Primjer pitanja o indukciji elektromagnetske indukcije EMF-a

10 primjera pitanja o elektromagnetskoj indukciji EMF indukcija

1. Generator ima zavojnicu s brojem zavoja N i površinom presjeka A. Zavojnica se nalazi u magnetskom polju B, a zatim se okreće kutnom brzinom ω tako da se generira maksimalna inducirana elektromotorna sila od 50 volti. Ako se magnetsko polje promijeni na 1/2 svoje izvorne vrijednosti, a njegova kutna brzina na 4 puta veću od izvorne vrijednosti, tada će maksimalna inducirana elektromotorna sila biti...

A. 25 volti

B. 50 volti

C. 100 volti

D. 22 000 volti

E. 250 volti

Rasprava

Poznato je da:

Broj zavoja 1 (N ₁ ) = N

Površina presjeka 1 ( _A1 ) = A

Magnetsko polje 1 (B1 ₎ = B

Kutna brzina 1 (ω ₁ ) = ω

Maksimalna inducirana elektromotorna sila 1 (ε1 ₎ = 50 volti

Magnetsko polje 2 (B2 ₎ = 0,5B = 0,5(1) = 0,5

Kutna brzina 2 (ω ₂ ) = 4ω = 4(1) = 4

Pitanje: Maksimalna inducirana elektromotorna sila je 2 ( _ε² )

Odgovor:

Jednadžba maksimalno inducirane elektromotorne sile:

ε _max = NBA ω

Informacije:

ε _max = maksimalna inducirana elektromotorna sila, N = broj zavoja, B = magnetsko polje, A = površina poprečnog presjeka, ω = kutna brzina

Maksimalni inducirani EMF 1 (ε ₁ ):

ε _max = NBA ω

Ako je ω = 1 i B = 1 tada

50 = N (1) A (1)

50 = Nema podataka

Maksimalni inducirani EMF 2 (ε ₂ ):

ε _max = NBA ω

NA = 50, B = 0,5, ω = 4

εmax ₌ (50)(0,5)(4)

εmax = ₁₀₀

Točan odgovor je C.

2. Da bi maksimalna EMF koju proizvodi generator bila 1/2 izvorne, količina koja se mora promijeniti na temelju donje tvrdnje je...

A. Kutna brzina i broj okretaja se udvostručuju

B. Magnetska indukcija i njezina frekvencija se udvostručuju.

C. Površina presjeka se udvostručuje, a i period se udvostručuje

D. Broj okretaja i period su napravljeni 4 puta veći od originala.

E. Frekvencija i period se udvostručuju.

Rasprava

Jednadžba maksimalno inducirane elektromotorne sile:

ε _max = NBA ω

Informacije:

ε _max = maksimalna inducirana elektromotorna sila, N = broj zavoja, B = magnetsko polje, A = površina poprečnog presjeka, ω = kutna brzina

Ako je N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1 tada je ε _max = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1

A. Kutna brzina (ω) i broj okretaja (N) se udvostručuju

ε _max = NBA ω

εmax ₌ (2)(1)(1)(2)

εmax = ₄

B. Magnetska indukcija (B) i njezina frekvencija (f) se udvostručuju.

Formula za kutnu brzinu (ω) = 2πf. Frekvencija je izravno proporcionalna, tako da ako se frekvencija (f) udvostruči, kutna brzina (ω) se udvostručuje.

ε _max = NBA ω

ε _max = (1)(2)(1)(2)

εmax = ₄

C. Površina presjeka (A) se udvostručuje, a period je 4 puta veći od izvornog

Formula za kutnu brzinu (ω) = 2πf = 2π/T. Period je obrnuto proporcionalan, tako da ako period postane 4 puta veći od izvorne brzine, tada kutna brzina postaje 1/4 puta veća od izvorne.

ε _max = NBA ω

εmax ₌ (1)(1)(2)(1/4) = 2/4

εmax = _1/2

D. Broj okretaja (N) i period (T) povećavaju se 4 puta

Formula za kutnu brzinu (ω) = 2πf = 2π/T. Period je obrnuto proporcionalan, tako da ako period postane 4 puta veći od izvorne brzine, tada kutna brzina postaje 1/4 puta veća od izvorne.

ε _max = NBA ω

εmax ₌ (4)(1)(1)(1/4) = 4/4

εmax = ₁

E. Frekvencija (f) i period (T) se udvostručuju.

Frekvencija je izravno proporcionalna, tako da ako se frekvencija (f) udvostruči, kutna brzina (ω) se udvostručuje. Period je obrnuto proporcionalan, tako da ako se period udvostruči, kutna brzina postaje 1/2 izvorne brzine. Konačni rezultat, kutna brzina je konstantna.

ε _max = NBA ω

ε _max = (1)(1)(1)(1)

εmax = ₁

Točan odgovor je C.

3. Magnetski tok u zavojnici s 1.000 zavoja povećava se od 0,03 Wb do 0,04 Wb za 0,2 sekunde, tako da je rezultirajuća vrijednost EMF-a E1 _. Ako se u istoj zavojnici magnetski tok promijeni od 0,02 Wb do 0,04 Wb za 0,1 sekundu, rezultirajuća inducirana vrijednost EMF-a je E2 _. Omjer E1 _i E2 _je …

A. 1 : 1

B. 1:2

C. 1:4

O. 2 : 1

E. 4:1

Rasprava

Poznato je da:

Broj zavoja (N) = 1000

Promjena fluksa 1 ( Δφ ₁ ) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb

Vremenski interval 1 (Δt² ₎ = 0,2 sekundi

Inducirana elektromotorna sila 1 = E ₁

Promjena fluksa 2 ( Δφ ₁ ) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb

Vremenski interval 2 (Δt² ₎ = 0,1 sekundi

Inducirana elektromotorna sila 2 = E ₂

Pitanje: E ₁ : E ₂

Odgovor:

Usporedba _E1 i _E2 :

E1 : _E2​

50: 200

1: 4

Točan odgovor je C.

4. Zavojnica okomito prodire u homogeno magnetsko polje, uzrokujući induciranu elektromotornu silu. Ako se zavojnica zamijeni drugom zavojnicom s dvostrukim brojem zavoja od izvorne zavojnice, a brzina promjene fluksa ostane konstantna, tada je omjer početne i konačne inducirane elektromotorne sile...

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

Rasprava
Poznato je :
Početni broj zavoja (N) = 1
Konačni broj zavoja (N) = 2
Početna brzina promjene fluksa (ΔØ)_B / Δt) = konačna brzina promjene fluksa (ΔØ_B /Δt)
Pitao Usporedba početne i konačne inducirane elektromotorne sile
Jawab :

Formula Faradayevog zakona indukcije :
E = -N (ΔØ_B /Δt)
Opis: E = inducirana elektromotorna sila, N = broj zavoja, ΔØ_B / Δt = brzina promjene fluksa
Usporedba početne i konačne inducirane elektromotorne sile :
Istočni početak : Istočni kraj
-N (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
1: 2
Točan odgovor je B.

5. U početnom uvjetu (1), magnetski tok se mijenja za 5 Wb u 2 sekunde u zavojnici s 20 zavoja. U uvjetu (2), ista promjena tok traje 8 sekundi. Omjer inducirane elektromotorne sile u uvjetima (1) i (2) je…

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

Rasprava
Poznato je :
Brzina promjene fluksa (ΔØ)_B / Δt) početno = 5/2
Brzina promjene fluksa (ΔØ)_B / Δt) kraj = 5/8
Broj zavoja (N) = 20
Pitao Usporedba početne i konačne inducirane elektromotorne sile
Jawab :
Istočni početak : Istočni kraj
-N (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
20 (5/2) : 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1 : 1/4
4: 1
Točan odgovor je D.

6. Magnetski tok prve zavojnice ima 200 zavoja i mijenja se za 0,06 Wb u 0,4 s. U drugoj zavojnici magnetski tok se mijenja za 0,08 Wb u 0,2 s. Ako se broj zavoja u drugoj zavojnici zamijeni s polovicom broja zavoja u prvoj zavojnici, tada je omjer inducirane elektromotorne sile u prvoj i drugoj zavojnici...
A. 2 : 3
B. 3:1
C. 3:4
O. 3 : 5
E. 3:8
Rasprava
Poznato je :
Brzina promjene fluksa (ΔØ)_B / Δt) početno = 0,06/0,4
Početni broj zavoja (N) = 200
Brzina promjene fluksa (ΔØ)_B / Δt) kraj = 0,08/0,2
Konačni broj zavoja (N) = 100
Pitao Usporedba početne i konačne inducirane elektromotorne sile
Jawab :
Istočni početak : Istočni kraj
-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. Među sljedećim čimbenicima:

(1) Broj zavoja zavojnice

(2) Brzina promjene magnetskog toka

(3) Smjer magnetskog polja

Ono što povećava induciranu elektromotornu silu je….

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

B. Samo (1) i (2)

C. Samo (1) i (3)

Samo D. (1)

Samo E. (2)

Rasprava

EMF je kratica za elektromotornu silu. Drugim riječima, EMF je izvor električne struje, poput baterije itd. Na temelju eksperimenata koje je proveo Faraday, otkriveno je da iako konstantno magnetsko polje ne može proizvesti električnu struju, promjenjivo magnetsko polje može proizvesti električnu struju. Ta rezultirajuća električna struja naziva se inducirana struja.

Faktori koji utječu na inducirani EMF mogu se odrediti pomoću Faradayevog zakona indukcije, koji se matematički izražava formulom:

Negativni predznak u gornjoj formuli objašnjava da je smjer magnetskog polja koje proizvodi inducirana struja uvijek suprotan smjeru magnetskog polja koje proizvodi induciranu struju.

Informacije:

N = broj zavoja zavojnice, B = magnetsko polje, A = površina petlje, θ = kut između magnetskog polja (B) i linije okomite na površinu zavojnice (A).

Ako je B okomito na površinu zavojnice tada je θ = 0 ^o tako da je Φ _B = BA cos 0 ^o = BA (1) = B A.

Ako je B paralelna s površinom zavojnice tada je θ = 90 ^° tako da je Φ _B = BA cos 9 ° ⁼ BA ( 0) = 0.

Na temelju gornje formule zaključuje se da ono što povećava induciranu elektromotornu silu je broj zavoja zavojnice (N), brzina promjene magnetskog toka i smjer magnetskog polja (θ ).

Točan odgovor je A.

8. Među sljedećim čimbenicima:

(1) broj zavoja zavojnice

(2) brzina promjene magnetskog toka

(3) vanjske prepreke

Ono što utječe na induciranu elektromotornu silu u zavojnici je….

A. (1) i (3)

B. (1) i (2)

Samo C. (2)

D. (2) i (3)

Samo E. (3)

Rasprava

Točan odgovor je B.

9. Pogledajte sljedeću sliku! Ako kroz žicu AB teče električna struja I, tada je smjer magnetske sile koju osjeća žica AB...

A. Prema B
B. Lijevo
C. Udesno
D. Okomito na ravninu papira
E. Okomito na ravninu papira

Rasprava
Poznato je :
Smjer električne struje = od A do B (dolje)
Smjer magnetskog polja = od sjevernog pola do južnog pola magneta (udesno)
Pitao Smjer magnetske sile
Jawab :

Pravilo desne ruke
Ispružite desnu ruku, ispravite palac i zatvorite ostala četiri prsta. Rasporedite četiri prsta tako da budu usmjereni u smjeru magnetskog polja (B). Dan Palac pokazuje smjer kretanja naboja (v). Ako je električni naboj pozitivan, dlan desne ruke okrenut je prema smjeru magnetske sile (F). Ako je naboj negativan, nadlanica desne ruke okrenuta je prema smjeru magnetske sile (F).

Smjer konvencionalne električne struje, kao u gornjem problemu, isti je kao i smjer pozitivnog električnog naboja. Primjenom pravila desne ruke, smjer magnetske sile je okomit na ravninu papira ili prema oku čitatelja.
Točan odgovor je E.

10. Ravna žica kojom teče struja I postavljena je između dva magnetska pola kao što je prikazano na slici. Smjer magnetske sile na žici je u istom smjeru kao i...

A. Pozitivna z-os
B. Negativna z-os
C. Pozitivna y-os
D. Negativna y-os
E. Pozitivna x-os

Rasprava
Poznato je :
Smjer električne struje = lijevo
Smjer magnetskog polja = od sjevera prema jugu (gore)
Pitao Smjer magnetske sile
Jawab :
Ako se primijeni pravilo desne ruke, smjer magnetske sile je okomit na ravninu papira ili dalje od čitateljevog oka ili u smjeru negativne z-osi.
Točan odgovor je B.

Izvor pitanja:

Pitanja iz fizike za nacionalni ispit za višu srednju školu/srednju strukovnu školu