5 Παραδείγματα Προβλημάτων Μαγνητικής Επαγωγής
1. Η σωστή κατεύθυνση της γραμμής δύναμης φαίνεται από το σχήμα...
Συζήτηση
Η κυκλική κίνηση αντιπροσωπεύει την κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος, ενώ η ευθύγραμμη κίνηση αντιπροσωπεύει την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.
Σύμφωνα με τον κανόνα του δεξιού χεριού, λυγίστε τα τέσσερα δάχτυλα του δεξιού σας χεριού στην παλάμη σας και στη συνέχεια ισιώστε τον αντίχειρά σας. Τα τέσσερα λυγισμένα δάχτυλα υποδεικνύουν την κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος, ενώ ο αντίχειρας δείχνει την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
2. Η σωστή εικόνα του μαγνητικού πεδίου σύμφωνα με την κατεύθυνση του ρεύματος στον αγωγό είναι...
Συζήτηση
Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος και η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού. Τεντώστε το δεξί σας χέρι, ισιώστε τον αντίχειρά σας και λυγίστε τα άλλα τέσσερα δάχτυλα. Η κατεύθυνση κάμψης του αντίχειρα είναι η ίδια με την κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος και ο αντίχειρας είναι η ίδια με την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
3. Η απόκλιση της βελόνας της πυξίδας σε σχέση με την κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού. Αυτός ο κανόνας καθορίζεται από...
Α. Έρστεντ
Β. Φαραντέι
Κ. Αμπέρε
Ντ. Λόρεντζ
Συζήτηση
Όταν μια βελόνα πυξίδας τοποθετείται κοντά σε ένα καλώδιο που μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα, ο μαγνήτης της βελόνας της πυξίδας, ο οποίος αρχικά δείχνει βόρεια και νότια, αλλάζει κατεύθυνση. Επειδή ένας μαγνήτης μπορεί να κινηθεί μόνο από έναν άλλο μαγνήτη και δεν υπάρχουν άλλοι μαγνήτες στην περιοχή, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι υπάρχει ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από τη βελόνα της πυξίδας.
Δεδομένου ότι υπάρχει ένα σύρμα που μεταφέρει ρεύμα γύρω από τη μαγνητική βελόνα, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει μέσα από το σύρμα παράγει ένα μαγνητικό πεδίο, έτσι ώστε το μαγνητικό πεδίο να κινεί τη μαγνητική βελόνα της πυξίδας. Αυτό το φαινόμενο παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον Hans Christian Oersted (1777-1851) το 1820.
Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος και η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου μπορούν να προσδιοριστούν χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού. Τεντώστε το δεξί σας χέρι, στρέψτε τον αντίχειρά σας προς τα πάνω και λυγίστε τα άλλα τέσσερα δάχτυλά σας. Η κατεύθυνση του αντίχειρα (το βέλος προς τα πάνω) αντιστοιχεί στην κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος και η κατεύθυνση των λυγισμένων δακτύλων αντιστοιχεί στην κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου (το κυκλικό βέλος).
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
4. Κοιτάξτε την ακόλουθη εικόνα! Αυτό που μπορεί να προκαλέσει επαγόμενη ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι...
Α. όταν ο μαγνήτης βρίσκεται έξω από το πηνίο
Β. όταν ο μαγνήτης εισέρχεται και εξέρχεται από το πηνίο
Γ. όταν ο μαγνήτης βρίσκεται στο πηνίο
Δ. όταν κινείται η βελόνα του γαλβανόμετρου
Συζήτηση
Εάν ένας μαγνήτης κινηθεί μέσα και έξω από το πηνίο, η βελόνα του γαλβανόμετρου θα εκτραπεί. Αυτή η εκτροπή υποδεικνύει ότι ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσα από το πηνίο. Το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται επαγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα και η διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος με τον τρόπο που φαίνεται ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
5. Αρκετοί παράγοντες που επηρεάζουν το μέγεθος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής emf:
1. Αριθμός στροφών σύρματος στο πηνίο
2. Κατεύθυνση μαγνητικών γραμμών δύναμης στο πηνίο
3. Ταχύτητα κίνησης του μαγνήτη ή του πηνίου
4. Κατεύθυνση περιέλιξης σύρματος στο πηνίο
Η σωστή πρόταση είναι ο αριθμός…
Α. 1 και 3
Β. 1 και 4
Γ. 2 και 4
Δ. 2 και 3
Συζήτηση
Εάν ένας μαγνήτης κινηθεί μέσα και έξω από το πηνίο, η βελόνα του γαλβανόμετρου θα εκτραπεί. Αυτή η εκτροπή υποδεικνύει ότι ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσα από το πηνίο. Το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται επαγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα και η διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος με τον τρόπο που φαίνεται ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.
Το μέγεθος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας τον νόμο επαγωγής του Faraday:
Ο ρυθμός μεταβολής της μαγνητικής ροής καθορίζεται από την ταχύτητα κίνησης του μαγνήτη ή του πηνίου.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
Πηγή ερώτησης:
Ερωτήσεις Πανελλαδικών Εξετάσεων Φυσικών Επιστημών Γυμνασίου/Ισλαμικού Γυμνασίου
