Exemple d'inducció electromagnètica Preguntes sobre inducció EMF

10 exemples de preguntes sobre inducció electromagnètica Inducció EMF

1. Un generador té una bobina amb el nombre d'espires N i l'àrea de secció transversal A. La bobina està en un camp magnètic B i després gira amb velocitat angular ω de manera que sorgeix una força electromotriu induïda màxima de 50 volts. Si el camp magnètic canvia a la meitat del seu valor original i la seva velocitat angular canvia a 4 vegades el seu valor original, aleshores la força electromotriu induïda màxima serà...

A. 25 volt

B. 50 volts

C. 100 volts

D. 200 volts

E. 250 volts

Discussió

Se sap que:

Nombre de voltes 1 (N₁) = N

Àrea de secció transversal 1 (A₁) = A

Camp magnètic 1 (B₁) = B

Velocitat angular 1 (ω₁) = ω

FEM induïda màxima 1 (ε₁) = 50 volts

Camp magnètic 2 (B₂) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5

Velocitat angular 2 (ω₂) = 4ω = 4(1) = 4

Preguntat: La força electromotriu induïda màxima és 2 (ε₂)

Resposta:

Equació de la força electromotriu induïda màxima:

ε_fabricants = NBA ω

Informació:

ε_fabricants = fem induïda màxima, N = nombre d'espires, B = camp magnètic, A = àrea de la secció transversal, ω = velocitat angular

FEM induïda màxima 1 (ε₁):

ε_fabricants = NBA ω

Si ω = 1 i B = 1, aleshores

50 = N (1) A (1)

50 = NA

FEM induïda màxima 2 (ε₂):

ε_fabricants = NBA ω

NA = 50, B = 0,5, ω = 4

ε_fabricants = (50)(0,5)(4)

ε_fabricants = 100

La resposta correcta és C.

2. Perquè la força electromotriu (EMF) màxima produïda pel generador sigui la meitat de l'original, la quantitat que s'ha de canviar segons l'afirmació següent és...

A. La velocitat angular i el nombre de voltes es dupliquen

B. La inducció magnètica i la seva freqüència es dupliquen.

C. L'àrea de la secció transversal es duplica i el període es duplica

D. El nombre de voltes i el període es fan 4 vegades l'original.

E. La freqüència i el període es dupliquen.

Discussió

Equació de la força electromotriu induïda màxima:

ε_fabricants = NBA ω

Informació:

ε_fabricants = fem induïda màxima, N = nombre d'espires, B = camp magnètic, A = àrea de la secció transversal, ω = velocitat angular

Si N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1, aleshores ε_fabricants = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1

A. La velocitat angular (ω) i el nombre de voltes (N) es dupliquen

ε_fabricants = NBA ω

ε_fabricants = (2)(1)(1)(2)

ε_fabricants = 4

B. La inducció magnètica (B) i la seva freqüència (f) es dupliquen.

La fórmula de la velocitat angular (ω) = 2πf. La freqüència és directament proporcional de manera que jsi la freqüència (f) es duplica, aleshores la velocitat angular (ω) es duplica respecte a l'original.

ε_fabricants = NBA ω

ε_fabricants = (1)(2)(1)(2)

ε_fabricants = 4

C. L'àrea de la secció transversal (A) es duplica i el període és 4 vegades l'original

La fórmula de la velocitat angular (ω) = 2πf = 2π/T. El període és inversament proporcional, de manera que si el període esdevé 4 vegades l'original, la velocitat angular esdevé 1/4 vegades l'original.

ε_fabricants = NBA ω

ε_fabricants = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4

ε_fabricants = 1 / 2

D. El nombre de voltes (N) i el període (T) s'incrementen a 4 vegades

La fórmula de la velocitat angular (ω) = 2πf = 2π/T. El període és inversament proporcional, de manera que si el període esdevé 4 vegades l'original, la velocitat angular esdevé 1/4 vegades l'original.

ε_fabricants = NBA ω

ε_fabricants = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4

ε_fabricants = 1

E. La freqüència (f) i el període (T) es dupliquen.

La freqüència és directament proporcional de manera que jsi la freqüència (f) es duplica, la velocitat angular (ω) esdevé el doble de l'original. El període és inversament proporcional, de manera que si el període és 2 vegades l'original, la velocitat angular serà 1/2 de l'original. El resultat final, la velocitat angular, és constant.

ε_fabricants = NBA ω

ε_fabricants = (1)(1)(1)(1)

ε_fabricants = 1

La resposta correcta és C.

3. El flux magnètic en una bobina amb 1.000 voltes augmenta de 0,03 Wb a 0,04 Wb en 0,2 segons, de manera que el valor EMF resultant és E₁. Si En la mateixa bobina, el flux magnètic canvia de 0,02 Wb a 0,04 Wb en 0,1 segons, el valor de la força electromotriu induïda resultant és E₂Comparació d'E₁ i E.₂ és…

A. 1:1

B. 1:2

C. 1:4

D. 2: 1

E. 4:1

Discussió

Se sap que:

Nombre de voltes (N) = 1000

Canvi de flux 1 (Dph₁) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb

Interval de temps 1 (Δt₁) = 0,2 segons

FEM induïda 1 = E₁

Canvi de flux 2 (Dph₁) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb

Interval de temps 2 (Δt₂) = 0,1 segons

FEM induïda 2 = E₂

Preguntat: E₁ : E₂

Resposta:

Comparació E₁ i E.₂ :

E₁ : I₂

50: 200

1: 4

La resposta correcta és C.

4. Una bobina penetra perpendicularment en un camp magnètic homogeni, causant una força electromotriu induïda. Si la bobina es substitueix per una altra bobina amb el doble de voltes que la bobina original i la velocitat de canvi de flux es manté constant, aleshores la relació entre la força electromotriu induïda inicial i final és...

A. 1:1
B. 1:2
C. 2:1
D. 3: 1
E. 3:2

Discussió
És conegut :
Nombre inicial de voltes (N) = 1
Nombre final de voltes (N) = 2
Taxa de canvi de flux inicial (ΔØ)_B / Δt) = taxa de canvi de flux final (ΔØ_B /Δt)
Preguntat Comparació de la força electromotriu induïda inicial i final
Jawab :

Fórmula de la llei d'inducció de Faraday :
E = -N (ΔØ_B /Δt)
Descripció: E = fem induïda, N = nombre d'espires, ΔØ_B / Δt = taxa de canvi de flux
Comparació de la força electromagnètica induïda inicial i final :
Inici E: final E
-N (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
1: 2
La resposta correcta és B.

5. En la condició inicial (1), el flux magnètic canvia en 5 Wb en 2 segons en una bobina amb 20 espires. En la condició (2), el mateix canvi de flux triga 8 segons. La relació de la força electromotriu induïda en les condicions (1) i (2) és…

A. 1:1
B. 2:1
C. 3:1
D. 4: 1
E. 4:3

Discussió
És conegut :
Taxa de canvi de flux (ΔØ)_B / Δt) inicial = 5/2
Taxa de canvi de flux (ΔØ)_B / Δt) final = 5/8
Nombre de voltes (N) = 20
Preguntat Comparació de la força electromotriu induïda inicial i final
Jawab :
Inici E: final E
-N (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
20 (5/2) : 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1 : 1/4
4: 1
La resposta correcta és D.

6. El flux magnètic de la primera bobina té 200 voltes i canvia en 0,06 Wb en 0,4 s. A la segona bobina, el flux magnètic canvia en 0,08 Wb en 0,2 s. Si el nombre de voltes de la segona bobina es substitueix per la meitat del nombre de voltes de la primera bobina, aleshores la relació entre la força electromotriu induïda a la primera i la segona bobina és...
A. 2:3
B. 3:1
C. 3:4
D. 3: 5
E. 3:8
Discussió
És conegut :
Taxa de canvi de flux (ΔØ)_B / Δt) inicial = 0,06/0,4
Nombre inicial de voltes (N) = 200
Taxa de canvi de flux (ΔØ)_B / Δt) final = 0,08/0,2
Nombre final de voltes (N) = 100
Preguntat Comparació de la força electromotriu induïda inicial i final
Jawab :
Inici E: final E
-N (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
200 (0,06/0,4) : 100 (0,08/0,2)
2 (0,15) : 1 (0,4)
0,3: 0,4
3: 4

7. Entre els factors següents:

(1) Nombre de voltes de la bobina

(2) Taxa de canvi del flux magnètic

(3) Direcció del camp magnètic

El que augmenta la força electromagnètica induïda és….

A. (1), (2) i (3)

B. Només (1) i (2)

C. Només (1) i (3)

D. (1) només

E. (2) només

Discussió

EMF significa Força Electromotriu. En altres paraules, la EMF és una font de corrent elèctric, com ara una bateria, etc. Basant-se en experiments realitzats per Faraday, es va descobrir que, tot i que un camp magnètic constant no pot produir un corrent elèctric, un camp magnètic canviant sí que pot produir un corrent elèctric. Aquest corrent elèctric resultant s'anomena corrent induït.

Els factors que influeixen en la força electromotriu induïda es poden determinar mitjançant la llei d'inducció de Faraday, que s'expressa matemàticament amb la fórmula:

El signe negatiu de la fórmula anterior explica que la direcció del camp magnètic produït pel corrent induït sempre és oposada a la direcció del camp magnètic que produeix el corrent induït.

Informació:

N = nombre de voltes de la bobina, B = camp magnètic, A = superfície del bucle, θ = l'angle entre el camp magnètic (B) i la línia perpendicular a la superfície de la bobina (A).

Si B és perpendicular a la superfície de l'espiral, aleshores θ = 0^o de manera que Φ_B = BA cos 0^o = BA (1) = B A.

Si B és paral·lela a la superfície de l'espiral, aleshores θ = 90^o de manera que Φ_B = BA cos 90^o = BA (0) = 0.

Basant-nos en la fórmula anterior, es conclou que el que augmenta la força electromotriu induïda és el nombre de voltes de la bobina (N), la taxa de canvi del flux magnètic i la direcció del camp magnètic (θ).

La resposta correcta és A.

8. Entre els factors següents:

(1) nombre de voltes de la bobina

(2) taxa de canvi del flux magnètic

(3) obstacles externs

Què influeix en la força electromotriu induïda a la bobina és...

A. (1) i (3)

B. (1) i (2)

C. (2) només

D. (2) i (3)

E. (3) només

Discussió

La resposta correcta és B.

9. Mireu la imatge següent! Si un corrent elèctric I flueix a través del cable AB, aleshores la direcció de la força magnètica que experimenta el cable AB és...

A. Cap a B
B. A l'esquerra
C. A la dreta
D. Perpendicular al pla del paper
E. Perpendicular al pla del paper

Discussió
És conegut :
Direcció del corrent elèctric = de A a B (avall)
Direcció del camp magnètic = pol nord a pol sud de l'imant (cap a la dreta)
Preguntat Direcció de la força magnètica
Jawab :

Regla de la mà dreta
Estén la mà dreta, estira el polze i tanca els altres quatre dits. Col·loca els quatre dits de manera que apuntin en la direcció del camp magnètic (B). Dan El polze indica la direcció del moviment de la càrrega (v). Si la càrrega elèctrica és positiva, el palmell de la mà dreta està orientat cap a la direcció de la força magnètica (F). Si la càrrega és negativa, el dors de la mà dreta està orientat cap a la direcció de la força magnètica (F).

La direcció del corrent elèctric convencional, com en el problema anterior, és la mateixa que la direcció d'una càrrega elèctrica positiva. Aplicant la regla de la mà dreta, la direcció de la força magnètica és perpendicular al pla del paper o cap a l'ull del lector.
La resposta correcta és E.

10. Un cable recte que transporta un corrent I es col·loca entre dos pols magnètics tal com es mostra a la figura. La direcció de la força magnètica sobre el cable és en la mateixa direcció que la...

A. Eix z positiu
B. Eix z negatiu
C. Eix y positiu
D. Eix y negatiu
E. Eix x positiu

Discussió
És conegut :
Direcció del corrent elèctric = cap a l'esquerra
Direcció del camp magnètic = de nord a sud (amunt)
Preguntat Direcció de la força magnètica
Jawab :
Si s'aplica la regla de la mà dreta, la direcció de la força magnètica és perpendicular al pla del paper o s'allunya de l'ull del lector o en la direcció de l'eix z negatiu.
La resposta correcta és B.

Font de la pregunta:

Preguntes de física de l'examen nacional per a secundària/institut professional