Elektromágneses indukció példája EMF indukciós kérdések

10 példa az elektromágneses indukcióval kapcsolatos kérdésekre EMF indukció

1. Egy generátor tekercse N menetszámú és A keresztmetszeti területű. A tekercs B mágneses térben van, majd ω szögsebességgel forgatva maximálisan 50 voltos indukált EMF keletkezik. Ha a mágneses tér az eredeti értékének felére, a szögsebessége pedig az eredeti értékének négyszeresére változik, akkor a maximális indukált EMF...

A. 25 volt

B. 50 volt

C. 100 volt

D. 22 000 volt

E. 250 volt

Vita

Köztudott, hogy:

Menetek száma 1 (N ₁ ) = N

Keresztmetszeti terület 1 (A ₁ ) = A

1. mágneses mező ( _B1 ) = B

Szögsebesség 1 (ω ₁ ) = ω

Maximális indukált EMF 1 (ε1 ₎ = 50 volt

Mágneses tér 2 (B2 ₎ = 0,5B = 0,5(1) = 0,5

2. szögsebesség (ω ₂ ) = 4ω = 4(1) = 4

Kérdés: A maximális indukált elektromotoros erő 2( _ε² )

Válasz:

Maximális indukált EMF egyenlet:

εmax ₌ NBA ω

Információ:

ε _max = maximális indukált emf, N = menetek száma, B = mágneses tér, A = keresztmetszeti terület, ω = szögsebesség

Maximális indukált EMF 1 (ε ₁ ):

εmax ₌ NBA ω

Ha ω = 1 és B = 1, akkor

50 = N (1) A (1)

50 = Nem releváns

Maximális indukált EMF 2 (ε ₂ ):

εmax ₌ NBA ω

NA = 50, B = 0,5, ω = 4

εmax ₌ (50)(0,5)(4)

εmax = ₁₀₀

A helyes válasz a C.

2. Ahhoz, hogy a generátor által előállított maximális EMF az eredeti fele legyen, az alábbi állítás alapján módosítandó mennyiség a következő...

A. A szögsebesség és a fordulatok száma megduplázódik

B. A mágneses indukció és annak frekvenciája megduplázódik.

C. A keresztmetszeti terület és a periódusidő megduplázódik

D. A menetek száma és a periódus az eredeti négyszeresére nő.

E. A frekvencia és a periódus megduplázódik.

Vita

Maximális indukált EMF egyenlet:

εmax ₌ NBA ω

Információ:

ε _max = maximális indukált emf, N = menetek száma, B = mágneses tér, A = keresztmetszeti terület, ω = szögsebesség

Ha N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1, akkor ε _max = NBA ω = (1) (1) (1) (1) = 1

A. A szögsebesség (ω) és a menetszám (N) megduplázódik

εmax ₌ NBA ω

εmax ₌ (2)(1)(1)(2)

εmax = ₄

B. A mágneses indukció (B) és annak frekvenciája (f) megduplázódik.

A szögsebesség (ω) képlete = 2πf. A frekvencia egyenesen arányos, tehát ha a frekvenciát (f) megduplázzuk, a szögsebesség (ω) is megduplázódik.

εmax ₌ NBA ω

εmax ₌ (1)(2)(1)(2)

εmax = ₄

C. A keresztmetszeti terület (A) megduplázódik, a periódusidő pedig négyszerese az eredetinek.

A szögsebesség (ω) képlete = 2πf = 2π/T. A periódusidő fordítottan arányos, tehát ha a periódusidő az eredeti négyszerese, akkor a szögsebesség az eredeti negyedszerese lesz.

εmax ₌ NBA ω

εmax ₌ (1)(1)(2)(1/4) = 2/4

εmax = _1/2

D. A menetek száma (N) és a periódusidő (T) négyszeresére nő

A szögsebesség (ω) képlete = 2πf = 2π/T. A periódusidő fordítottan arányos, tehát ha a periódusidő az eredeti négyszerese, akkor a szögsebesség az eredeti negyedszerese lesz.

εmax ₌ NBA ω

εmax ₌ (4)(1)(1)(1/4) = 4/4

εmax = ₁

E. A frekvencia (f) és a periódusidő (T) megduplázódik.

A frekvencia egyenesen arányos, tehát ha a frekvenciát (f) megduplázzuk, akkor a szögsebesség (ω) is megduplázódik. A periódusidő fordítottan arányos, tehát ha a periódusidőt megduplázzuk, akkor a szögsebesség az eredeti érték fele lesz. A végeredmény, a szögsebesség állandó.

εmax ₌ NBA ω

εmax ₌ (1)(1)(1)(1)

εmax = ₁

A helyes válasz a C.

3. Egy 1.000 menetes tekercsben a mágneses fluxus 0,2 másodperc alatt 0,03 Wb-ről 0,04 Wb-ra nő, így az eredő EMF érték E1 _. Ha ugyanaz a tekercs 0,1 másodperc alatt 0,02 Wb-ről 0,04 Wb-ra változtatja a mágneses fluxust, akkor az indukált EMF érték E2 . _{Az E1 és} E2 aránya _…

A. 1:1

B. 1:2

C. 1:4

2. számú eredmény: 1

4. kép: 1

Vita

Köztudott, hogy:

Menetek száma (N) = 1000

Fluxusváltozás 1 ( Δφ1 ) = 0,04 _Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb

1. időintervallum (Δt1 ₎ = 0,2 másodperc

Indukált EMF 1 = E ₁

Fluxusváltozás 2 ( Δφ1 ) = 0,04 _Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb

2. időintervallum (Δt2 ₎ = 0,1 másodperc

Indukált EMF 2 = E ₂

Kérdezett : E ₁ : E ₂

Válasz:

_{Az E1} és _E2 összehasonlítása :

1. _{és 2.} számú

50: 200

1: 4

A helyes válasz a C.

4. Egy tekercs merőlegesen hatol be egy homogén mágneses mezőbe, indukált EMF-et okozva. Ha a tekercset egy másik, kétszer annyi menettel rendelkező tekerccsel cseréljük ki, mint az eredeti tekercs, és a fluxusváltozás sebessége állandó marad, akkor a kezdeti és a végső indukált EMF aránya...

A. 1:1
B. 1:2
C. 2:1
3. számú eredmény: 1
3. kép: 2

Vita
Ismert :
Kezdeti menetszám (N) = 1
Végső menetszám (N) = 2
Kezdeti fluxusváltozási sebesség (ΔØ)_B / Δt) = végső fluxusváltozási sebesség (ΔØ_B /Δt)
Kérdezte A kezdeti és a végső indukált EMF összehasonlítása
Jawab :

Faraday indukciós törvényének képlete :
E = -N (ΔØ_B /Δt)
Leírás: E = indukált emf, N = menetek száma, ΔØ_B / Δt = a fluxus változásának sebessége
A kezdeti és a végső indukált EMF összehasonlítása :
E kezdet: E vég
-N (ΔØ_B / Δt): -N (ΔØ_B /Δt)
1: 2
A helyes válasz a B.

5. A kezdeti (1) állapotban a mágneses fluxus 2 másodperc alatt 5 Wb-tal változik egy 20 menetű tekercsben. A (2) állapotban ugyanez a fluxusváltozás 8 másodpercet vesz igénybe. Az indukált EMF aránya az (1) és (2) körülmények között…

A. 1:1
B. 2:1
C. 3:1
4. számú eredmény: 1
4. kép: 3

Vita
Ismert :
A fluxus változásának sebessége (ΔØ)_B / Δt) kezdeti = 5/2
A fluxus változásának sebessége (ΔØ)_B / Δt) vég = 5/8
Menetek száma (N) = 20
Kérdezte A kezdeti és a végső indukált EMF összehasonlítása
Jawab :
E kezdet: E vég
-N (ΔØ_B / Δt): -N (ΔØ_B /Δt)
20 (5/2): 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1 : 1/4
4: 1
A helyes válasz a D.

6. Az első tekercs mágneses fluxusa 200 menetű, és 0,06 Wb-t változik 0,4 s alatt. A második tekercsben a mágneses fluxus 0,08 Wb-t változik 0,2 s alatt. Ha a második tekercs menetszámát az első tekercs menetszámának felével helyettesítjük, akkor az első és a második tekercsben indukált emf aránya...
A. 2:3
B. 3:1
C. 3:4
3. számú eredmény: 5
3. kép: 8
Vita
Ismert :
A fluxus változásának sebessége (ΔØ)_B / Δt) kezdeti = 0,06/0,4
Kezdeti menetszám (N) = 200
A fluxus változásának sebessége (ΔØ)_B / Δt) vég = 0,08/0,2
Végső menetszám (N) = 100
Kérdezte A kezdeti és a végső indukált EMF összehasonlítása
Jawab :
E kezdet: E vég
-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. A következő tényezők közül:

(1) Tekercsmenetek száma

(2) A mágneses fluxus változásának sebessége

(3) A mágneses mező iránya

Ami növeli az indukált EMF-et, az…

A. (1), (2) és (3)

Csak a B. (1) és (2) bekezdésben foglaltak

Csak a C. (1) és (3) bekezdésben foglaltak szerint

Csak D. (1)

Csak E. (2)

Vita

Az EMF az elektromotoros erőt jelenti. Más szóval, az EMF egy elektromos áramforrás, például egy akkumulátor stb. Faraday kísérletei alapján felfedezték, hogy bár egy állandó mágneses mező nem tud elektromos áramot létrehozni, egy változó mágneses mező igen. Ezt a keletkező elektromos áramot indukált áramnak nevezik.

Az indukált EMF-et befolyásoló tényezők Faraday indukciós törvényével határozhatók meg, amelyet matematikailag a következő képlet fejez ki:

A fenti képletben a negatív előjel azt magyarázza, hogy az indukált áram által létrehozott mágneses mező iránya mindig ellentétes az indukált áramot létrehozó mágneses mező irányával.

Információ:

N = a tekercsmenetek száma, B = mágneses mező, A = hurokfelület, θ = a mágneses mező (B) és a tekercsfelületre merőleges vonal (A) közötti szög.

Ha B merőleges a tekercs felületére, akkor θ = 0 ^0, tehát Φ _B = BA cos 0 0 ⁼ BA ( 1) = B A.

Ha B párhuzamos a tekercs felületével, akkor θ = 90 ^° , tehát Φ _B = BA cos 9 0 ^° = BA (0) = 0.

A fenti képlet alapján arra a következtetésre jutottak, hogy az indukált EMF-et a tekercsmenetek száma (N), a mágneses fluxus változásának sebessége és a mágneses tér iránya (θ ) növeli.

A helyes válasz az A.

8. A következő tényezők közül:

(1) tekercsmenetek száma

(2) a mágneses fluxus változásának sebessége

(3) külső akadályok

Ami befolyásolja a tekercsben indukált EMF-et…

A. (1) és (3)

B. (1) és (2)

Csak C. (2)

D. (2) és (3)

Csak E. (3)

Vita

A helyes válasz a B.

9. Nézd meg a következő képet! Ha egy I elektromos áram folyik át az AB vezetéken, akkor az AB vezetékre ható mágneses erő iránya...

A. B felé
B. Balra
C. Jobbra
D. A papír síkjára merőleges
E. A papír síkjára merőleges

Vita
Ismert :
Az elektromos áram iránya = A-ból B-be (lefelé)
A mágneses mező iránya = a mágnes északi pólusától a déli pólusig (jobbra)
Kérdezte A mágneses erő iránya
Jawab :

Jobbkéz szabály
Nyújtsd ki a jobb kezed, egyenesítsd ki a hüvelykujjadat, és zárd össze a másik négy ujjadat. Rendezd el a négy ujjadat úgy, hogy a mágneses mező irányába mutassanak (B). dan A hüvelykujj a töltés mozgásának irányát (v) jelzi. Ha az elektromos töltés pozitív, a jobb kéz tenyere a mágneses erő irányába (F) néz. Ha a töltés negatív, a jobb kéz hátulja a mágneses erő irányába (F) néz.

A hagyományos elektromos áram iránya, mint a fenti feladatban, megegyezik a pozitív elektromos töltés irányával. A jobbkézszabály alkalmazásával a mágneses erő iránya merőleges a papír síkjára, vagyis az olvasó szeme felé.
A helyes válasz az E.

10. Egy egyenes vezetéket, amelyen I áram folyik, két mágneses pólus közé helyezünk, ahogy az ábrán látható. A vezetékre ható mágneses erő iránya megegyezik a...

A. Pozitív z-tengely
B. Negatív z-tengely
C. Pozitív y tengely
D. Negatív y tengely
E. Pozitív x tengely

Vita
Ismert :
Az elektromos áram iránya = balra
Mágneses mező iránya = északról délre (felfelé)
Kérdezte A mágneses erő iránya
Jawab :
Ha a jobbkéz-szabályt alkalmazzuk, a mágneses erő iránya merőleges a papír síkjára, vagy az olvasó szemétől elfelé, illetve a negatív z tengely irányába mutat.
A helyes válasz a B.

Kérdés forrása:

Országos fizika vizsgakérdések középiskolák/szakközépiskolák számára