Электромагниттік индукция сұрақтарының 10 мысалы ЭҚК индукциясы
1. Генератордың орам саны N және көлденең қимасының ауданы А болатын катушкасы бар. Катушка B магнит өрісінде орналасқан, содан кейін бұрыштық жылдамдық ω-мен айналады, осылайша 50 вольттың максималды индукцияланған ЭҚК пайда болады. Егер магнит өрісі бастапқы мәнінің 1/2-іне дейін өзгерсе және оның бұрыштық жылдамдығы бастапқы мәнінің 4 есесіне дейін өзгерсе, онда максималды индукцияланған ЭҚК... болады.
A. 25 вольт
B. 50 вольт
C. 100 вольт
D. 200 вольт
E. 250 вольт
Талқылау
Белгілі болғандай:
Орындар саны 1 (N 1 ) = N
Көлденең қиманың ауданы 1 ( A1 ) = A
Магнит өрісі 1 (B1 ) = B
Бұрыштық жылдамдық 1 (ω 1 ) = ω
Индукцияланған максималды ЭҚК 1 (ε 1 ) = 50 Вольт
Магнит өрісі 2 (B2 ) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5
Бұрыштық жылдамдық 2 (ω 2 ) = 4ω = 4(1) = 4
Сұрақ: Индукцияланған максималды ЭҚК 2 ( ε2 )
Жауап:
Индукцияланған максималды ЭҚК теңдеуі:
ε макс = NBA ω
Ақпарат :
ε макс = максималды индукцияланған ЭҚК, N = орамдар саны, B = магнит өрісі, A = көлденең қима ауданы, ω = бұрыштық жылдамдық
Максималды индукцияланған ЭҚК 1 (ε 1 ):
ε макс = NBA ω
Егер ω = 1 және B = 1 болса, онда
50 = N (1) A (1)
50 = NA
Максималды индукцияланған ЭҚК 2 (ε 2 ):
ε макс = NBA ω
NA = 50, B = 0,5, ω = 4
ε макс = (50)(0,5)(4)
ε макс = 100
Дұрыс жауап - C.
2. Генератор шығаратын максималды ЭҚК бастапқы мәннің 1/2 бөлігіне тең болуы үшін, төмендегі тұжырымға сүйене отырып өзгертілуі тиіс шама...
A. Бұрыштық жылдамдық және бұрылыстар саны екі еселенеді
B. Магниттік индукция және оның жиілігі екі еселенеді.
C. Көлденең қима ауданы екі еселенеді, ал период екі еселенеді
D. Орындар саны мен период бастапқыдан 4 есе көп жасалған.
E. Жиілік пен период екі еселенеді.
Талқылау
Индукцияланған максималды ЭҚК теңдеуі:
ε макс = NBA ω
Ақпарат :
ε макс = максималды индукцияланған ЭҚК, N = орамдар саны, B = магнит өрісі, A = көлденең қима ауданы, ω = бұрыштық жылдамдық
Егер N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1 болса, ε max = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1
A. Бұрыштық жылдамдық (ω) және орамдар саны (N) екі еселенеді
ε макс = NBA ω
ε макс = (2)(1)(1)(2)
ε макс = 4
B. Магниттік индукция (B) және оның жиілігі (f) екі еселенеді.
Бұрыштық жылдамдықтың (ω) формуласы = 2πf. Жиілік тура пропорционалды, сондықтан жиілік (f) екі еселенсе, бұрыштық жылдамдық (ω) екі еселенеді.
ε макс = NBA ω
ε макс = (1)(2)(1)(2)
ε макс = 4
C. Көлденең қиманың ауданы (A) екі еселенеді және период бастапқыдан 4 есе артық
Бұрыштық жылдамдық формуласы (ω) = 2πf = 2π/T. Период кері пропорционалды, сондықтан егер период бастапқы жылдамдықтан 4 есеге артса, онда бұрыштық жылдамдық бастапқы жылдамдықтың 1/4 есесіне тең болады.
ε макс = NBA ω
ε макс = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4
ε макс = 1/2
D. Орындар саны (N) және период (T) 4 есеге дейін артады
Бұрыштық жылдамдық формуласы (ω) = 2πf = 2π/T. Период кері пропорционалды, сондықтан егер период бастапқы жылдамдықтан 4 есеге артса, онда бұрыштық жылдамдық бастапқы жылдамдықтың 1/4 есесіне тең болады.
ε макс = NBA ω
ε макс = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4
ε макс = 1
E. Жиілік (f) және период (T) екі еселенеді.
Жиілік тура пропорционалды, сондықтан жиілік (f) екі еселенсе, бұрыштық жылдамдық (ω) екі еселенеді. Период кері пропорционалды, сондықтан егер период екі еселенсе, бұрыштық жылдамдық бастапқы жылдамдықтың 1/2 бөлігіне тең болады. Соңғы нәтижеде бұрыштық жылдамдық тұрақты болады.
ε макс = NBA ω
ε макс = (1)(1)(1)(1)
ε макс = 1
Дұрыс жауап - C.
3. 1.000 орамды катушкадағы магнит ағыны 0,2 секундта 0,03 Втб-тан 0,04 Втб-ға дейін артады, нәтижесінде алынған ЭҚК мәні E1 болады . Егер сол катушкада 0,1 секундта магнит ағыны 0,02 Втб-тан 0,04 Втб-ға дейін өзгерсе, нәтижесінде алынған индукцияланған ЭҚК мәні E2 болады . E1 және E2 қатынасы ...
A. 1: 1
B. 1: 2
C. 1: 4
D. 2: 1
E. 4: 1
Талқылау
Белгілі болғандай:
Орындар саны (N) = 1000
Ағынның өзгеруі 1 ( Δφ 1 ) = 0,04 Вб – 0,03 Вб = 0,01 Вб
Уақыт аралығы 1 (Δt 1 ) = 0,2 секунд
Индукцияланған ЭҚК 1 = E 1
Ағынның өзгеруі 2 ( Δφ 1 ) = 0,04 Вб – 0,02 Вб = 0,02 Вб
Уақыт аралығы 2 (Δt 2 ) = 0,1 секунд
Индукцияланған ЭҚК 2 = E 2
Сұрақ қойылды: E 1 : E 2
Жауап:
E 1 және E 2 салыстыруы :
E 1 : E 2
50: 200
1: 4
Дұрыс жауап - C.
4. Катушка біртекті магнит өрісіне перпендикуляр еніп, индукцияланған ЭҚК тудырады. Егер катушка бастапқы катушканың орам санынан екі есе көп басқа катушкамен ауыстырылса және ағынның өзгеру жылдамдығы тұрақты болып қалса, онда бастапқы және соңғы индукцияланған ЭҚК қатынасы...
A. 1: 1
B. 1: 2
C. 2: 1
D. 3: 1
E. 3: 2
Талқылау
Ол белгілі :
Бастапқы айналым саны (N) = 1
Соңғы айналым саны (N) = 2
Бастапқы ағынның өзгеру жылдамдығы (ΔØ)B / Δt) = ағынның соңғы өзгеру жылдамдығы (ΔØ)B /Δt)
Сұралған Бастапқы және соңғы индукцияланған ЭҚК салыстыруы
Джаваб :
Фарадей индукция заңының формуласы :
E = -N (ΔØB /Δt)
Сипаттамасы: E = индукцияланған ЭҚК, N = орамдар саны, ΔØB / Δt = ағынның өзгеру жылдамдығы
Бастапқы және соңғы индукцияланған ЭҚК-ті салыстыру :
E басы: E соңы
-N (ΔØ)B / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
1: 2
Дұрыс жауап - B.
5. Бастапқы (1) жағдайда, 20 орамды катушкада магнит ағыны 2 секундта 5 Вб-қа өзгереді. (2) жағдайда, ағынның дәл сол өзгерісі 8 секундты алады. (1) және (2) жағдайларда индукцияланған ЭҚК-тің қатынасы...
A. 1: 1
B. 2: 1
C. 3: 1
D. 4: 1
E. 4: 3
Талқылау
Ол белгілі :
Ағынның өзгеру жылдамдығы (ΔØ)B / Δt) бастапқы = 5/2
Ағынның өзгеру жылдамдығы (ΔØ)B / Δt) соңы = 5/8
Орындар саны (N) = 20
Сұралған Бастапқы және соңғы индукцияланған ЭҚК салыстыруы
Джаваб :
E басы: E соңы
-N (ΔØ)B / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
20 (5/2) : 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1 : 1/4
4: 1
Дұрыс жауап - D.
6. Бірінші катушканың магнит ағыны 200 орамға ие және 0,4 с ішінде 0,06 Втб-қа өзгереді. Екінші катушкада магнит ағыны 0,2 с ішінде 0,08 Втб-қа өзгереді. Егер екінші катушкадағы орамдар саны бірінші катушкадағы орамдар санының жартысымен ауыстырылса, онда бірінші және екінші катушкалардағы индукцияланған ЭҚК-нің қатынасы...
A. 2: 3
B. 3: 1
C. 3: 4
D. 3: 5
E. 3: 8
Талқылау
Ол белгілі :
Ағынның өзгеру жылдамдығы (ΔØ)B / Δt) бастапқы = 0,06/0,4
Бастапқы айналым саны (N) = 200
Ағынның өзгеру жылдамдығы (ΔØ)B / Δt) соңы = 0,08/0,2
Соңғы айналым саны (N) = 100
Сұралған Бастапқы және соңғы индукцияланған ЭҚК салыстыруы
Джаваб :
E басы: E соңы
-N (ΔØ)B / 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. Келесі факторлардың ішінде:
(1) Катушка орамдарының саны
(2) Магнит ағынының өзгеру жылдамдығы
(3) Магнит өрісінің бағыты
Индукцияланған ЭҚК-ті арттыратын нәрсе ....
A. (1), (2) және (3)
B. Тек (1) және (2)
C. Тек (1) және (3)
D. (1) ғана
Тек E. (2)
Талқылау
ЭҚК (ЭҚК) - электр қозғаушы күші дегенді білдіреді. Басқаша айтқанда, ЭҚК - батарея сияқты электр тогының көзі. Фарадей жүргізген тәжірибелерге сүйене отырып, тұрақты магнит өрісі электр тогын тудыра алмаса да, өзгермелі магнит өрісі электр тогын тудыра алатыны анықталды. Бұл пайда болған электр тогы индукциялық ток деп аталады.
Индукцияланған ЭҚК-ке әсер ететін факторларды Фарадейдің индукция заңын пайдаланып анықтауға болады, ол математикалық түрде формуламен өрнектеледі:
Жоғарыдағы формуладағы теріс таңба индукцияланған ток тудыратын магнит өрісінің бағыты әрқашан индукцияланған ток тудыратын магнит өрісінің бағытына қарама-қарсы екенін түсіндіреді.
Ақпарат :
N = катушка орамдарының саны, B = магнит өрісі, A = ілмек бетінің ауданы, θ = магнит өрісі (B) мен катушка бетіне перпендикуляр сызық (A) арасындағы бұрыш.
Егер B катушканың бетіне перпендикуляр болса, онда θ = 0 o, сондықтан Φ B = BA cos 0 o = BA (1) = B A.
Егер B катушканың бетіне параллель болса, онда θ = 90 o, сондықтан Φ B = BA cos 9 0 o = BA (0) = 0.
Жоғарыдағы формулаға сүйене отырып, индукцияланған ЭҚК-ті арттыратын нәрсе - катушка орамдарының саны (N), магнит ағынының өзгеру жылдамдығы және магнит өрісінің бағыты (θ ).
Дұрыс жауап - А.
8. Келесі факторлардың ішінде:
(1) катушка орамдарының саны
(2) магнит ағынының өзгеру жылдамдығы
(3) сыртқы кедергілер
Катушкадағы индукцияланған ЭҚК-ке әсер ететін нәрсе ....
A. (1) және (3)
B. (1) және (2)
C. (2) ғана
D. (2) және (3)
Тек E. (3)
Талқылау
Дұрыс жауап - B.
9. Келесі суретке қараңыз! Егер AB сымынан I электр тогы өтсе, онда AB сымының магниттік күшінің бағыты...
A. B бағытында
B. Солға қарай
C. Оңға қарай
D. Қағаз жазықтығына перпендикуляр
E. Қағаз жазықтығына перпендикуляр
Талқылау
Ол белгілі :
Электр тогының бағыты = A-дан B-ге дейін (төмен)
Магнит өрісінің бағыты = магниттің солтүстік полюсінен оңтүстік полюсіне қарай (оң жақта)
Сұралған Магниттік күш бағыты
Джаваб :
Оң қол ережесі
Оң қолыңызды созыңыз, бас бармағыңызды түзетіңіз және қалған төрт саусағыңызды жабыңыз. Төрт саусағыңызды магнит өрісінің бағытына (B) бағыттайтындай етіп орналастырыңыз. Dan Бас бармақ зарядтың қозғалыс бағытын көрсетеді (v). Егер электр заряды оң болса, оң қолдың алақаны магниттік күш бағытына қарайды (F). Егер заряд теріс болса, оң қолдың артқы жағы магниттік күш бағытына қарайды (F).
Жоғарыдағы есептегідей, кәдімгі электр тогының бағыты оң электр зарядының бағытымен бірдей. Оң қол ережесін қолдансақ, магниттік күштің бағыты қағаз жазықтығына перпендикуляр немесе оқырманның көзіне қарай болады.
Дұрыс жауап - Е.
10. Суретте көрсетілгендей, I тогы бар түзу сым екі магнит полюсінің арасына орналастырылған. Сымға әсер ететін магнит күшінің бағыты... бағытымен бірдей.
A. Оң z осі
B. Теріс z осі
C. Оң y осі
D. Теріс y осі
E. Оң x осі
Талқылау
Ол белгілі :
Электр тогының бағыты = солға қарай
Магнит өрісінің бағыты = солтүстіктен оңтүстікке (жоғары)
Сұралған Магниттік күш бағыты
Джаваб :
Егер оң қол ережесі қолданылса, магниттік күш бағыты қағаз жазықтығына перпендикуляр немесе оқырман көзінен алыс немесе теріс z осі бағытында болады.
Дұрыс жауап - B.
Сұрақ көзі:
Жоғары сынып/кәсіптік орта мектепке арналған физикадан ұлттық емтихан сұрақтары
