасць віткоў 1 (N 1 ) = N
Плошча папярочнага сячэння 1 ( A1 ) = A
Магнітнае поле 1 (B1 ) = B
Вуглавая хуткасць 1 (ω 1 ) = ω
Максімальная індукаваная ЭРС 1 (ε1 ) = 50 вольт
Магнітнае поле 2 (B2 ) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5
Вуглавая хуткасць 2 (ω 2 ) = 4ω = 4(1) = 4
Пытанне: Максімальная індукаваная ЭРС роўная 2 ( ε² )
Адказ:
Ураўненне максімальнай індукаванай ЭРС:
ε макс = NBA ω
інфармацыя:
ε max = максімальная індукаваная ЭРС, N = колькасць віткоў, B = магнітнае поле, A = плошча папярочнага сячэння, ω = вуглавая хуткасць
Максімальная індукаваная ЭРС 1 (ε 1 ):
ε макс = NBA ω
Калі ω = 1 і B = 1, то
50 = N (1) A (1)
50 = Няма дадзеных
Максімальная індукаваная ЭРС 2 (ε 2 ):
ε макс = NBA ω
NA = 50, B = 0,5, ω = 4
ε макс = (50)(0,5)(4)
ε макс = 100
Правільны адказ — С.
2. Каб максімальная ЭРС, якая ствараецца генератарам, складала ўдвая менш за зыходную, велічыню, якую трэба змяніць згодна з прыведзеным ніжэй сцвярджэннем, складае...
А. Вуглавая хуткасць і колькасць абаротаў павялічваюцца ўдвая
Б. Магнітная індукцыя і яе частата павялічыліся ўдвая.
C. Плошча папярочнага сячэння павялічваецца ўдвая, а перыяд — удвая
D. Колькасць абаротаў і перыяд зроблены ў 4 разы большымі за арыгінал.
E. Частата і перыяд падвойваюцца.
Абмеркаванне
Ураўненне максімальнай індукаванай ЭРС:
ε макс = NBA ω
інфармацыя:
ε max = максімальная індукаваная ЭРС, N = колькасць віткоў, B = магнітнае поле, A = плошча папярочнага сячэння, ω = вуглавая хуткасць
Калі N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1, то ε max = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1
A. Вуглавая хуткасць (ω) і колькасць абаротаў (N) павялічваюцца ўдвая
ε макс = NBA ω
ε макс = (2)(1)(1)(2)
ε макс = 4
B. Магнітная індукцыя (B) і яе частата (f) павялічаны ўдвая.
Формула для вуглавой хуткасці (ω) = 2πf. Частата прама прапарцыйная, таму, калі частата (f) павялічваецца ўдвая, вуглавая хуткасць (ω) павялічваецца ўдвая.
ε макс = NBA ω
ε макс = (1)(2)(1)(2)
ε макс = 4
C. Плошча папярочнага сячэння (А) павялічваецца ўдвая, а перыяд у 4 разы большы за першапачатковы
Формула для вуглавой хуткасці (ω) = 2πf = 2π/T. Перыяд адваротна прапарцыйны, таму, калі перыяд становіцца ў 4 разы большым за пачатковую, то вуглавая хуткасць становіцца ў 1/4 раза большай за пачатковую.
ε макс = NBA ω
ε макс = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4
ε макс = 1/2
D. Колькасць абаротаў (N) і перыяд (T) павялічваюцца ў 4 разы
Формула для вуглавой хуткасці (ω) = 2πf = 2π/T. Перыяд адваротна прапарцыйны, таму, калі перыяд становіцца ў 4 разы большым за пачатковую, то вуглавая хуткасць становіцца ў 1/4 раза большай за пачатковую.
ε макс = NBA ω
ε макс = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4
ε макс = 1
E. Частата (f) і перыяд (T) падвойваюцца.
Частата прама прапарцыйная, таму, калі частата (f) павялічваецца ўдвая, то вуглавая хуткасць (ω) павялічваецца ўдвая. Перыяд адваротна прапарцыйны, таму, калі перыяд павялічваецца ўдвая, то вуглавая хуткасць становіцца ўдвая меншай за зыходную. У канчатковым выніку вуглавая хуткасць застаецца пастаяннай.
ε макс = NBA ω
ε макс = (1)(1)(1)(1)
ε макс = 1
Правільны адказ — С.
3. Магнітны паток у шпульцы з 1.000 віткамі павялічваецца з 0,03 Вт да 0,04 Вт за 0,2 секунды, так што атрыманае значэнне ЭРС роўна E1 . Калі ў той жа шпульцы магнітны паток змяняецца з 0,02 Вт да 0,04 Вт за 0,1 секунды, атрыманае значэнне індукаванай ЭРС роўна E2 . Суадносіны E1 і E2 роўна …
А. 1:1
Б. 1:2
C. 1:4
Д. 2:1
Э. 4:1
Абмеркаванне
Вядома, што:
Колькасць віткоў (Н) = 1000
Змена патоку 1 ( Δφ1 ) = 0,04 Вб – 0,03 Вб = 0,01 Вб
Інтэрвал часу 1 (Δt² ) = 0,2 секунды
Індукаваная ЭРС 1 = E 1
Змена патоку 2 ( Δφ1 ) = 0,04 Вб – 0,02 Вб = 0,02 Вб
Інтэрвал часу 2 (Δt² ) = 0,1 секунды
Індукаваная ЭРС 2 = E 2
Пытанне зададзена: E 1 : E 2
Адказ:
Параўнанне E1 і E2 :
Э 1 : Э 2
50: 200
1: 4
Правільны адказ — С.
4. Шпулька пранікае перпендыкулярна ў аднароднае магнітнае поле, выклікаючы індукаваную ЭРС. Калі шпульку замяніць іншай шпулькай з удвая большай колькасцю віткоў у параўнанні з зыходнай шпулькай, і хуткасць змены магнітнага патоку застанецца пастаяннай, то суадносіны пачатковай і канчатковай індукаванай ЭРС будзе...
А. 1:1
Б. 1:2
C. 2:1
Д. 3:1
Э. 3:2
Абмеркаванне
Гэта вядома :
Пачатковая колькасць абаротаў (N) = 1
Канчатковая колькасць абаротаў (N) = 2
Пачатковая хуткасць змены патоку (ΔØ)B / Δt) = канчатковая хуткасць змены патоку (ΔØB /Δt)
Спыталі Параўнанне пачатковай і канчатковай індукаванай ЭРС
Джаваб :
Формула закона індукцыі Фарадэя :
E = -N (ΔØB /Δt)
Апісанне: E = індукаваная ЭРС, N = колькасць віткоў, ΔØB / Δt = хуткасць змены патоку
Параўнанне пачатковай і канчатковай індукаванай ЭРС :
Усходні пачатак: Усходні канец
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
1: 2
Правільны адказ — Б.
5. У пачатковай умове (1) магнітны паток у шпульцы з 20 віткамі змяняецца на 5 Вт за 2 секунды. Ва ўмове (2) такое ж змяненне патоку адбываецца за 8 секунд. Стаўленне індукаванай ЭРС ва ўмовах (1) і (2) роўна…
А. 1:1
Б. 2:1
C. 3:1
Д. 4:1
Э. 4:3
Абмеркаванне
Гэта вядома :
Хуткасць змены патоку (ΔØ)B / Δt) пачатковае = 5/2
Хуткасць змены патоку (ΔØ)B / Δt) канец = 5/8
Колькасць віткоў (Н) = 20
Спыталі Параўнанне пачатковай і канчатковай індукаванай ЭРС
Джаваб :
Усходні пачатак: Усходні канец
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
20 (5/2) : 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1 : 1/4
4: 1
Правільны адказ — Д.
6. Магнітны паток першай шпулькі мае 200 віткоў і змяняецца на 0,06 Вт за 0,4 с. У другой шпульцы магнітны паток змяняецца на 0,08 Вт за 0,2 с. Калі колькасць віткоў у другой шпульцы замяніць паловай колькасці віткоў у першай шпульцы, то суадносіны індукаванай ЭРС у першай і другой шпульках будзе...
А. 2:3
Б. 3:1
C. 3:4
Д. 3:5
Э. 3:8
Абмеркаванне
Гэта вядома :
Хуткасць змены патоку (ΔØ)B / Δt) пачатковае = 0,06/0,4
Пачатковая колькасць абаротаў (N) = 200
Хуткасць змены патоку (ΔØ)B / Δt) канец = 0,08/0,2
Канчатковая колькасць абаротаў (N) = 100
Спыталі Параўнанне пачатковай і канчатковай індукаванай ЭРС
Джаваб :
Усходні пачатак: Усходні канец
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
200 (0,06/0,4) : 100 (0,08/0,2)
2 (0,15) : 1 (0,4)
0,3: 0,4
3: 4
7. Сярод наступных фактараў:
(1) Колькасць віткоў шпулькі
(2) Хуткасць змены магнітнага патоку
(3) Кірунак магнітнага поля
Што павялічвае індукаваную ЭРС...
А. (1), (2) і (3)
B. Толькі (1) і (2)
C. Толькі (1) і (3)
толькі D. (1)
толькі E. (2)
Абмеркаванне
ЭРС расшыфроўваецца як электрарухаючая сіла. Іншымі словамі, ЭРС — гэта крыніца электрычнага току, напрыклад, батарэя і г.д. На падставе эксперыментаў, праведзеных Фарадэем, было выяўлена, што, хоць пастаяннае магнітнае поле не можа ствараць электрычны ток, зменлівае магнітнае поле можа ствараць электрычны ток. Гэты атрыманы электрычны ток называецца індукаваным токам.
Фактары, якія ўплываюць на індуцыраваную ЭРС, можна вызначыць з дапамогай закона індукцыі Фарадэя, які матэматычна выражаецца формулай:
Адмоўны знак у прыведзенай вышэй формуле тлумачыць, што кірунак магнітнага поля, створанага індукаваным токам, заўсёды процілеглы кірунку магнітнага поля, якое стварае індукаваны ток.
інфармацыя:
N = колькасць віткоў шпулькі, B = магнітнае поле, A = плошча паверхні шпулькі, θ = вугал паміж магнітным полем (B) і лініяй, перпендыкулярнай паверхні шпулькі (A).
Калі B перпендыкулярная паверхні шпулькі, то θ = 0 o , таму Φ B = BA cos 0 o = BA (1) = B A.
Калі B паралельная паверхні шпулькі, то θ = 90 ° , таму Φ B = BA cos 9 ° = BA ( 0) = 0.
Зыходзячы з прыведзенай вышэй формулы, робіцца выснова, што індукаваную ЭРС павялічвае колькасць віткоў шпулькі (N), хуткасць змены магнітнага патоку і кірунак магнітнага поля (θ ).
Правільны адказ — А.
8. Сярод наступных фактараў:
(1) колькасць віткоў шпулькі
(2) хуткасць змены магнітнага патоку
(3) знешнія перашкоды
На індукаваную ЭРС у шпульцы ўплывае…
А. (1) і (3)
Б. (1) і (2)
Толькі C. (2)
Г. (2) і (3)
толькі E. (3)
Абмеркаванне
Правільны адказ — Б.
9. Паглядзіце на наступны малюнак! Калі праз провад AB працякае электрычны ток I, то кірунак магнітнай сілы, якая дзейнічае на провад AB,...
А. У напрамку Б
Б. Налева
C. Направа
D. Перпендыкулярна плоскасці паперы
E. Перпендыкулярна плоскасці паперы
Абмеркаванне
Гэта вядома :
Кірунак электрычнага току = ад А да В (уніз)
Кірунак магнітнага поля = ад паўночнага полюса да паўднёвага полюса магніта (направа)
Спыталі Кірунак магнітнай сілы
Джаваб :
Правіла правай рукі
Выцягніце правую руку, выпрастайце вялікі палец і сцісніце астатнія чатыры пальцы. Размясціце чатыры пальцы так, каб яны былі накіраваны ў бок магнітнага поля (B). Дэн Вялікі палец паказвае кірунак руху зарада (v). Калі электрычны зарад дадатны, далонь правай рукі звернута ў бок магнітнай сілы (F). Калі зарад адмоўны, тыльны бок правай рукі звернуты ў бок магнітнай сілы (F).
Кірунак звычайнага электрычнага току, як і ў папярэдняй задачы, супадае з кірункам дадатнага электрычнага зарада. Згодна з правілам правай рукі, кірунак магнітнай сілы перпендыкулярны плоскасці паперы, гэта значыць да вока чытача.
Правільны адказ — Э.
10. Прамы провад з токам I размешчаны паміж двума магнітнымі полюсамі, як паказана на малюнку. Кірунак магнітнай сілы на провадзе супадае з напрамкам...
А. Дадатная вось z
B. Адмоўная вось z
C. Дадатная вось Y
D. Адмоўная вось Y
E. Дадатная вось x
Абмеркаванне
Гэта вядома :
Кірунак электрычнага току = налева
Кірунак магнітнага поля = з поўначы на поўдзень (уверх)
Спыталі Кірунак магнітнай сілы
Джаваб :
Калі ўжываць правіла правай рукі, то кірунак магнітнай сілы перпендыкулярны плоскасці паперы або накіраваны ад вока чытача, або ў напрамку адмоўнай восі z.
Правільны адказ — Б.
Крыніца пытання:
Пытанні па фізіцы для нацыянальных экзаменаў у старшай школе/прафесійна-тэхнічнай школе
