Mifano 10 ya Maswali ya Uingizaji wa Sumaku-umeme Uingizaji wa EMF
1. Jenereta ina koili yenye mizunguko kadhaa N na eneo la sehemu mtambuka A. Koili iko kwenye uwanja wa sumaku B, kisha huzungushwa kwa kasi ya pembe ω ili EMF ya juu inayosababishwa ya volti 50 izalishwe. Ikiwa uwanja wa sumaku hubadilika hadi 1/2 ya thamani yake ya asili na kasi yake ya pembe hubadilika hadi mara 4 ya thamani yake ya asili, basi EMF ya juu inayosababishwa itakuwa...
A. volti 25
B. volti 50
C. volti 100
D. Volti 200
Volti E. 250
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Idadi ya zamu 1 (N 1 ) = N
Eneo la sehemu mtambuka 1 (A 1 ) = A
Sehemu ya sumaku 1 (B 1 ) = B
Kasi ya pembe 1 (ω 1 ) = ω
EMF inayosababishwa kwa kiwango cha juu 1 (ε 1 ) = Volti 50
Sehemu ya sumaku 2 (B 2 ) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5
Kasi ya angular 2 (ω 2 ) = 4ω = 4(1) = 4
Swali: EMF ya juu zaidi inayosababishwa ni 2 ( ε2 )
Jibu:
Mlinganyo wa EMF uliosababishwa kwa kiwango cha juu zaidi:
ε upeo = NBA ω
Taarifa:
ε upeo = emf ya juu zaidi inayosababishwa, N = idadi ya mizunguko, B = uwanja wa sumaku, A = eneo la sehemu mtambuka, ω = kasi ya pembe
Kiwango cha juu kabisa cha EMF 1 (ε 1 ):
ε upeo = NBA ω
Ikiwa ω = 1 na B = 1 basi
50 = N (1) A (1)
50 = NA
Kiwango cha juu kabisa cha EMF 2 (ε 2 ):
ε upeo = NBA ω
NA = 50, B = 0,5, ω = 4
ε kiwango cha juu = (50)(0,5)(4)
ε kiwango cha juu = 100
Jibu sahihi ni C.
2. Ili kiwango cha juu cha EMF kinachozalishwa na jenereta kiwe 1/2 ya asili, kiasi kinachopaswa kubadilishwa kulingana na taarifa iliyo hapa chini ni...
A. Kasi ya pembe na idadi ya zamu huongezeka maradufu
B. Uingizaji wa sumaku na masafa yake huongezeka maradufu.
C. Eneo la sehemu mtambuka huongezeka maradufu na kipindi huongezeka maradufu
D. Idadi ya zamu na kipindi hutengenezwa mara 4 ya awali.
E. Marudio na kipindi huongezeka maradufu.
Majadiliano
Mlinganyo wa EMF uliosababishwa kwa kiwango cha juu zaidi:
ε upeo = NBA ω
Taarifa:
ε upeo = emf ya juu zaidi inayosababishwa, N = idadi ya mizunguko, B = uwanja wa sumaku, A = eneo la sehemu mtambuka, ω = kasi ya pembe
Ikiwa N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1 basi ε max = NBA ω = (1) (1) (1) (1) = 1
A. Kasi ya pembe (ω) na idadi ya zamu (N) huongezeka maradufu
ε upeo = NBA ω
ε kiwango cha juu = (2)(1)(1)(2)
ε kiwango cha juu = 4
B. Uingizaji wa sumaku (B) na masafa yake (f) huongezeka maradufu.
Fomula ya kasi ya pembe (ω) = 2πf. Masafa ni sawia moja kwa moja ili ikiwa masafa (f) yataongezeka maradufu, kasi ya pembe (ω) itaongezeka maradufu.
ε upeo = NBA ω
ε kiwango cha juu = (1)(2)(1)(2)
ε kiwango cha juu = 4
C. Eneo la sehemu mtambuka (A) huongezeka maradufu na kipindi hicho ni mara 4 zaidi ya kile cha awali
Fomula ya kasi ya angular (ω) = 2πf = 2π/T. Kipindi hiki kina uwiano kinyume chake ili ikiwa kipindi kitakuwa mara 4 ya awali basi kasi ya angular inakuwa 1/4 mara ya awali.
ε upeo = NBA ω
ε kiwango cha juu = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4
ε kiwango cha juu = 1/2
D. Idadi ya zamu (N) na kipindi (T) huongezeka hadi mara 4
Fomula ya kasi ya angular (ω) = 2πf = 2π/T. Kipindi hiki kina uwiano kinyume chake ili ikiwa kipindi kitakuwa mara 4 ya awali basi kasi ya angular inakuwa 1/4 mara ya awali.
ε upeo = NBA ω
ε kiwango cha juu = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4
ε kiwango cha juu = 1
E. Masafa (f) na nukta (T) huongezeka maradufu.
Masafa ni sawia moja kwa moja ili ikiwa masafa (f) yanaongezeka maradufu basi kasi ya pembe (ω) inakuwa maradufu. Kipindi kina uwiano kinyume chake ili ikiwa kipindi kinaongezeka maradufu basi kasi ya pembe inakuwa 1/2 ya asili. Matokeo ya mwisho, kasi ya pembe ni thabiti.
ε upeo = NBA ω
ε kiwango cha juu = (1)(1)(1)(1)
ε kiwango cha juu = 1
Jibu sahihi ni C.
3. Mtiririko wa sumaku katika koili yenye mizunguko 1.000 huongezeka kutoka 0,03 Wb hadi 0,04 Wb katika sekunde 0,2 ili thamani ya EMF inayotokana iwe E1 . Ikiwa koili hiyo hiyo itapata mabadiliko katika mtiririko wa sumaku kutoka 0,02 Wb hadi 0,04 Wb katika sekunde 0,1, thamani ya EMF inayosababishwa ni E2 . Uwiano wa E1 na E2 ni …
A. 1: 1
B. 1: 2
C. 1: 4
D. 2: 1
M. 4: 1
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Idadi ya zamu (N) = 1000
Mabadiliko ya mkondo 1 ( Δφ 1 ) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb
Muda wa muda 1 (Δt 1 ) = sekunde 0,2
EMF 1 Iliyochochewa = E 1
Mabadiliko ya mkondo 2 ( Δφ 1 ) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb
Muda wa muda 2 (Δt 2 ) = sekunde 0,1
EMF 2 Iliyochochewa = E 2
Aliuliza: E 1 : E 2
Jibu:
Ulinganisho wa E 1 na E 2 :
E 1 : E 2
50: 200
1: 4
Jibu sahihi ni C.
4. Koili hupenya uwanja wa sumaku ulio sawa kwa njia ya pembeni, na kusababisha EMF inayosababishwa. Ikiwa koili itabadilishwa na koili nyingine yenye idadi mara mbili ya mizunguko ya koili ya asili na kiwango cha mabadiliko ya mtiririko kinabaki sawa, basi uwiano wa EMF ya awali na ya mwisho inayosababishwa ni...
A. 1: 1
B. 1: 2
C. 2: 1
D. 3: 1
M. 3: 2
Majadiliano
Inajulikana :
Idadi ya awali ya zamu (N) = 1
Idadi ya mwisho ya zamu (N) = 2
Kiwango cha awali cha mabadiliko ya mtiririko (ΔØ)B / Δt) = kiwango cha mwisho cha mabadiliko ya mtiririko (ΔØB /Δt)
Aliuliza Ulinganisho wa EMF ya awali na ya mwisho iliyosababishwa
Jawab :
Sheria ya Faraday ya fomula ya uanzishaji :
E = -N (ΔØB /Δt)
Maelezo: E = emf iliyosababishwa, N = idadi ya zamu, ΔØB / Δt = kiwango cha mabadiliko ya mtiririko
Ulinganisho wa EMF ya awali na ya mwisho iliyosababishwa :
Mwanzo E: Mwisho E
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
1: 2
Jibu sahihi ni B.
5. Katika hali ya awali (1), mkondo wa sumaku hubadilika kwa Wb 5 katika sekunde 2 katika koili yenye mizunguko 20. Katika hali ya (2), mabadiliko sawa ya mkondo huchukua sekunde 8. Uwiano wa EMF inayosababishwa katika hali ya (1) na (2) ni…
A. 1: 1
B. 2: 1
C. 3: 1
D. 4: 1
M. 4: 3
Majadiliano
Inajulikana :
Kiwango cha mabadiliko ya mtiririko (ΔØ)B / Δt) mwanzo = 5/2
Kiwango cha mabadiliko ya mtiririko (ΔØ)B / Δt) mwisho = 5/8
Idadi ya zamu (N) = 20
Aliuliza Ulinganisho wa EMF ya awali na ya mwisho iliyosababishwa
Jawab :
Mwanzo E: Mwisho E
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
20 (5/2): 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1: 1/4
4: 1
Jibu sahihi ni D.
6. Mtiririko wa sumaku wa koili ya kwanza una mizunguko 200 na hubadilika kwa 0,06 Wb katika sekunde 0,4. Katika koili ya pili, mtiririko wa sumaku hubadilika kwa 0,08 Wb katika sekunde 0,2. Ikiwa idadi ya mizunguko katika koili ya pili inabadilishwa na nusu ya idadi ya mizunguko katika koili ya kwanza, basi uwiano wa emf inayosababishwa katika koili ya kwanza na ya pili ni...
A. 2: 3
B. 3: 1
C. 3: 4
D. 3: 5
M. 3: 8
Majadiliano
Inajulikana :
Kiwango cha mabadiliko ya mtiririko (ΔØ)B / Δt) mwanzo = 0,06/0,4
Idadi ya awali ya zamu (N) = 200
Kiwango cha mabadiliko ya mtiririko (ΔØ)B / Δt) mwisho = 0,08/0,2
Idadi ya mwisho ya zamu (N) = 100
Aliuliza Ulinganisho wa EMF ya awali na ya mwisho iliyosababishwa
Jawab :
Mwanzo E: Mwisho E
-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. Miongoni mwa mambo yafuatayo:
(1) Idadi ya mizunguko ya koili
(2) Kiwango cha mabadiliko ya mtiririko wa sumaku
(3) Mwelekeo wa uwanja wa sumaku
Kinachoongeza EMF inayosababishwa ni….
A. (1), (2), na (3)
B. (1) na (2) pekee
C. (1) na (3) pekee
D. (1) pekee
E. (2) pekee
Majadiliano
EMF inawakilisha Nguvu ya Kielektroniki. Kwa maneno mengine, EMF ni chanzo cha mkondo wa umeme, kama vile betri, n.k. Kulingana na majaribio yaliyofanywa na Faraday, iligundulika kuwa ingawa uwanja wa sumaku usiobadilika hauwezi kutoa mkondo wa umeme, uwanja wa sumaku unaobadilika unaweza kutoa mkondo wa umeme. Mkondo huu wa umeme unaotokana unaitwa mkondo uliosababishwa.
Mambo yanayoathiri EMF inayosababishwa yanaweza kuamuliwa kwa kutumia sheria ya Faraday ya uanzishaji, ambayo inaonyeshwa kihisabati na fomula:
Ishara hasi katika fomula hapo juu inaelezea kwamba mwelekeo wa uwanja wa sumaku unaozalishwa na mkondo uliosababishwa huwa kinyume na mwelekeo wa uwanja wa sumaku unaozalisha mkondo uliosababishwa.
Taarifa:
N = idadi ya mizunguko ya koili, B = uwanja wa sumaku, A = eneo la uso wa kitanzi, θ = pembe kati ya uwanja wa sumaku (B) na mstari ulio sawa na uso wa koili (A).
Ikiwa B iko pembeni mwa uso wa koili basi θ = 0 o ili Φ B = BA cos 0 o = BA (1) = B A.
Ikiwa B ni sambamba na uso wa koili basi θ = 90 o ili Φ B = BA cos 9 0 o = BA (0) = 0.
Kulingana na fomula hapo juu, imehitimishwa kwamba kinachoongeza EMF inayosababishwa ni idadi ya zamu za koili (N), kiwango cha mabadiliko ya mtiririko wa sumaku na mwelekeo wa uwanja wa sumaku (θ ).
Jibu sahihi ni A.
8. Miongoni mwa mambo yafuatayo:
(1) idadi ya zamu za koili
(2) kiwango cha mabadiliko ya mtiririko wa sumaku
(3) vikwazo vya nje
Kinachoathiri EMF inayosababishwa kwenye koili ni….
A. (1) na (3)
B. (1) na (2)
C. (2) pekee
D. (2) na (3)
E. (3) pekee
Majadiliano
Jibu sahihi ni B.
9. Angalia picha ifuatayo! Ikiwa mkondo wa umeme mimi unapita kupitia waya AB, basi mwelekeo wa nguvu ya sumaku inayopatikana na waya AB ni...
A. Kuelekea B
B. Kushoto
C. Kulia
D. Sambamba na ndege ya karatasi
E. Sambamba na ndege ya karatasi
Majadiliano
Inajulikana :
Mwelekeo wa mkondo wa umeme = A hadi B (chini)
Mwelekeo wa uwanja wa sumaku = ncha ya kaskazini hadi ncha ya kusini ya sumaku (kulia)
Aliuliza : Mwelekeo wa nguvu ya sumaku
Jawab :
Sheria ya mkono wa kulia
Nyoosha mkono wako wa kulia, nyoosha kidole gumba chako, na funga vidole vyako vingine vinne. Panga vidole vyako vinne ili vielekee upande wa uwanja wa sumaku (B). kutoka Kidole gumba kinaonyesha mwelekeo wa mwendo wa chaji (v). Ikiwa chaji ya umeme ni chanya, kiganja cha mkono wa kulia kinaelekea upande wa nguvu ya sumaku (F). Ikiwa chaji ni hasi, sehemu ya nyuma ya mkono wa kulia inaelekea upande wa nguvu ya sumaku (F).
Mwelekeo wa mkondo wa umeme wa kawaida, kama ilivyo katika tatizo hapo juu, ni sawa na mwelekeo wa chaji chanya ya umeme. Kwa kutumia sheria ya mkono wa kulia, mwelekeo wa nguvu ya sumaku ni sawa na ndege ya karatasi, au kuelekea jicho la msomaji.
Jibu sahihi ni E.
10. Waya iliyonyooka inayobeba mkondo wa I imewekwa kati ya nguzo mbili za sumaku kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro. Mwelekeo wa nguvu ya sumaku kwenye waya uko katika mwelekeo sawa na...
A. Mhimili chanya wa z
B. Mhimili hasi wa z
C. Mhimili chanya wa y
D. Mhimili hasi wa y
E. Mhimili-x chanya
Majadiliano
Inajulikana :
Mwelekeo wa mkondo wa umeme = upande wa kushoto
Mwelekeo wa uwanja wa sumaku = kaskazini hadi kusini (juu)
Aliuliza : Mwelekeo wa nguvu ya sumaku
Jawab :
Ikiwa sheria ya mkono wa kulia itatumika, mwelekeo wa nguvu ya sumaku ni sawa na ndege ya karatasi au mbali na jicho la msomaji au katika mwelekeo wa mhimili hasi wa z.
Jibu sahihi ni B.
Chanzo cha swali:
Maswali ya Fizikia ya Mtihani wa Kitaifa kwa Shule ya Upili ya Wazee/Shule ya Upili ya Ufundi
