10 Foarbylden fan fragen oer elektromagnetyske ynduksje EMF-ynduksje
1. In generator hat in spoel mei in oantal windingen N en in dwersdoorsnede A. De spoel sit yn in magnetysk fjild B, en wurdt dan draaid mei in hoeksnelheid ω, sadat in maksimale ynducearre EMF fan 50 volt generearre wurdt. As it magnetyske fjild feroaret nei 1/2 fan syn oarspronklike wearde en syn hoeksnelheid feroaret nei 4 kear syn oarspronklike wearde, dan sil de maksimale ynducearre EMF wêze...
A. 25 volt
B. 50 volt
C. 100 volt
D. 200 volt
E. 250 volt
Diskusje
It is bekend dat:
Oantal beurten 1 (N1 ) = N
Dwersdoorsnede-oerflak 1 ( A1 ) = A
Magnetysk fjild 1 (B1 ) = B
Hoeksnelheid 1 (ω1 ) = ω
Maksimaal ynducearre EMF 1 (ε1 ) = 50 Volt
Magnetysk fjild 2 (B2 ) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5
Hoeksnelheid 2 (ω 2 ) = 4ω = 4(1) = 4
Fraach: De maksimale ynducearre EMF is 2 ( ε2 )
Antwurd:
Maksimaal ynducearre EMF-fergeliking:
ε maks = NBA ω
Ynformaasje:
ε max = maksimaal ynducearre emf, N = oantal windingen, B = magnetysk fjild, A = dwersdoorsnede, ω = hoeksnelheid
Maksimum yndusearre EMF 1 (ε 1 ):
ε maks = NBA ω
As ω = 1 en B = 1 dan
50 = N (1) A (1)
50 = Net oanjûn
Maksimum yndusearre EMF 2 (ε 2 ):
ε maks = NBA ω
NA = 50, B = 0,5, ω = 4
ε maks = (50)(0,5)(4)
ε maks = 100
It goede antwurd is C.
2. Om de maksimale EMF produsearre troch de generator 1/2 fan it orizjineel te meitsjen, moat de kwantiteit dy't feroare wurde moat op basis fan de ûndersteande útspraak ...
A. De hoeksnelheid en it oantal draaien wurde ferdûbele
B. Magnetyske ynduksje en syn frekwinsje wurde ferdûbele.
C. De dwerstrochsneed wurdt ferdûbele en de perioade wurdt ferdûbele
D. It oantal beurten en de perioade wurde 4 kear it orizjineel makke.
E. De frekwinsje en perioade wurde ferdûbele.
Diskusje
Maksimaal ynducearre EMF-fergeliking:
ε maks = NBA ω
Ynformaasje:
ε max = maksimaal ynducearre emf, N = oantal windingen, B = magnetysk fjild, A = dwersdoorsnede, ω = hoeksnelheid
As N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1 dan ε max = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1
A. De hoeksnelheid (ω) en it oantal draaien (N) wurde ferdûbele
ε maks = NBA ω
ε maks = (2)(1)(1)(2)
ε maks = 4
B. Magnetyske ynduksje (B) en syn frekwinsje (f) wurde ferdûbele.
De formule foar hoeksnelheid (ω) = 2πf. Frekwinsje is direkt evenredich , sadat as de frekwinsje (f) ferdûbele wurdt, de hoeksnelheid (ω) ferdûbele wurdt.
ε maks = NBA ω
ε maks = (1)(2)(1)(2)
ε maks = 4
C. De dwerstrochsneed (A) wurdt ferdûbele en de perioade is 4 kear it orizjineel
De formule foar hoeksnelheid (ω) = 2πf = 2π/T. De perioade is omgekeerd evenredich, sadat as de perioade 4 kear it orizjineel wurdt, dan wurdt de hoeksnelheid 1/4 kear it orizjineel.
ε maks = NBA ω
ε maks = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4
ε maks = 1/2
D. It oantal beurten (N) en perioade (T) wurde ferhege nei 4 kear
De formule foar hoeksnelheid (ω) = 2πf = 2π/T. De perioade is omgekeerd evenredich, sadat as de perioade 4 kear it orizjineel wurdt, dan wurdt de hoeksnelheid 1/4 kear it orizjineel.
ε maks = NBA ω
ε maks = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4
ε maks = 1
E. De frekwinsje (f) en perioade (T) wurde ferdûbele.
De frekwinsje is direkt evenredich, sadat as de frekwinsje (f) ferdûbele wurdt, de hoeksnelheid (ω) dûbeld wurdt. De perioade is omgekeerd evenredich, sadat as de perioade ferdûbele wurdt, de hoeksnelheid 1/2 fan it orizjineel wurdt. It einresultaat, de hoeksnelheid is konstant.
ε maks = NBA ω
ε maks = (1)(1)(1)(1)
ε maks = 1
It goede antwurd is C.
3. De magnetyske flux yn in spoel mei 1.000 windingen nimt ta fan 0,03 Wb nei 0,04 Wb yn 0,2 sekonden, sadat de resultearjende EMF-wearde E1 is . As deselde spoel in feroaring yn magnetyske flux ûnderfynt fan 0,02 Wb nei 0,04 Wb yn 0,1 sekonden, is de resultearjende ynducearre EMF-wearde E2 . De ferhâlding fan E1 en E2 is ...
A. 1: 1
B. 1 : 2
C. 1: 4
D. 2 : 1
E. 4 : 1
Diskusje
It is bekend dat:
Oantal beurten (N) = 1000
Fluxferoaring 1 ( Δφ1 ) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb
Tiidsynterval 1 (Δt1 ) = 0,2 sekonden
Ynducearre EMF 1 = E 1
Fluxferoaring 2 ( Δφ1 ) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb
Tiidsynterval 2 (Δt2 ) = 0,1 sekonden
Ynducearre EMF 2 = E 2
Fraach: E 1 : E 2
Antwurd:
Ferliking fan E1 en E2 :
E 1 : E 2
50: 200
1: 4
It goede antwurd is C.
4. In spoel penetrearret in homogeen magnetysk fjild loodrecht, wêrtroch't in ynducearre EMF ûntstiet. As de spoel ferfongen wurdt troch in oare spoel mei twa kear it oantal windingen fan 'e orizjinele spoel en de fluxferoaring konstant bliuwt, dan is de ferhâlding fan 'e earste en lêste ynducearre EMF...
A. 1: 1
B. 1 : 2
C. 2: 1
D. 3 : 1
E. 3 : 2
Diskusje
It is bekend :
Begjin oantal beurten (N) = 1
Eind oantal beurten (N) = 2
Inisjele fluxferoaringssnelheid (ΔØ)B / Δt) = definitive fluxferoaringssnelheid (ΔØB /Δt)
frege Ferliking fan inisjele en definitive ynducearre EMF
Jawab :
Faraday's wet fan ynduksje formule :
E = -N (ΔØB /Δt)
Beskriuwing: E = ynducearre emf, N = oantal windingen, ΔØB / Δt = feroaringssnelheid fan flux
Ferliking fan inisjele en definitive ynducearre EMF :
E begjin: E ein
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
1: 2
It goede antwurd is B.
5. Yn inisjele tastân (1) feroaret de magnetyske flux mei 5 Wb yn 2 sekonden yn in spoel mei 20 windingen. Yn tastân (2) duorret deselde fluxferoaring 8 sekonden. De ferhâlding fan 'e ynducearre EMF yn betingsten (1) en (2) is…
A. 1: 1
B. 2 : 1
C. 3: 1
D. 4 : 1
E. 4 : 3
Diskusje
It is bekend :
Feroaringssnelheid fan flux (ΔØ)B / Δt) inisjeel = 5/2
Feroaringssnelheid fan flux (ΔØ)B / Δt) ein = 5/8
Oantal beurten (N) = 20
frege Ferliking fan inisjele en definitive ynducearre EMF
Jawab :
E begjin: E ein
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
20 (5/2): 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1: 1/4
4: 1
It goede antwurd is D.
6. De magnetyske flux fan 'e earste spoel hat 200 windingen en feroaret mei 0,06 Wb yn 0,4 s. Yn 'e twadde spoel feroaret de magnetyske flux mei 0,08 Wb yn 0,2 s. As it oantal windingen yn 'e twadde spoel ferfongen wurdt troch de helte fan it oantal windingen yn 'e earste spoel, dan is de ferhâlding fan 'e ynducearre emf yn 'e earste en twadde spoelen...
A. 2: 3
B. 3 : 1
C. 3: 4
D. 3 : 5
E. 3 : 8
Diskusje
It is bekend :
Feroaringssnelheid fan flux (ΔØ)B / Δt) inisjeel = 0,06/0,4
Begjin oantal beurten (N) = 200
Feroaringssnelheid fan flux (ΔØ)B / Δt) ein = 0,08/0,2
Eind oantal beurten (N) = 100
frege Ferliking fan inisjele en definitive ynducearre EMF
Jawab :
E begjin: E ein
-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. Under de folgjende faktoaren:
(1) Oantal spoelwikkelingen
(2) Feroaringssnelheid fan magnetyske flux
(3) Rjochting fan it magnetyske fjild
Wat de ynducearre EMF fergruttet is….
A. (1), (2), en (3)
B. (1) en (2) allinnich
C. (1) en (3) allinnich
Allinnich D. (1)
Allinnich E. (2)
Diskusje
EMF stiet foar Elektromotoryske Krêft. Mei oare wurden, EMF is in boarne fan elektryske stroom, lykas in batterij, ensfh. Op basis fan eksperiminten útfierd troch Faraday, waard ûntdutsen dat hoewol in konstant magnetysk fjild gjin elektryske stroom produsearje kin, in feroarjend magnetysk fjild in elektryske stroom produsearje kin. Dizze resultearjende elektryske stroom wurdt ynducearre stroom neamd.
De faktoaren dy't ynfloed hawwe op ynducearre EMF kinne wurde bepaald mei de ynduksjewet fan Faraday, dy't wiskundich útdrukt wurdt troch de formule:
It negative teken yn 'e formule hjirboppe ferklearret dat de rjochting fan it magnetyske fjild produsearre troch de ynducearre stroom altyd tsjinoersteld is oan 'e rjochting fan it magnetyske fjild dat de ynducearre stroom produseart.
Ynformaasje:
N = oantal windingen fan 'e spoel, B = magnetysk fjild, A = lusoppervlakte, θ = hoeke tusken it magnetyske fjild (B) en de line dy't loodrecht op it spoeloppervlak stiet (A).
As B loodrecht stiet op it oerflak fan 'e spoel, dan is θ = 0 o, sadat Φ B = BA cos 0 o = BA (1) = BA.
As B parallel is oan it oerflak fan 'e spoel, dan is θ = 90 o , sadat Φ B = BA cos 9 0 o = BA (0) = 0.
Op basis fan de boppesteande formule wurdt konkludearre dat wat de ynducearre EMF fergruttet it oantal spoelwindingen (N), de feroaringssnelheid fan magnetyske flux en de rjochting fan it magnetyske fjild (θ ) is.
It goede antwurd is A.
8. Under de folgjende faktoaren:
(1) oantal spoelwikkelingen
(2) feroaringssnelheid fan magnetyske flux
(3) eksterne obstakels
Wat beynfloedet de ynducearre EMF yn 'e spoel is….
A. (1) en (3)
B. (1) en (2)
C. (2) allinnich
D. (2) en (3)
Allinnich E. (3)
Diskusje
It goede antwurd is B.
9. Sjoch nei de folgjende ôfbylding! As in elektryske stroom I troch tried AB streamt, dan is de rjochting fan 'e magnetyske krêft dy't tried AB ûnderfynt...
A. Rjochting B
B. Nei lofts
C. Nei rjochts
D. Loodrjocht op it flak fan it papier
E. Loodrjocht op it flak fan it papier
Diskusje
It is bekend :
Rjochting fan elektryske stroom = A nei B (nei ûnderen)
Rjochting fan it magnetysk fjild = noardpoal nei súdpoal fan magneet (nei rjochts)
frege Rjochting fan magnetyske krêft
Jawab :
Rjochterhânregel
Stek jo rjochterhân út, rjocht jo tomme, en slút jo oare fjouwer fingers. Rjochtsje jo fjouwer fingers sadat se yn 'e rjochting fan it magnetyske fjild wize (B). dan De tomme jout de rjochting fan 'e beweging fan 'e lading oan (v). As de elektryske lading posityf is, is de palm fan 'e rjochterhân yn 'e rjochting fan 'e magnetyske krêft (F). As de lading negatyf is, is de efterkant fan 'e rjochterhân yn 'e rjochting fan 'e magnetyske krêft (F).
De rjochting fan konvinsjonele elektryske stroom, lykas yn it boppesteande probleem, is itselde as de rjochting fan in positive elektryske lading. Mei it tapassen fan 'e rjochterhânregel is de rjochting fan 'e magnetyske krêft loodrecht op it flak fan it papier, of nei it each fan 'e lêzer ta.
It goede antwurd is E.
10. In rjochte tried dy't in stroom I draacht wurdt tusken twa magnetyske poalen pleatst lykas te sjen is yn 'e ôfbylding. De rjochting fan 'e magnetyske krêft op 'e tried is yn deselde rjochting as de...
A. Positive z-as
B. Negative z-as
C. Positive y-as
D. Negative y-as
E. Positive x-as
Diskusje
It is bekend :
Rjochting fan elektryske stroom = nei lofts
Magnetyske fjildrjochting = noard nei súd (boppe)
frege Rjochting fan magnetyske krêft
Jawab :
As de rjochterhânregel tapast wurdt, is de rjochting fan 'e magnetyske krêft loodrecht op it flak fan it papier of fuort fan it each fan 'e lêzer of yn 'e rjochting fan 'e negative z-as.
It goede antwurd is B.
Boarne fan 'e fraach:
Nasjonaal eksamen Natuerkundefragen foar middelbere skoalle/beropsskoalle
