10 Beispiller vu Froen zur elektromagnetescher Induktioun EMF-Induktioun
1. E Generator huet eng Spull mat enger Zuel vu Windungen N an enger Querschnittsfläch A. D'Spull ass an engem Magnéitfeld B a gëtt dann mat enger Winkelvitesse ω gedréit, sou datt eng maximal induzéiert EMF vu 50 Volt generéiert gëtt. Wann d'Magnéitfeld sech op d'Halschent vu sengem urspréngleche Wäert ännert an hir Winkelvitesse sech op dat 4-facht vu sengem urspréngleche Wäert ännert, dann ass déi maximal induzéiert EMF...
A. 25 Volt
B. 50 Volt
C. 100 Volt
D. 200 Volt
E. 250 Volt
Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
Zuel vun de Wendungen 1 (N1 ) = N
Querschnittsfläche 1 ( A1 ) = A
Magnéitfeld 1 (B1 ) = B
Winkelgeschwindegkeet 1 (ω1 ) = ω
Maximal induzéiert EMF 1 (ε1 ) = 50 Volt
Magnéitfeld 2 (B2 ) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5
Wénkelvitesse 2 (ω 2 ) = 4ω = 4(1) = 4
Fro: Déi maximal induzéiert EMF ass 2 ( ε2 )
Äntwert:
Maximal induzéiert EMF-Equatioun:
ε max = NBA ω
Informatiounen:
ε max = maximal induzéiert EMF, N = Zuel vun de Windungen, B = Magnéitfeld, A = Querschnittsfläche, ω = Winkelgeschwindegkeet
Maximal induzéiert EMF 1 (ε 1 ):
ε max = NBA ω
Wann ω = 1 an B = 1 dann
50 = N (1) A (1)
50 = Net zougelooss
Maximal induzéiert EMF 2 (ε 2 ):
ε max = NBA ω
NA = 50, B = 0,5, ω = 4
ε max = (50)(0,5)(4)
ε max = 100
Déi richteg Äntwert ass C.
2. Fir datt déi maximal EMF, déi vum Generator produzéiert gëtt, d'Halschent vum Original ass, muss d'Quantitéit, déi baséiert op der Ausso hei ënnendrënner geännert gëtt, ...
A. D'Wénkelgeschwindegkeet an d'Zuel vun den Dréiunge ginn verduebelt
B. D'Magnéitinduktioun an hir Frequenz ginn verduebelt.
C. D'Querschnittsfläch gëtt verduebelt an d'Period gëtt verduebelt
D. D'Zuel vun den Dréiungen an d'Period gi 4 Mol sou grouss wéi den Original gemaach.
E. D'Frequenz an d'Period ginn verduebelt.
Diskussioun
Maximal induzéiert EMF-Equatioun:
ε max = NBA ω
Informatiounen:
ε max = maximal induzéiert EMF, N = Zuel vun de Windungen, B = Magnéitfeld, A = Querschnittsfläche, ω = Winkelgeschwindegkeet
Wann N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1, dann ε max = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1
A. D'Wénkelgeschwindegkeet (ω) an d'Zuel vun den Dréiungen (N) ginn verduebelt
ε max = NBA ω
ε max = (2)(1)(1)(2)
ε max = 4
B. D'Magnéitinduktioun (B) an hir Frequenz (f) gi verduebelt.
D'Formel fir d'Wénkelgeschwindegkeet (ω) = 2πf. D'Frequenz ass direkt proportional , sou datt wann d'Frequenz (f) verduebelt gëtt, d'Wénkelgeschwindegkeet (ω) verduebelt gëtt.
ε max = NBA ω
ε max = (1)(2)(1)(2)
ε max = 4
C. D'Querschnittsfläch (A) gëtt verduebelt an d'Period ass 4 Mol sou grouss wéi déi ursprénglech
D'Formel fir d'Wénkelgeschwindegkeet (ω) = 2πf = 2π/T. D'Period ass ëmgekéiert proportional, sou datt wann d'Period 4 Mol sou grouss ass wéi d'Originalgeschwindegkeet, dann d'Wénkelgeschwindegkeet 1/4 Mol sou grouss ass wéi d'Originalgeschwindegkeet.
ε max = NBA ω
ε max = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4
ε max = 1/2
D. D'Zuel vun den Dréiungen (N) an d'Period (T) ginn op d'4-facht erhéicht
D'Formel fir d'Wénkelgeschwindegkeet (ω) = 2πf = 2π/T. D'Period ass ëmgekéiert proportional, sou datt wann d'Period 4 Mol sou grouss ass wéi d'Originalgeschwindegkeet, dann d'Wénkelgeschwindegkeet 1/4 Mol sou grouss ass wéi d'Originalgeschwindegkeet.
ε max = NBA ω
ε max = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4
ε max = 1
E. D'Frequenz (f) an d'Period (T) ginn verduebelt.
D'Frequenz ass direkt proportional, sou datt wann d'Frequenz (f) verduebelt gëtt, d'Wénkelgeschwindegkeet (ω) verduebelt gëtt. D'Period ass ëmgekéiert proportional, sou datt wann d'Period verduebelt gëtt, d'Wénkelgeschwindegkeet d'Halschent vun der ursprénglecher Geschwindegkeet gëtt. D'Endresultat ass, datt d'Wénkelgeschwindegkeet konstant ass.
ε max = NBA ω
ε max = (1)(1)(1)(1)
ε max = 1
Déi richteg Äntwert ass C.
3. De Magnéitflux an enger Spull mat 1.000 Windungen klëmmt vun 0,03 Wb op 0,04 Wb an 0,2 Sekonnen, sou datt de resultéierende EMF-Wäert E1 ass . Wann déiselwecht Spull eng Ännerung vum Magnéitflux vun 0,02 Wb op 0,04 Wb an 0,1 Sekonnen erlieft, ass de resultéierende induzéierte EMF-Wäert E2 . D'Verhältnes vun E1 an E2 ass …
A. 1: 1
B. 1 : 2
C. 1:4
D. 2 : 1
E. 4 : 1
Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
Zuel vun de Wendungen (N) = 1000
Fluxännerung 1 ( Δφ1 ) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb
Zäitintervall 1 (Δt1 ) = 0,2 Sekonnen
Induzéiert EMF 1 = E 1
Fluxännerung 2 ( Δφ1 ) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb
Zäitintervall 2 (Δt2 ) = 0,1 Sekonnen
Induzéiert EMF 2 = E 2
Gefrot: E 1 : E 2
Äntwert:
Vergläich vun E1 an E2 :
E1 : E2
50: 200
1: 4
Déi richteg Äntwert ass C.
4. Eng Spull penetréiert e homogent Magnéitfeld senkrecht, wouduerch eng induzéiert EMF entsteet. Wann d'Spull duerch eng aner Spull mat duebel sou vill Windungen wéi déi ursprénglech Spull ersat gëtt an d'Fluxännerungsquote konstant bleift, dann ass de Verhältnes tëscht der initialer an der finaler induzéierter EMF...
A. 1: 1
B. 1 : 2
C. 2:1
D. 3 : 1
E. 3 : 2
Diskussioun
Et ass bekannt :
Ufankszuel vun den Dréiungen (N) = 1
Schlussendlech Zuel vun den Dréiungen (N) = 2
Ufanks Fluxännerungsrate (ΔØ)B / Δt) = endgülteg Fluxännerungsquote (ΔØ)B /Δt)
Gefrot Vergläich vun der initialer an der finaler induzéierter EMF
Jawab :
Formel fir d'Induktiounsgesetz vum Faraday :
E = -N (ΔØB /Δt)
Beschreiwung: E = induzéiert Elektromagnet, N = Zuel vun de Windungen, ΔØB / Δt = Ännerungsquote vum Flux
Vergläich vun initialer an finaler induzéierter EMF :
E Ufank: E Enn
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
1: 2
Déi richteg Äntwert ass B.
5. An der Ufanksbedingung (1) ännert sech de Magnéitflux ëm 5 Wb an 2 Sekonnen an enger Spull mat 20 Windungen. An der Bedingung (2) dauert déiselwecht Fluxännerung 8 Sekonnen. D'Verhältnes vun der induzéierter EMF an de Bedingungen (1) an (2) ass…
A. 1: 1
B. 2 : 1
C. 3:1
D. 4 : 1
E. 4 : 3
Diskussioun
Et ass bekannt :
Fluxännerungsquote (ΔØ)B / Δt) Ufankswäert = 5/2
Fluxännerungsquote (ΔØ)B / Δt) Enn = 5/8
Zuel vun de Wendungen (N) = 20
Gefrot Vergläich vun der initialer an der finaler induzéierter EMF
Jawab :
E Ufank: E Enn
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
20 (5/2): 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1: 1/4
4: 1
Déi richteg Äntwert ass D.
6. De Magnéitflux vun der éischter Spule huet 200 Windungen a verännert sech ëm 0,06 Wb an 0,4 s. An der zweeter Spule verännert sech de Magnéitflux ëm 0,08 Wb an 0,2 s. Wann d'Zuel vun de Windungen an der zweeter Spule ëm d'Halschent vun der Zuel vun de Windungen an der éischter Spule ersat gëtt, dann ass de Verhältnes vun der induzéierter Elektromagnet an der éischter an der zweeter Spule...
A. 2: 3
B. 3 : 1
C. 3:4
D. 3 : 5
E. 3 : 8
Diskussioun
Et ass bekannt :
Fluxännerungsquote (ΔØ)B / Δt) Ufankswäert = 0,06/0,4
Ufankszuel vun den Dréiungen (N) = 200
Fluxännerungsquote (ΔØ)B / Δt) Enn = 0,08/0,2
Schlussendlech Zuel vun den Dréiungen (N) = 100
Gefrot Vergläich vun der initialer an der finaler induzéierter EMF
Jawab :
E Ufank: E Enn
-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. Ënnert de folgende Faktoren:
(1) Zuel vun de Spulwindungen
(2) Ännerungsquote vum Magnéitflux
(3) Richtung vum Magnéitfeld
Wat den induzéierten EMF erhéicht ass….
A. (1), (2) an (3)
Nëmmen B. (1) an (2)
Nëmmen C. (1) an (3)
Nëmmen D. (1)
Nëmmen E. (2)
Diskussioun
EMF steet fir Elektromotorikkraaft. An anere Wierder, EMF ass eng Quell vun elektresche Stroum, wéi eng Batterie, etc. Baséierend op Experimenter vum Faraday gouf entdeckt, datt obwuel e konstante Magnéitfeld kee Stroum produzéiere kann, e verännerlecht Magnéitfeld e Stroum produzéiere kann. Dësen resultéierenden elektresche Stroum gëtt induzéierte Stroum genannt.
D'Faktoren, déi den induzéierten Elektromagnetismus beaflossen, kënne mam Faradays Induktiounsgesetz bestëmmt ginn, dat mathematesch duerch dës Formel ausgedréckt gëtt:
Dat negativt Zeechen an der Formel uewen erkläert, datt d'Richtung vum Magnéitfeld, dat duerch den induzéierte Stroum produzéiert gëtt, ëmmer géint d'Richtung vum Magnéitfeld ass, dat den induzéierte Stroum produzéiert.
Informatiounen:
N = Zuel vun de Spulewindungen, B = Magnéitfeld, A = Schleifenuewerfläch, θ = Wénkel tëscht dem Magnéitfeld (B) an der Linn senkrecht zur Spuleuewerfläch (A).
Wann B senkrecht zur Uewerfläch vun der Spull ass, dann ass θ = 0 o, sou datt Φ B = BA cos 0 o = BA (1) = BA.
Wann B parallel zur Uewerfläch vun der Spull ass, dann ass θ = 90 ° , sou datt ΦB = BA cos 9 /0 ° = BA (0) = 0.
Baséierend op der uewe genannter Formel gëtt geschloss, datt d'Erhéijung vun der induzéierter EMF d'Zuel vun de Spulewindungen (N), d'Ännerungsquote vum Magnéitflux an d'Richtung vum Magnéitfeld (θ ) ass.
Déi richteg Äntwert ass A.
8. Ënnert de folgende Faktoren:
(1) Zuel vun de Spulwindungen
(2) Ännerungsquote vum Magnéitflux
(3) extern Hindernisser
Wat den induzéierten EMF an der Spule beaflosst ass….
A. (1) an (3)
B. (1) an (2)
Nëmmen C. (2)
D. (2) an (3)
Nëmmen E. (3)
Diskussioun
Déi richteg Äntwert ass B.
9. Kuckt Iech dat folgend Bild un! Wann en elektresche Stroum I duerch den Drot AB fléisst, dann ass d'Richtung vun der Magnéitkraaft, déi den Drot AB erlieft,...
A. Richtung B
B. Lénks
C. Riets
D. Senkrecht zur Fläch vum Pabeier
E. Senkrecht zur Fläch vum Pabeier
Diskussioun
Et ass bekannt :
Richtung vum elektresche Stroum = A op B (erof)
Richtung vum Magnéitfeld = Nordpol zum Südpol vum Magnet (no riets)
Gefrot Richtung vun der Magnéitkraaft
Jawab :
Rechtshandregel
Streckt Är riets Hand aus, riicht Ären Daum aus a maacht Är aner véier Fanger zou. Arrangéiert Är véier Fanger sou, datt se a Richtung vum Magnéitfeld weisen (B). dan Den Daum weist d'Richtung vun der Ladungsbeweegung un (v). Wann d'elektresch Ladung positiv ass, weist d'Handfläch vun der rietser Hand an d'Richtung vun der Magnéitkraaft (F). Wann d'Ladung negativ ass, weist d'Récksäit vun der rietser Hand an d'Richtung vun der Magnéitkraaft (F).
D'Richtung vum konventionellen elektresche Stroum, wéi am uewe genannten Problem, ass déiselwecht wéi d'Richtung vun enger positiver elektrescher Ladung. Wann een d'Regel vun der Rietser Hand uwendet, ass d'Richtung vun der Magnéitkraaft senkrecht zu der Fläch vum Pabeier oder a Richtung vum Lieser sengem A.
Déi richteg Äntwert ass E.
10. E riichte Drot, deen e Stroum I féiert, gëtt tëscht zwéi Magnéitpole placéiert, wéi an der Figur gewisen. D'Richtung vun der Magnéitkraaft um Drot ass an der selwechter Richtung wéi den...
A. Positiv z-Achs
B. Negativ z-Achs
C. Positiv y-Achs
D. Negativ y-Achs
E. Positiv x-Achs
Diskussioun
Et ass bekannt :
Richtung vum elektresche Stroum = no lénks
Magnéitfeldrichtung = Norden no Süden (no uewen)
Gefrot Richtung vun der Magnéitkraaft
Jawab :
Wann d'Rechterhandregel ugewannt gëtt, ass d'Richtung vun der Magnéitkraaft senkrecht zu der Fläch vum Pabeier oder ewech vum A vum Lieser oder a Richtung vun der negativer z-Achs.
Déi richteg Äntwert ass B.
Quell vun der Fro:
Froen zur nationaler Physikprüfung fir de Lycée/Beruffslycée
