10 exemplos de preguntas sobre indución electromagnética Indución de EMF
1. Un xerador ten unha bobina cun número de espiras N e unha área de sección transversal A. A bobina está nun campo magnético B e logo xira a unha velocidade angular ω de xeito que se xera unha forza electromotriz inducida máxima de 50 voltios. Se o campo magnético cambia a 1/2 do seu valor orixinal e a súa velocidade angular cambia a 4 veces o seu valor orixinal, entón a forza electromotriz inducida máxima será...
A. 25 voltios
B. 50 voltios
C. 100 voltios
D. 200 voltios
E. 250 voltios
Discusión
Sábese que:
Número de voltas 1 (N1 ) = N
Área da sección transversal 1 ( A1 ) = A
Campo magnético 1 (B1 ) = B
Velocidade angular 1 (ω 1 ) = ω
FEM inducida máxima 1 (ε1 ) = 50 voltios
Campo magnético 2 (B2 ) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5
Velocidade angular 2 (ω 2 ) = 4ω = 4(1) = 4
Pregunta: A forza electromotriz inducida máxima é 2 ( ε2 )
Resposta:
Ecuación da forza electromotriz inducida máxima:
ε máx = NBA ω
Información:
ε máx = forza electromotriz inducida máxima, N = número de voltas, B = campo magnético, A = área da sección transversal, ω = velocidade angular
EMF 1 inducida máxima (ε 1 ):
ε máx = NBA ω
Se ω = 1 e B = 1, entón
50 = N (1) A (1)
50 = NA
EMF 2 inducida máxima (ε 2 ):
ε máx = NBA ω
NA = 50, B = 0,5, ω = 4
ε máx = (50)(0,5)(4)
ε máx = 100
A resposta correcta é C.
2. Para que a forza electromotriz máxima producida polo xerador sexa a metade da orixinal, a cantidade que debe cambiarse segundo a seguinte afirmación é...
A. A velocidade angular e o número de voltas duplícanse
B. A indución magnética e a súa frecuencia duplícanse.
C. A área da sección transversal duplícase e o período duplícase
D. O número de voltas e o período fanse 4 veces o orixinal.
E. A frecuencia e o período duplícanse.
Discusión
Ecuación da forza electromotriz inducida máxima:
ε máx = NBA ω
Información:
ε máx = forza electromotriz inducida máxima, N = número de voltas, B = campo magnético, A = área da sección transversal, ω = velocidade angular
Se N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1 entón ε max = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1
A. A velocidade angular (ω) e o número de voltas (N) duplícanse
ε máx = NBA ω
ε máx = (2)(1)(1)(2)
ε máx = 4
B. A indución magnética (B) e a súa frecuencia (f) duplícanse.
A fórmula para a velocidade angular (ω) = 2πf. A frecuencia é directamente proporcional, polo que se a frecuencia (f) se duplica, a velocidade angular (ω) duplícase.
ε máx = NBA ω
ε máx = (1)(2)(1)(2)
ε máx = 4
C. A área da sección transversal (A) duplícase e o período é 4 veces o orixinal
A fórmula para a velocidade angular (ω) = 2πf = 2π/T. O período é inversamente proporcional, de xeito que se o período se cuadruplica co orixinal, a velocidade angular convértese en 1/4 de vez co orixinal.
ε máx = NBA ω
ε máx = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4
ε máx = 1/2
D. O número de voltas (N) e o período (T) aumentan a 4 veces
A fórmula para a velocidade angular (ω) = 2πf = 2π/T. O período é inversamente proporcional, de xeito que se o período se cuadruplica co orixinal, a velocidade angular convértese en 1/4 de vez co orixinal.
ε máx = NBA ω
ε máx = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4
ε máx = 1
E. A frecuencia (f) e o período (T) duplícanse.
A frecuencia é directamente proporcional, de xeito que se a frecuencia (f) se duplica, a velocidade angular (ω) duplícase. O período é inversamente proporcional, de xeito que se o período se duplica, a velocidade angular convértese na metade da orixinal. O resultado final, a velocidade angular, é constante.
ε máx = NBA ω
ε máx = (1)(1)(1)(1)
ε máx = 1
A resposta correcta é C.
3. O fluxo magnético nunha bobina con 1.000 espiras aumenta de 0,03 Wb a 0,04 Wb en 0,2 segundos, de xeito que o valor da forza electromotriz (FEM) resultante é E1 . Se a mesma bobina experimenta un cambio no fluxo magnético de 0,02 Wb a 0,04 Wb en 0,1 segundos, o valor da FEM inducida resultante é E2 . A relación entre E1 e E2 é ...
A. 1:1
B. 1:2
C. 1:4
D. 2:1
E. 4:1
Discusión
Sábese que:
Número de voltas (N) = 1000
Cambio de fluxo 1 ( Δφ 1 ) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb
Intervalo de tempo 1 (Δt1 ) = 0,2 segundos
FEM inducida 1 = E 1
Cambio de fluxo 2 ( Δφ 1 ) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb
Intervalo de tempo 2 (Δt2 ) = 0,1 segundos
FEM inducida 2 = E 2
Preguntado: E 1 : E 2
Resposta:
Comparación de E1 e E2 :
E1 : E2
50: 200
1: 4
A resposta correcta é C.
4. Unha bobina penetra perpendicularmente nun campo magnético homoxéneo, causando unha forza electromotriz inducida. Se a bobina se substitúe por outra bobina co dobre de voltas da bobina orixinal e a taxa de cambio de fluxo permanece constante, entón a relación entre a forza electromotriz inducida inicial e final é...
A. 1:1
B. 1:2
C. 2:1
D. 3:1
E. 3:2
Discusión
É coñecido :
Número inicial de voltas (N) = 1
Número final de voltas (N) = 2
Taxa de cambio de fluxo inicial (ΔØ)B / Δt) = taxa de cambio de fluxo final (ΔØB /Δt)
Preguntado/a Comparación da FEM inducida inicial e final
Jawab :
Fórmula da lei de indución de Faraday :
E = -N (ΔØB /Δt)
Descrición: E = forza electromotriz inducida, N = número de voltas, ΔØB / Δt = taxa de cambio do fluxo
Comparación da FEM inducida inicial e final :
Comezo E: Fin E
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
1: 2
A resposta correcta é B.
5. Na condición inicial (1), o fluxo magnético cambia en 5 Wb en 2 segundos nunha bobina con 20 espiras. Na condición (2), o mesmo cambio de fluxo tarda 8 segundos. A relación da forza electromotriz inducida nas condicións (1) e (2) é…
A. 1:1
B. 2:1
C. 3:1
D. 4:1
E. 4:3
Discusión
É coñecido :
Taxa de variación do fluxo (ΔØ)B / Δt) inicial = 5/2
Taxa de variación do fluxo (ΔØ)B / Δt) fin = 5/8
Número de voltas (N) = 20
Preguntado/a Comparación da FEM inducida inicial e final
Jawab :
Comezo E: Fin E
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
20 (5/2) : 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1 : 1/4
4: 1
A resposta correcta é D.
6. O fluxo magnético da primeira bobina ten 200 voltas e cambia en 0,06 Wb en 0,4 s. Na segunda bobina, o fluxo magnético cambia en 0,08 Wb en 0,2 s. Se o número de voltas da segunda bobina se substitúe pola metade do número de voltas da primeira bobina, entón a relación da forza electromotriz inducida nas bobinas primeira e segunda é...
A. 2:3
B. 3:1
C. 3:4
D. 3:5
E. 3:8
Discusión
É coñecido :
Taxa de variación do fluxo (ΔØ)B / Δt) inicial = 0,06/0,4
Número inicial de voltas (N) = 200
Taxa de variación do fluxo (ΔØ)B / Δt) fin = 0,08/0,2
Número final de voltas (N) = 100
Preguntado/a Comparación da FEM inducida inicial e final
Jawab :
Comezo E: Fin E
-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. Entre os seguintes factores:
(1) Número de voltas da bobina
(2) Taxa de variación do fluxo magnético
(3) Dirección do campo magnético
O que aumenta a FEM inducida é….
A. (1), (2) e (3)
B. Só (1) e (2)
C. (1) e (3) só
D. (1) só
E. (2) só
Discusión
FEM significa Forza Electromotriz. Noutras palabras, a FEM é unha fonte de corrente eléctrica, como unha batería, etc. Baseándose en experimentos realizados por Faraday, descubriuse que, aínda que un campo magnético constante non pode producir unha corrente eléctrica, un campo magnético cambiante si pode producir unha corrente eléctrica. Esta corrente eléctrica resultante chámase corrente inducida.
Os factores que inflúen na FEM inducida pódense determinar usando a lei de indución de Faraday, que se expresa matematicamente coa fórmula:
O signo negativo na fórmula anterior explica que a dirección do campo magnético producido pola corrente inducida é sempre oposta á dirección do campo magnético que produce a corrente inducida.
Información:
N = número de voltas da bobina, B = campo magnético, A = área da superficie do bucle, θ = ángulo entre o campo magnético (B) e a liña perpendicular á superficie da bobina (A).
Se B é perpendicular á superficie da bobina, entón θ = 0 o, de xeito que Φ B = BA cos 0 o = BA (1) = B A.
Se B é paralela á superficie da espira, entón θ = 90 ° , polo que Φ B = BA cos 9 0° = BA ( 0) = 0.
Baseándose na fórmula anterior, chégase á conclusión de que o que aumenta a FEM inducida é o número de espiras da bobina (N), a taxa de cambio do fluxo magnético e a dirección do campo magnético (θ ).
A resposta correcta é A.
8. Entre os seguintes factores:
(1) número de voltas da bobina
(2) taxa de cambio do fluxo magnético
(3) obstáculos externos
O que inflúe na forza electromotriz inducida na bobina é...
A. (1) e (3)
B. (1) e (2)
C. (2) só
D. (2) e (3)
E. (3) só
Discusión
A resposta correcta é B.
9. Observa a seguinte imaxe! Se unha corrente eléctrica I flúe a través do fío AB, entón a dirección da forza magnética experimentada polo fío AB é...
A. Cara a B
B. Á esquerda
C. Á dereita
D. Perpendicular ao plano do papel
E. Perpendicular ao plano do papel
Discusión
É coñecido :
Dirección da corrente eléctrica = De A a B (abaixo)
Dirección do campo magnético = polo norte a polo sur do imán (á dereita)
Preguntado/a Dirección da forza magnética
Jawab :
Regra da man dereita
Estende a man dereita, estira o polgar e pecha os outros catro dedos. Coloca os catro dedos de xeito que apunten na dirección do campo magnético (B). Dan O polgar indica a dirección do movemento da carga (v). Se a carga eléctrica é positiva, a palma da man dereita está orientada na dirección da forza magnética (F). Se a carga é negativa, o dorso da man dereita está orientado na dirección da forza magnética (F).
A dirección da corrente eléctrica convencional, como no problema anterior, é a mesma que a dirección dunha carga eléctrica positiva. Aplicando a regra da man dereita, a dirección da forza magnética é perpendicular ao plano do papel ou cara ao ollo do lector.
A resposta correcta é E.
10. Un cable recto que transporta unha corrente I colócase entre dous polos magnéticos como se mostra na figura. A dirección da forza magnética sobre o cable é na mesma dirección que a...
A. Eixe z positivo
B. Eixe z negativo
C. Eixe y positivo
D. Eixe y negativo
E. Eixe x positivo
Discusión
É coñecido :
Dirección da corrente eléctrica = á esquerda
Dirección do campo magnético = de norte a sur (arriba)
Preguntado/a Dirección da forza magnética
Jawab :
Se se aplica a regra da man dereita, a dirección da forza magnética é perpendicular ao plano do papel ou en dirección oposta ao ollo do lector ou na dirección do eixe z negativo.
A resposta correcta é B.
Orixe da pregunta:
Preguntas de física do exame nacional para o bacharelato/instituto profesional
