Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

На колі всі точки мають однаковий потенціал, отже 12 страница





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой


Задача 7 У магнітному полі, індукція якого 5· Тл , обертаеться стержень завдовжки 1м зі сталою кутовою швидкістю 20 . Вісь обертання проходить через кінець стержня і паралельна до силових ліній магнітного поля. Визначити ЕРС індукції, що виникає у стержні.

Дано: В = 5· Тл l = 1 м ω =20
- ?

Розв’язання:

Стержень, обертаючись, перетинає ліниї магнітної індукції.

При кожному оберті він перетинає магнітний потік . Протягом однієї секунди, за яку стержень обертається v разів , він перетинає магнітний потік у v разів більший,ніж

Оскільки зміна потоку відбувається за 1 с, то вона і визначає ЕРС індукції, яка дорівнює : v.

Частота обертання v і кутова швидкість ω пов’язані між собою співвідношенням ω = 2 , звідки v = .

Отже, маємо

= .


Обчислення: [ ] = = · = = В,

{ } = = - 0,5.

 

Відповідь: = - 0,5 В.

 

Задача 8 Чи можна вибрати таку систему відліку, у якій магнітна індукція в просторі навколо провідника зі струмом дорівнювала б нулю?

Відповідь: не можна, оскільки в такій системі відліку електро магнітне поле було б відсутнім, а воно матеріальне і не існувати не може. Тільки в різних системах відліку його прояв різний.

2 Розв’язування задач на явище електромагнітної самоіндукції

Задача 1 Визначити ЕРС самоіндукції, що виникає в обмотці електромагніта індуктивністю 0,5 Гн при рівномірній зміні струму в ній на 10 А за 50 мс.

Дано: L = 0,5 Гн ΔI = 10A Δt = 50 мс = 0,05 с

Розв’язання:

ЕРС самоіндукції визначається за формулою:

| | = L ; [ ] =Гн = = B.

| | = 0,5 = 100 B.

Відповідь: 100 В.

 

 

Задача 2 Знайти індуктивність провідника, в якому збільшення сили струму від 1,5 А до 3,5 А протягом 0,25 с збуджує ЕРС самоіндукції 20 мВ.

 

Дано: = 1,5 A =3,5 A 0,25 c = 20 мВ = 2 В
L – ?

Розв’язання:

ЕРС самоіндукції, яка виникає в провіднику при зміні сили струму в ньому:

=|L |↔ L =| |.

[L] = = Гн.


Обчислення: L = (Гн) = 2,5· Гн = 2,5 мГн.

Відповідь: L = 2,5· Гн = 2,5 мГн.

Задача 3 В однорідному магнітному полі розміщено виток, площа якого дорівнює

50 . Нормаль до площини витка утворює з вектором магнітної індукції кут 60˚. Індукція магнітного поля 0,2 Тл. Визначити середнє значення ЕРС індукції у витку, якщо магнітне поле зникає за 0,02 с.

Дано: S = 50 = 5· В = 0,2 Тл α = 60˚ t = 0,02 c = 2· c
– ?

Розв’язання:

ЕРС самоіндукції, яка виникає у витку при зміні магнітного потоку, визначаємо за формулою:

E = | |→ E = | |.

Де BScosα – магнітний потік через виток до вимикання полля; – магнітний потік через виток після вимикання, поля .

Тобто: = ; [ ] = = В.

Обчислення: = = 2,5 В = 25мВ.

Відповідь: = 25мВ.

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ:

Розв’язування задач:

Практична робота по темі «Розв’язування задач на явища електромагнітної індукції та самоіндукції» включає розділи: « Явище електромагнітної індукції», «Закон Ленца для електромагнітної індукції. Пояснення діамагнітних явищ», «Явище самоіндукції. ЕРС самоіндукції».

Практична робота складається з 12 рівноправних рівневих варіантів, вона включає: алгоритм розв'язування розрахункових задач, еталонний варіант з відповідями, відповіді до варіантів, довідникові таблиці, необхідні для якісного розв'язування якісних і кількісних задач.

Кожний варіант включає вісім завдань, розташованих у порядку зростання складності.

Повністю розв'язані перші п'ять завдань - середній рівень (оцінка 6), повністю розв'язані від першого до сьомого завдання (включно) - достатній рівень (оцінка 9), повністю розв'язані всі вісім завдань-високий рівень (оцінка 12). Студент вибирає завдання рівня на свій розсуд.

Завдання, у яких потрібне повне оформлення розв'язування, можуть бути виконані частково (не закінчені обчислення, розв'язання містить помилку чи описку, є недостатньо обґрунтованими тощо), у цьому разі студент одержує за завдання кількість балів меншу від зазначеного максимального бала.

Остаточна оцінка визначається за таблицею

Оцінка
Бали 2-3 4-5 6-7 8-9 10-11 12-13 14-15 16-17 18-19

 

Критерії і характеристики рівнів

Середній рівень (5-6 балів)   Студент повинен розв'язувати задачі не менше, ніж на 2-4 логічні кроки, виявляти знання і розуміння основних законів, формул  
Достатній рівень (7-9 балів)   Студент повинен розв'язувати задачі і вправи не менше ніж на 4-6 логічних кроки з обґрунтуванням, без допомоги вільно володіти вивченим матеріалом, застосовувати його на практиці в стандартних ситуаціях.
Високий рівень (10-12 балів) Студент розв'язує комбіновані типові задачі стандартним або оригінальним способом, вміє розв'язувати нестандартні задачі, виявляє творчі здібності, самостійно розв'язує задачі більш ніж на 5-6 логічних кроки.

Варіант 1.

1с. Індукційний струм виникає у будь-якому замкненому провідному контурі, якщо.

А.Контур перебуває в однорідному магнітному полі.

Б.Контур рухається поступально в однорідному магнітному полі.

В.Змінюється магнітний потік,що пронизує контур.

Г.Контур перебуває в неоднорідному магнітному полі

Д.Правильної відповіді не подано.

 

2с. За якою формулою визначається модуль ЕРС індукції,що виникає у провіднику, який рухається у магнітному полі?

А. Eі=N . Б.Еі=-L В. Еі=q Bυsin . Г. Еі=Bυlsin .

Д. Правильної відповіді не подано.

 

3с. Якою буде енергія магнітного поля котушки,індуктивність якої 10 Гн, якщо по ній проходить струм 4 А?

А. 80 Дж. Б. 100 Дж. В. 120 Дж. Г. 140 Дж.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

4с. Визначте індуктивність котушки,в якій рівномірна зміна сили струму на 0,8А за с збуджує ЕРС самоіндукції 1,2В.

А. 10мкГн. Б. 15 мкГн. В. 20 мкГн. Г. 25 мкГн.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

5с. Магнітний потік через замкнутий провідний контур за 4 мс рівномірно змінюється від 8 мВб до 24 мВб. ЕРС індукції в контурі …

А. … менше 1 В. Б. … дорівнює 2 В.

В. … дорівнює 4 В. Г. … дорівнює 6 В.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

6д. На рисунку наведено графік залежності сили струму в котушці від часу після розмикання ключа. На скільки зменшилась енергія магнітного поля в котушці за перші 20 мс, якщо індуктивність котушки дорівнює 0,3 Гн?

А. Від 10 мДж до 30 мДж. Б. Від 70 мДж до 100 мДж.

В. Від110 мДж до 140 мДж. Г. Від 160мДж до 200мДж.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

7д. Діаметр сердечника електромагніту 2 см, довжина 20 см і відносна магнітна проникність 480. Визначте кількість витків обмотки електромагніту, якщо його індуктивність 3 Гн.

А. 1980. Б. 1780. В. 1580. Г. 1380.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

8в. Мідне дротове кільце розташоване горизонтально в однорідному вертикальному магнітному полі. Магнітна індукція поля змінюється з часом зі швидкістю 2 Тл/с. Радіус кільця дорівнює 5 см, а радіус дроту 1 мм. Знайдіть індукційний струм у кільці.

Варіант 2

1с. Залежність магнітного потоку від сили струму визначається за формулою: …

А. Ф = LI. Б. Ф= BScosα В. Ф = BS. Г. Ф = BSN.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

2с. На рисунку наведено схематичне зображення замкнутої накоротко котушки,яку охоплює дротовий виток із джерелом струму і ключем. Виберіть правильне твердження.

А.Індуктивний струм у котушці буде існувати весь час,поки ключ замкнутий.

Б.При замиканні ключа в котушці на короткий час виникає індуктивний струм.

В.У котушці взагалі не виникає індуктивний струм.

Г.При розмиканні ключа в котушці не виникає індуктивний струм.

Д.Правильної відповіді не подано.

 

3с. Магнітний потік,що пронизує контур провідника,рівномірно змінюється на 0,6 Вб так, що ЕРС індукції 1,2 В. Визначте час зміни магнітного потоку.

А. 0,2с. Б. 0,3с. В. 0,4с. Г. 0,5с.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

4с. У котушці з індуктивністю 2,5 Гн при зростанні сили струму виникала ЕРС самоіндукції 30 В. Щосекунди сила струму збільшувалася …

А. … менше ніж на 0,1 А. Б. … на 6 А.

В. … на 12 А. Г. …більша ніж на 30 А.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

5с. Знайдіть індуктивність котушки, в якій унаслідок рівномірної зміни сили струму на 6 А за 120 мс виникає ЕРС самоіндукції 4 В.

А. 5 мГн. Б. 80 мГн. В. 180 мГн. Г. 200 мГн.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

6д. При зміні сили струму з 2,5 А до 14,5 А у котушці магнітний потік збільшується на 2,5 Вб. Визначте енергію магнітного поля котушки при силі струму 5 А.

А. 1,4 мДж. Б. 1,8 мДж. В. 2,2 мДж. Г. 2,6 мДж.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

7д. Вісь котушки з 100 витків вертикальна, площа кожного витка 10см2. Котушка знаходиться у вертикальному однорідному магнітному полі, яке змінюється. Котушка підключена до джерела постійної напруги 5 В, однак струм у ній відсутній. Швидкість зміни магнітного поля…

А. … менше 5 Тл/с. Б. … від 10 Тл/с до 35 Тл/с.

В. …від 45 Тл/с до 55 Тл/с. Г. … більше 70 Тл/с.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

8в. Магніт падає без початкової швидкості в довгій вертикальній мідній трубі, не стикаючись з нею. Повітря в трубі немає. Нарисуйте приблизний графік залежності швидкості магніту від часу. Поясніть, чому графік має саме такий вигляд.

Варіант 3

1с. За правилом Ленца визначається …

А.Напрям постійного електричного струму.

Б.Напрям зовнішнього магнітного поля.

В.Напрям магнітного поля Землі.

Г.Напрям вихрового електричного поля.

Д.Правильної відповіді не подано.

 

2с. Якщо розімкнути ключ у колі живлення потужного електромагніту, спостерігається сильна іскра. Її викликає…

А.… ЕРС джерела струму.

Б.… ЕРС самоіндукції в котушці електромагніту.

В.… хаотичний рух вільних електронів у провідниках.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

3с. З якою швидкістю змінюється струм у котушці, індуктивність якої 12 Гн, якщо в ній виникає ЕРС самоіндукції 120 в?

А. 4 А/с. Б. 6 А/с. В. 8 А/с. Г. 10 А/с.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

4с. Котушку індуктивністю 2 Гн, в якій іде струм 4 А, замикають накоротко. У котушці виділиться кількість теплоти…

А. … менше 0,5 Дж. Б.… 8 Дж.

В. … 16 Дж. Г.… більше 30 Дж.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

5с. Під час рівномірного зростання магнітного потоку крізь котушку в ній виникає ЕРС індукції 80 мВ. На скільки збільшується магнітний потік крізь котушку за 5 с?

А. На 16 мВб. Б. На 40 мВб. В. На 0,4 Вб. Г. На 4 Вб.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

6д. Магнітна індукція однорідного магнітного поля змінюється зі швидкістю 20 Тл за секунду. При цьому в котушці з площею поперечного перерізу 6см2 збуджується ЕРС індукції 12 В. Вісь котушки паралельна до лінії магнітної індукції. Кількість витків у котушці…

А. … менше 200. Б. … дорівнює 500.

В. … дорівнює 1000. Г. … більше 1200.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

7д. У котушці за 0,01 с струм зростає з 1 А до 2 А. При цьому в котушці виникає ЕРС самоіндукції 20 В. Визначте зміну енергії магнітного поля котушки.

А. 1 Дж. Б. 2 Дж. В. 3 Дж. Г. 4 Дж.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

8в. У показаному на рисунку колі при замкнутому ключі сила струму в обох лампах однакова. Яка з ламп загоряється раніше при замиканні ключа? Раніше гасне при розмиканні ключа? Відповідь поясніть.

 

Варіант 4

1с. Виберіть загальну формулу, що виражає закон електромагнітної індукції.

А. . Б. . В. . Г. .

Д. Правильної відповіді не подано.

 

2с. Мікрофон призначається для…

А.Перетворення електромагнітних коливань на звукові.

Б.Перетворення звукових коливань на електромагнітні.

В.Перетворення змінного струму на постійний.

Г.Перетворення постійного струму на змінний.

Д.Правильної відповіді не подано.

 

3с. Коли магніт переміщають усередину короткозамкненої дротової котушки (див. рисунок), у котушці виникає індукційний струм. Виберіть правильне твердження.

А.

N S
Лінії магнітної індукції поля магніту входять у його північний полюс.

Б.Магніт і котушка відштовхуються.

В.Усередині котушки магнітне поле індукційного струму напрямлене вгору.

Г. Індукційний струм напрямлений в котушці проти годинникової стрілки (якщо дивитися зверху).

Д.Правильної відповіді не подано.

 

4с. За сили струму в котушці 1,5 А енергія магнітного поля дорівнює 0,45 Дж. Знайдіть індуктивність котушки.

А. 40мГн. Б. 60 мГн. В. 300 мГн. Г. 400 мГн.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

5с. Визначте ЕРС, що індукується у прямому провіднику, який рухається у магнітному полі з індукцією 9 Тл. Швидкість руху провідника 7 м/с, його довжина 40 см. Провідник перетинає магнітне поле під кутом 30°.

А. 11,6 В. Б. 12,6 В. В. 13,6 В. Г. 14,6 В.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

6д. Визначте об’ємну густину енергії магнітного поля котушки радіусом 3см, індуктивністю 2 нГм, завдовжки 5 см з витками дроту при силі струму 2 А.

А.1,5 . Б. 1,6 . В. 1,7 . Г. 1,8 .

Д. Правильної відповіді не подано.

 

7д. У котушці з 200 витків дроту протягом 5 мс збуджувалася постійна ЕРС індукції 160 В. Як змінювався магнітний потік через кожний виток?

А. Не змінювався. Б. За 5 мс змінився на 0,8 Вб.

В. За 5мс змінився менше ніж на 5 Вб. Г. За 1 мс змінювався на 0,8 Вб.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

8в. Замкнутий ізольований провідник довжиною 8 м розташований по периметру кругової горизонтальної площадки. Який заряд пройде через провідник, якщо надати йому форму квадрата? Опір провідника дорівнює 4 Ом, вертикальна складова магнітного поля Землі 50 мкТл.

Варіант 5

 

1c. Самоіндукція – це явище виникнення…

А.Змінного магнітного поля під дією змінного електричного поля.

Б.ЕРС у провіднику, по якому протікає змінний струм.

В.ЕРС у провіднику, по якому протікає постійний струм.

Г.ЕРС у провіднику під дією змінного зовнішнього магнітного поля.

Д.Правильної відповіді не подано.

 

N S
2с. До центра мідного кільця, підвішеного на нитці, швидко підносять магніт (див. рисунок). Що відбувається з кільцем?

А. Кільце відштовхується від магніту. Б.Кільце притягується до магніту.

В. Кільце залишається нерухомим. Г. У кільці виникає незгасаючий струм.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

3с. Реактивний літак з розмахом крил 43,3 м летить горизонтально зі швидкістю 900 км/год. Визначте різницю потенціалів, яка виникає на кінцях крил, якщо вертикальна складова індукції магнітного поля Землі .

А. 14 мВ. Б. 34 мВ. В. 54 мВ. Г. 74 мВ.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

4с. У котушці індуктивністю 0,5 Гн при зростанні сили струму виникла ЕРС самоіндукції 12 В. визначте швидкість зміни сили струму.

А. 8 А/с. Б. 16 А/с. В. 24 А/с. Г. 30 В.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

5с. Вертикальний стержень довжиною 40 см рухається зі швидкістю 1 м/с у горизонтальному напрямку перпендикулярно горизонтальних ліній магнітної індукції однорідного магнітного поля. Якою є ЕРС індукції в стрижні, якщо магнітна індукція поля дорівнює 75 Тл.

А. 30 мВ. Б. 300 мВ. В. 3 В. Г. 30 В.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

6д. До джерела струму з ЕРС 40 В і внутрішнім опором 1 Ом приєднали котушку з опором 3 Ом. Визначте індуктивність котушки, якщо при встановленні постійної сили струму енергія її магнітного поля 7,5 Дж.

А. 0, 15 Гн. Б. 0,25 Гн. В. 0,35 Гн. Г. 0,45 Гн.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

7д. Який заряд пройде через поперечний переріз замкнутого провідника з опором 10 Ом при зміні магнітного потоку від 35 мВб до 15 мВб?

А. 0,15 мКл. Б. 3,5 мКл. В. 2 мКл. Г. 1,5 мКл.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

8в. Свинцеве кільце радіусом 5 см розташоване горизонтально між полюсами електромагніту, який створює вертикальне однорідне магнітне поле з магнітною індукцією 0,5 Тл. Охолоджуючи кільце, його переводять у надпровідний стан. Якою буде сила струму в кільці після вимикання електромагніту? Індуктивність надпровідного кільця 5 мГн.

Варіант 6

1с. Явище самоіндукції в електродинаміці аналогічне до…

А. Явища нагрівання речовини у молекулярній фізиці.

Б. Явища інерції в механіці.

В. Явища протікання електричного струму в електродинаміці.

Г. Явища розпаду ядер атомів у квантовій фізиці.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

2с. Якщо магнітне поле зменшується, то вихрове електричне поле…

А. Зростає і його напрям визначається за правилом лівого обхвату.

Б. Зростає і його напрям визначається за правилом правого обхвату.

В. Зменшується і його напрям визначається за правилом лівого обхвату.

Г. Зменшується і його напрям визначається за правилом правого обхвату.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

3с. Визначте енергію магнітного поля котушки індуктивністю 12 мГн, в якій протікає постійний струм силою 25 мА.

А. 1,7 Дж. Б. 2, 75 Дж. В. 3,75 Дж. Г. 4,75 Дж.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

4с. За якої сили струму енергія магнітного поля котушки з індуктивністю 0,6 Гн дорівнює 2,7 Дж?

А. 1,5 А. Б. 2 А. В. 3А. Г. 4,5 А.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

5с. магнітний потік через замкнений провідний контур за 6 мс рівномірно змінюється з 10 мВб до 28 мВб. ЕРС індукції в контурі…

А. 1 В. Б. 2 В. В. 3 В. Г. 4 В.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

6д. У котушці опором 5 Ом проходить струм 17 А. Індуктивність котушки 50 мГн. Яка буде напруга на затискачах котушки, якщо струм у ній рівномірно зростатиме зі швидкістю ?

А. 50 В. Б. 85 В. В. 135 В. Г. 185 В.

Д. Правильної відповіді не подано.

 

7д. По горизонтальних рейках розташований у вертикальному магнітному полі з індукцією 0,02 Тл, ковзає провідник завдовжки 2 м зі сталою швидкістю. Кінці рейок заморочено на резистор з опором 4 Ом. З якою швидкістю рухається провідник, якщо на резисторі за 1 с виділяється 8 м Дж теплоти? Опором провідника і рейок знехтувати.

А. 6 м/с. Б. 7 м/с. В. 8 м/с. Г. 9 м/с.

Д. Правильної відповіді не подано.

ϖ


l l  
8в. Металеве кільце радіусом знаходиться в однорідному магнітному полі з вектором магнітної індукції , перпендикулярним до площини кільця. Дві металеві стрілки опором R кожна має контакт між собою і з кільцем (див. рисунок). Одна стрілка нерухома, а інша рівномірно обертається з кітовою швидкістю . Знайдіть силу струму у стрілках. Опором кільця можна знехтувати.

Варіант 7

1с. Вихрове електричне поле виникає при…

А.…проходженні постійного струму по замкнутому контуру.

Б.…змінах магнітного поля.

В.…взаємодії двох електричних струмів.

Г.…взаємодії двох нерухомих заряджених частинок.

Д.Правильної відповіді не подано.

 

2с. Енергія магнітного поля визначається за формулою:…
А. Wm = . Б. Wm = . В. Wm = mgh. Г. Wm = .

Д. Правильної відповіді не подано.

 

3c. Яка індуктивність котушки, якщо при зміні сили струму в ній на 5А протягом 0,25 с виникає ЕРС самоіндукції 150В?
А. 5,5 Гн. Б. 6,5 Гн. В. 7,5 Гн. Г. 8,5 Гн. Д. Правильної відповіді не подано.

 

4с. Якою є ЕРС індукції в горизонтальному стрижні довжиною 20см, який падає зі швидкістю 2м/с в однорідному магнітному полі з індукцією 50мТл? Вектор магнітної індукції поля спрямований горизонтально, під прямим кутом до стрижня.

А. Більшою,ніж 300 мВ. Б. 200 мВ. В. 20 мВ. Г. 2 мВ.

Д. Правильної відповіді не подано.

S   N

5с. На рисунку показано напрям індукційного струму, що виникає в короткозамкненій дротовій котушці, коли відносно неї переміщають магніт. Виберіть правильне твердження.

А.Усередині котушки лінії магнітної індукції поля магніту напрямлені вгору.

Б.Усередині котушки магнітне поле індукційного струму напрямлене вгору.

В. Між магнітом і котушкою існує притягання.

Г.Магніт віддаляють від котушки.

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.