10 примера за въпроси, свързани с електромагнитна индукция. Електромагнитна индукция
1. Генератор има бобина с брой навивки N и площ на напречното сечение A. Бобината е в магнитно поле B, след което се върти с ъглова скорост ω, така че се генерира максимална индуцирана електродвижеща сила от 50 волта. Ако магнитното поле се промени на 1/2 от първоначалната си стойност и ъгловата му скорост се промени на 4 пъти първоначалната си стойност, тогава максималната индуцирана електродвижеща сила ще бъде...
A. 25 волта
Б. 50 волта
C. 100 волта
D. 200 волта
E. 250 волта
Дискусия
Известно е, че:
Брой навивки 1 (N 1 ) = N
Площ на напречното сечение 1 ( A1 ) = A
Магнитно поле 1 (B1 ) = B
Ъглова скорост 1 (ω 1 ) = ω
Максимална индуцирана ЕДС 1 (ε1 ) = 50 волта
Магнитно поле 2 (B2 ) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5
Ъглова скорост 2 (ω 2 ) = 4ω = 4(1) = 4
Въпрос: Максималната индуцирана електродвижеща сила е 2 ( ε² )
Отговор:
Уравнение за максимална индуцирана електродвижеща сила:
ε max = NBA ω
Информация :
ε max = максимална индуцирана електродвижеща сила, N = брой навивки, B = магнитно поле, A = площ на напречното сечение, ω = ъглова скорост
Максимална индуцирана ЕМП 1 (ε 1 ):
ε max = NBA ω
Ако ω = 1 и B = 1, тогава
50 = N (1) A (1)
50 = Няма данни
Максимална индуцирана ЕМП 2 (ε 2 ):
ε max = NBA ω
NA = 50, B = 0,5, ω = 4
ε макс = (50)(0,5)(4)
ε макс = 100
Верният отговор е C.
2. За да бъде максималната електродвижеща сила, произведена от генератора, 1/2 от оригиналната, количеството, което трябва да се промени въз основа на твърдението по-долу, е...
A. Ъгловата скорост и броят на завъртанията се удвояват
Б. Магнитната индукция и нейната честота се удвояват.
C. Площта на напречното сечение се удвоява и периодът се удвоява
Г. Броят на завъртанията и периодът са направени 4 пъти по-големи от оригинала.
Д. Честотата и периодът се удвояват.
Дискусия
Уравнение за максимална индуцирана електродвижеща сила:
ε max = NBA ω
Информация :
ε max = максимална индуцирана електродвижеща сила, N = брой навивки, B = магнитно поле, A = площ на напречното сечение, ω = ъглова скорост
Ако N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1, тогава ε max = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1
A. Ъгловата скорост (ω) и броят на завъртанията (N) се удвояват
ε max = NBA ω
ε макс = (2)(1)(1)(2)
ε макс = 4
Б. Магнитната индукция (Б) и нейната честота (ф) се удвояват.
Формулата за ъгловата скорост (ω) = 2πf. Честотата е правопропорционална, така че ако честотата (f) се удвои, ъгловата скорост (ω) се удвоява.
ε max = NBA ω
ε макс = (1)(2)(1)(2)
ε макс = 4
C. Площта на напречното сечение (A) се удвоява, а периодът е 4 пъти по-голям от първоначалния
Формулата за ъглова скорост (ω) = 2πf = 2π/T. Периодът е обратнопропорционален, така че ако периодът стане 4 пъти по-голям от първоначалната, тогава ъгловата скорост става 1/4 пъти по-голяма от първоначалната.
ε max = NBA ω
ε макс = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4
ε макс = 1/2
Г. Броят на завъртанията (N) и периодът (T) се увеличават до 4 пъти
Формулата за ъглова скорост (ω) = 2πf = 2π/T. Периодът е обратнопропорционален, така че ако периодът стане 4 пъти по-голям от първоначалната, тогава ъгловата скорост става 1/4 пъти по-голяма от първоначалната.
ε max = NBA ω
ε макс = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4
ε макс = 1
E. Честотата (f) и периодът (T) се удвояват.
Честотата е правопропорционална, така че ако честотата (f) се удвои, ъгловата скорост (ω) се удвоява. Периодът е обратнопропорционален, така че ако периодът се удвои, ъгловата скорост става 1/2 от първоначалната. Крайният резултат е, че ъгловата скорост е постоянна.
ε max = NBA ω
ε макс = (1)(1)(1)(1)
ε макс = 1
Верният отговор е C.
3. Магнитният поток в намотка с 1.000 навивки се увеличава от 0,03 Wb до 0,04 Wb за 0,2 секунди, така че получената стойност на ЕДС е E1 . Ако същата намотка претърпи промяна в магнитния поток от 0,02 Wb до 0,04 Wb за 0,1 секунди, получената стойност на индуцираната ЕДС е E2 . Съотношението на E1 и E2 е …
А. 1:1
Б. 1:2
В. 1: 4
Г. 2:1
Е. 4 : 1
Дискусия
Известно е, че:
Брой навивки (N) = 1000
Промяна на потока 1 ( Δφ 1 ) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb
Времеви интервал 1 (Δt² ) = 0,2 секунди
Индуцирана ЕДС 1 = E 1
Промяна на потока 2 ( Δφ 1 ) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb
Времеви интервал 2 (Δt² ) = 0,1 секунди
Индуцирана ЕДС 2 = E 2
Зададени въпроси: E 1 : E 2
Отговор:
Сравнение на E1 и E2 :
Е1 : Е2
50: 200
1: 4
Верният отговор е C.
4. Намотка прониква перпендикулярно в хомогенно магнитно поле, причинявайки индуцирана електродвижеща сила (ЕМС). Ако намотката се замени с друга намотка с два пъти по-голям брой навивки от оригиналната намотка и скоростта на промяна на магнитния поток остане постоянна, тогава съотношението на началната и крайната индуцирана ЕДС е...
А. 1:1
Б. 1:2
В. 2: 1
Г. 3:1
Е. 3 : 2
Дискусия
Известно е :
Начален брой завои (N) = 1
Краен брой навивки (N) = 2
Начална скорост на промяна на потока (ΔØ)B / Δt) = крайна скорост на промяна на потока (ΔØB /Δt)
Попитан Сравнение на началната и крайната индуцирана електродвижеща сила
Джаваб :
Формула на закона за индукцията на Фарадей :
E = -N (ΔØB /Δt)
Описание: E = индуцирана електродвижеща сила, N = брой навивки, ΔØB / Δt = скорост на промяна на потока
Сравнение на началната и крайната индуцирана електродвижеща сила (ЕМП) :
Източно начало : Източно край
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
1: 2
Верният отговор е Б.
5. В начално условие (1), магнитният поток се променя с 5 Wb за 2 секунди в намотка с 20 навивки. В условие (2), същата промяна на потока отнема 8 секунди. Съотношението на индуцираната ЕДС в условия (1) и (2) е…
А. 1:1
Б. 2:1
В. 3: 1
Г. 4:1
Е. 4 : 3
Дискусия
Известно е :
Скорост на промяна на потока (ΔØ)B / Δt) начално = 5/2
Скорост на промяна на потока (ΔØ)B / Δt) край = 5/8
Брой навивки (N) = 20
Попитан Сравнение на началната и крайната индуцирана електродвижеща сила
Джаваб :
Източно начало : Източно край
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
20 (5/2) : 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1 : 1/4
4: 1
Верният отговор е Д.
6. Магнитният поток на първата намотка има 200 навивки и се променя с 0,06 Wb за 0,4 s. Във втората намотка магнитният поток се променя с 0,08 Wb за 0,2 s. Ако броят навивки във втората намотка се замени с половината от броя навивки в първата намотка, тогава съотношението на индуцираната ЕДС в първата и втората намотка е...
А. 2:3
Б. 3:1
В. 3: 4
Г. 3:5
Е. 3 : 8
Дискусия
Известно е :
Скорост на промяна на потока (ΔØ)B / Δt) начално = 0,06/0,4
Начален брой завои (N) = 200
Скорост на промяна на потока (ΔØ)B / Δt) край = 0,08/0,2
Краен брой навивки (N) = 100
Попитан Сравнение на началната и крайната индуцирана електродвижеща сила
Джаваб :
Източно начало : Източно край
-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. Сред следните фактори:
(1) Брой навивки на бобината
(2) Скорост на промяна на магнитния поток
(3) Посока на магнитното поле
Това, което увеличава индуцираната ЕМП, е….
А. (1), (2) и (3)
Б. Само (1) и (2)
C. Само (1) и (3)
Само Г. (1)
само Д. (2)
Дискусия
ЕМП означава Електродвижеща сила. С други думи, ЕМП е източник на електрически ток, като например батерия и др. Въз основа на експерименти, проведени от Фарадей, е открито, че въпреки че постоянно магнитно поле не може да произведе електрически ток, променящо се магнитно поле може да произведе електрически ток. Този резултиращ електрически ток се нарича индуциран ток.
Факторите, които влияят на индуцираната ЕМП, могат да бъдат определени с помощта на закона за индукция на Фарадей, който математически се изразява с формулата:
Отрицателният знак във формулата по-горе обяснява, че посоката на магнитното поле, създадено от индуцирания ток, винаги е противоположна на посоката на магнитното поле, което произвежда индуцирания ток.
Информация :
N = брой навивки на бобината, B = магнитно поле, A = площ на повърхността на намотката, θ = ъгъл между магнитното поле (B) и линията, перпендикулярна на повърхността на бобината (A).
Ако B е перпендикулярна на повърхността на намотката, тогава θ = 0 o, така че Φ B = BA cos 0 o = BA (1) = B A.
Ако B е успоредна на повърхността на намотката, тогава θ = 90 ° , така че Φ B = BA cos 9 ° = BA ( 0) = 0.
Въз основа на горната формула се заключава, че това, което увеличава индуцираната ЕМП, е броят на намотките на бобината (N), скоростта на промяна на магнитния поток и посоката на магнитното поле (θ ).
Верният отговор е А.
8. Сред следните фактори:
(1) брой навивки на бобината
(2) скорост на промяна на магнитния поток
(3) външни препятствия
Това, което влияе на индуцираната ЕМП в бобината, е….
А. (1) и (3)
Б. (1) и (2)
Само В. (2)
Г. (2) и (3)
само Д. (3)
Дискусия
Верният отговор е Б.
9. Вижте следното изображение! Ако през проводник AB протича електрически ток I, тогава посоката на магнитната сила, упражнявана върху проводник AB, е...
А. Към Б
Б. Наляво
C. Надясно
D. Перпендикулярно на равнината на хартията
E. Перпендикулярно на равнината на хартията
Дискусия
Известно е :
Посока на електрическия ток = от А до B (надолу)
Посока на магнитното поле = от северния полюс към южния полюс на магнита (надясно)
Попитан Посока на магнитната сила
Джаваб :
Правилото на дясната ръка
Изпънете дясната си ръка, изправете палеца си и съберете останалите си четири пръста. Подредете четирите си пръста така, че да сочат в посока на магнитното поле (B). дан Палецът показва посоката на движение на заряда (v). Ако електрическият заряд е положителен, дланта на дясната ръка е обърната към посоката на магнитната сила (F). Ако зарядът е отрицателен, гърбът на дясната ръка е обърнат към посоката на магнитната сила (F).
Посоката на конвенционалния електрически ток, както в горната задача, е същата като посоката на положителен електрически заряд. Прилагайки правилото на дясната ръка, посоката на магнитната сила е перпендикулярна на равнината на хартията или към окото на читателя.
Верният отговор е Е.
10. Прав проводник, по който тече ток I, е поставен между два магнитни полюса, както е показано на фигурата. Посоката на магнитната сила върху проводника е в същата посока като...
A. Положителна z-ос
Б. Отрицателна z-ос
C. Положителна ос y
D. Отрицателна ос y
E. Положителна x-ос
Дискусия
Известно е :
Посока на електрическия ток = наляво
Посока на магнитното поле = от север на юг (нагоре)
Попитан Посока на магнитната сила
Джаваб :
Ако се приложи правилото на дясната ръка, посоката на магнитната сила е перпендикулярна на равнината на хартията или далеч от окото на читателя, или по посока на отрицателната z-ос.
Верният отговор е Б.
Източник на въпроса:
Въпроси по физика за националния изпит за гимназия/професионална гимназия
