Primer vprašanj o indukciji elektromagnetne indukcije EMF

10 primerov vprašanj o elektromagnetni indukciji EMF indukcija

1. Generator ima tuljavo s številom zavojev N in prečnim prerezom A. Tuljava je v magnetnem polju B, nato pa se vrti s kotno hitrostjo ω, tako da se ustvari največja inducirana elektromotorna sila 50 voltov. Če se magnetno polje spremeni na 1/2 prvotne vrednosti in se njegova kotna hitrost spremeni na 4-kratnik prvotne vrednosti, bo največja inducirana elektromotorna sila ...

A. 25 volta

B. 50 voltov

C. 100 voltov

D. 200 voltov

E. 250 voltov

Razprava

Znano je, da:

Število zavojev 1 (N ₁ ) = N

Površina prečnega prereza 1 ( _A1 ) = A

Magnetno polje 1 (B1 ₎ = B

Kotna hitrost 1 (ω ₁ ) = ω

Največja inducirana EMF 1 (ε1 ₎ = 50 voltov

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

Kotna hitrost 2 (ω ₂ ) = 4ω = 4(1) = 4

Vprašanje: Največja inducirana elektromotorna sila je 2 ( _ε² )

Odgovor:

Enačba največje inducirane elektromotorne sile:

ε _max = NBA ω

Informacije:

ε _max = največja inducirana elektromotorna sila, N = število ovojev, B = magnetno polje, A = površina prečnega prereza, ω = kotna hitrost

Največji inducirani EMF 1 (ε ₁ ):

ε _max = NBA ω

Če je ω = 1 in B = 1, potem

50 = N (1) A (1)

50 = ni podatka

Največji inducirani EMF 2 (ε ₂ ):

ε _max = NBA ω

NA = 50, B = 0,5, ω = 4

ε _max = (50)(0,5)(4)

εmax = ₁₀₀

Pravilen odgovor je C.

2. Da bi bila največja elektromagnetna sila, ki jo proizvaja generator, 1/2 prvotne, je treba na podlagi spodnje trditve spremeniti količino ...

A. Kotna hitrost in število obratov se podvojita

B. Magnetna indukcija in njena frekvenca se podvojita.

C. Površina prečnega prereza se podvoji in obdobje se podvoji

D. Število obratov in obdobje sta štirikrat večja od originala.

E. Frekvenca in obdobje se podvojita.

Razprava

Enačba največje inducirane elektromotorne sile:

ε _max = NBA ω

Informacije:

ε _max = največja inducirana elektromotorna sila, N = število ovojev, B = magnetno polje, A = površina prečnega prereza, ω = kotna hitrost

Če je N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1, potem je ε _max = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1

A. Kotna hitrost (ω) in število obratov (N) se podvojita

ε _max = NBA ω

ε _max = (2)(1)(1)(2)

εmax = ₄

B. Magnetna indukcija (B) in njena frekvenca (f) se podvojita.

Formula za kotno hitrost (ω) = 2πf. Frekvenca je premo sorazmerna, tako da če se frekvenca (f) podvoji, se podvoji tudi kotna hitrost (ω).

ε _max = NBA ω

ε _max = (1)(2)(1)(2)

εmax = ₄

C. Površina prečnega prereza (A) se podvoji, period pa je 4-krat večja od prvotne

Formula za kotno hitrost (ω) = 2πf = 2π/T. Perioda je obratno sorazmerna, tako da če se period poveča za 4-kratnik prvotne, se kotna hitrost poveča za 1/4-kratnik prvotne.

ε _max = NBA ω

ε _max = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4

ε _max = 1/2

D. Število obratov (N) in obdobje (T) se povečata na 4-krat

Formula za kotno hitrost (ω) = 2πf = 2π/T. Perioda je obratno sorazmerna, tako da če se period poveča za 4-kratnik prvotne, se kotna hitrost poveča za 1/4-kratnik prvotne.

ε _max = NBA ω

ε _max = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4

εmax = ₁

E. Frekvenca (f) in periodo (T) podvojimo.

Frekvenca je premosorazmerna, tako da če se frekvenca (f) podvoji, se kotna hitrost (ω) podvoji. Perioda je obratno sorazmerna, tako da če se period podvoji, se kotna hitrost zmanjša na polovico. Končni rezultat je, da je kotna hitrost konstantna.

ε _max = NBA ω

ε _max = (1)(1)(1)(1)

εmax = ₁

Pravilen odgovor je C.

3. Magnetni pretok v tuljavi s 1.000 ovoji se poveča od 0,03 Wb do 0,04 Wb v 0,2 sekundi, tako da je nastala vrednost elektromotorne sile E1 _. Če se magnetni pretok v isti tuljavi spremeni od 0,02 Wb do 0,04 Wb v 0,1 sekundi, je nastala vrednost inducirane elektromotorne sile E2 _. Razmerje med E1 _in E2 _je …

A. 1 : 1

B. 1 : 2

C. 1 : 4

O. 2 : 1

E. 4 : 1

Razprava

Znano je, da:

Število zavojev (N) = 1000

Sprememba pretoka 1 ( Δφ ₁ ) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb

Časovni interval 1 (Δt² ₎ = 0,2 sekunde

Inducirana elektromotorna sila 1 = E ₁

Sprememba pretoka 2 ( Δφ ₁ ) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb

Časovni interval 2 (Δt² ₎ = 0,1 sekunde

Inducirana elektromotorna sila 2 = E ₂

Vprašano: E ₁ : E ₂

Odgovor:

Primerjava _E1 in _E2 :

E1 : _E2​

50: 200

1: 4

Pravilen odgovor je C.

4. Tuljava pravokotno prodira v homogeno magnetno polje in povzroča inducirano elektromagnetno silo. Če tuljavo zamenjamo z drugo tuljavo z dvakratnim številom ovojev prvotne tuljave in hitrost spremembe magnetnega toka ostane konstantna, potem je razmerje med začetno in končno inducirano elektromagnetno silo ...

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

Razprava
Znano je :
Začetno število obratov (N) = 1
Končno število obratov (N) = 2
Začetna hitrost spremembe fluksa (ΔØ)_B / Δt) = končna hitrost spremembe fluksa (ΔØ_B /Δt)
Vprašal Primerjava začetne in končne inducirane elektromagnetne sile
Jawab :

Formula Faradayevega zakona indukcije :
E = -N (ΔØ_B /Δt)
Opis: E = inducirana elektromotorna sila, N = število ovojev, ΔØ_B / Δt = hitrost spremembe fluksa
Primerjava začetnega in končnega induciranega elektromagnetnega polja :
Začetek E : Konec E
-N (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
1: 2
Pravilen odgovor je B.

5. V začetnem pogoju (1) se magnetni pretok v tuljavi z 20 ovoji spremeni za 5 Wb v 2 sekundah. V pogoju (2) se enaka sprememba pretoka spremeni v 8 sekundah. Razmerje inducirane elektromotorne sile v pogojih (1) in (2) je…

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

Razprava
Znano je :
Hitrost spremembe fluksa (ΔØ)_B / Δt) začetno = 5/2
Hitrost spremembe fluksa (ΔØ)_B / Δt) konec = 5/8
Število zavojev (N) = 20
Vprašal Primerjava začetne in končne inducirane elektromagnetne sile
Jawab :
Začetek E : Konec E
-N (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
20 (5/2) : 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1 : 1/4
4: 1
Pravilen odgovor je D.

6. Magnetni pretok prve tuljave ima 200 zavojev in se spremeni za 0,06 Wb v 0,4 s. V drugi tuljavi se magnetni pretok spremeni za 0,08 Wb v 0,2 s. Če število zavojev v drugi tuljavi nadomestimo s polovico števila zavojev v prvi tuljavi, potem je razmerje inducirane elektromotorne sile v prvi in ​​drugi tuljavi ...
A. 2 : 3
B. 3 : 1
C. 3 : 4
O. 3 : 5
E. 3 : 8
Razprava
Znano je :
Hitrost spremembe fluksa (ΔØ)_B / Δt) začetno = 0,06/0,4
Začetno število obratov (N) = 200
Hitrost spremembe fluksa (ΔØ)_B / Δt) konec = 0,08/0,2
Končno število obratov (N) = 100
Vprašal Primerjava začetne in končne inducirane elektromagnetne sile
Jawab :
Začetek E : Konec E
-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. Med naslednjimi dejavniki:

(1) Število zavojev tuljave

(2) Hitrost spremembe magnetnega pretoka

(3) Smer magnetnega polja

Kar poveča inducirano elektromagnetno silo, je ...

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

B. Samo (1) in (2)

C. Samo (1) in (3)

Samo D. (1)

Samo E. (2)

Razprava

EMF je kratica za elektromotorno silo. Z drugimi besedami, EMF je vir električnega toka, na primer baterija itd. Na podlagi poskusov, ki jih je izvedel Faraday, je bilo odkrito, da čeprav konstantno magnetno polje ne more ustvariti električnega toka, ga lahko ustvari spreminjajoče se magnetno polje. Ta nastali električni tok se imenuje inducirani tok.

Dejavnike, ki vplivajo na inducirano elektromagnetno sevanje, je mogoče določiti z uporabo Faradayevega zakona indukcije, ki ga matematično izraža formula:

Negativni predznak v zgornji formuli pojasnjuje, da je smer magnetnega polja, ki ga ustvarja inducirani tok, vedno nasprotna smeri magnetnega polja, ki ustvarja inducirani tok.

Informacije:

N = število ovojev tuljave, B = magnetno polje, A = površina zanke, θ = kot med magnetnim poljem (B) in črto, pravokotno na površino tuljave (A).

Če je B pravokotna na površino tuljave, potem je θ = 0 ^o, tako da je Φ _B = BA cos 0 ^o = BA (1) = B A.

Če je B vzporedna s površino tuljave, potem je θ = 90 ^° , tako da je Φ _B = BA cos 9 ° ⁼ BA ( 0) = 0.

Na podlagi zgornje formule sklepamo, da število zavojev tuljave (N), hitrost spremembe magnetnega pretoka in smer magnetnega polja (θ ) povečajo inducirano elektromagnetno silo.

Pravilen odgovor je A.

8. Med naslednjimi dejavniki:

(1) število zavojev tuljave

(2) hitrost spremembe magnetnega pretoka

(3) zunanje ovire

Na inducirano elektromotorno silo v tuljavi vpliva ...

A. (1) in (3)

B. (1) in (2)

Samo C. (2)

D. (2) in (3)

Samo E. (3)

Razprava

Pravilen odgovor je B.

9. Poglejte naslednjo sliko! Če skozi žico AB teče električni tok I, potem je smer magnetne sile, ki deluje na žico AB, ...

A. Proti B
B. Na levo
C. Na desno
D. Pravokotno na ravnino papirja
E. Pravokotno na ravnino papirja

Razprava
Znano je :
Smer električnega toka = od A do B (navzdol)
Smer magnetnega polja = od severnega pola do južnega pola magneta (na desno)
Vprašal Smer magnetne sile
Jawab :

Pravilo desne roke
Iztegnite desno roko, iztegnite palec in sklenite ostale štiri prste. Štiri prste razporedite tako, da bodo usmerjeni v smer magnetnega polja (B). dan Palec kaže smer gibanja naboja (v). Če je električni naboj pozitiven, je dlan desne roke obrnjena v smeri magnetne sile (F). Če je naboj negativen, je hrbtna stran desne roke obrnjena v smeri magnetne sile (F).

Smer običajnega električnega toka, kot v zgornjem problemu, je enaka smeri pozitivnega električnega naboja. Z uporabo pravila desne roke je smer magnetne sile pravokotna na ravnino papirja oziroma proti bralčevemu očesu.
Pravilen odgovor je E.

10. Ravna žica, po kateri teče tok I, je nameščena med dva magnetna pola, kot je prikazano na sliki. Smer magnetne sile na žico je v isti smeri kot ...

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

Razprava
Znano je :
Smer električnega toka = v levo
Smer magnetnega polja = od severa proti jugu (navzgor)
Vprašal Smer magnetne sile
Jawab :
Če uporabimo pravilo desne roke, je smer magnetne sile pravokotna na ravnino papirja ali stran od bralčevega očesa ali v smeri negativne osi z.
Pravilen odgovor je B.

Vir vprašanja:

Vprašanja iz fizike za nacionalni izpit za višjo srednjo šolo/poklicno srednjo šolo