Задачі з фізики. Електромагнітна індукція
Середній рівень
13.1.0 Як потрібно орієнтувати дротову рамку в однорідному магнітному полі, щоб магнітний потік через рамку дорівнював нулю? Був максимальним?
13.2.0 Магнітний потік через квадратну дротову рамку зі стороною 5 см, площина якої перпендикулярна до ліній індукції однорідного магнітного поля, дорівнює 0,1 мВб. Чому дорівнює модуль вектора індукції магнітного поля?
13.3. Лінії магнітної індукції однорідного магнітного поля утворюють кут 30° із вертикаллю. Модуль вектора магнітної індукції дорівнює 0,2 Тл. Який магнітний потік пронизує горизонтальне дротове кільце радіусом 10 см?
13.4. Смуговий магніт падає крізь дротову котушку. Порівняйте час падіння у випадках, коли котушка замкнута і розімкнута.
13.5. Магнітний потік, що пронизує замкнутий контур, рівномірно зростає від 2 мВб до 14 мВб за 6 мс. Чому дорівнює ЕРС індукції в контурі?
13.6. Вертикальний металевий стержень довжиною 50 см рухається горизонтально зі швидкістю 3 м/с у однорідному магнітному полі з індукцією 0,15 Тл. Лінії індукції магнітного поля напрямлені горизонтально під прямим кутом до напряму вектора швидкості стержня. Чому дорівнює ЕРС індукції в стержні?
13.7. Горизонтальний сталевий стержень довжиною 40 см рухається вертикально вниз із швидкістю 2 м/с у однорідному магнітному полі з магнітною індукцією 10 мТл. Чому дорівнює ЕРС індукції в стержні? Вектор магнітної індукції напрямлений під прямим кутом до стержня й утворює кут 60° із вертикаллю.
13.8. З якою мінімальною швидкістю потрібно рухати в однорідному магнітному полі з магнітною індукцією 50 мТл стержень довжиною 2 м, щоб у стержні виникала ЕРС індукції 0,6 В?
13.9.Чому при розмиканні кола живлення електродвигуна читрансформатора може виникнути сильна іскра?
13.10. Яка індуктивність контуру, якщо при силі струму 6 А його Пронизує магнітний потік 0,3 мВб?
13.11. Яка ЕРС самоіндукції виникає в котушці з індуктивністю 20 мГн при рівномірній зміні сили струму на 15 А за 1 с?
13.12. Якою повинна бути швидкість зміни сили струму, щоб у котушці з індуктивністю 50 мГн виникла ЕРС самоіндукції ЗО В?
13.13. Яка індуктивність контуру, якщо при рівномірній зміні сили струму на 5 А за 50 мс у цьому котурі виникає ЕРС 10 В?
13.14. У котушці індуктивністю 0,4 Гн сила струму дорівнює 5 А. Яка енергія магнітного поля котушки?
13.15. Енергія магнітного поля котушки індуктивністю 0,5 Гн дорівнює 0,25 Дж. Яка сила струму в котушці?
13.16. Яка індуктивність котушки, якщо при силі струму З А енергія магнітного поля котушки дорівнює 1,8 Дж?
Достатній рівень
13.17. На рисунку показано різні ситуації, в яких спостерігається явище електромагнітної індукції. Сформулюйте і розв’яжіть задачу для кожного випадку.
13.19.0 Короткозамкнену котушку охоплює дротовий виток (див. рисунок). Визначіть напрям індукційного струму в котушці: а) при замиканні ключа; б) при розмиканні ключа.
13.20.0 На вставлений у котушку А вертикальний сердечник В надіто мідне кільце С (див. рисунок). При підключенні котушки до джерела струму кільце підстрибує. Поясніть це явище.
13.21. Лінії магнітної індукції однорідного магнітного поля утворюють кут 30° із вертикаллю. Модуль вектора магнітної індукції дорівнює 0,2 Тл. У магнітному полі знаходиться вертикальне дротове кільце площею 5 см2, що обертається навколо вертикальної осі симетрії. Чи може магнітний потік, що пронизує кільце в деякий момент, дорівнювати: а) нулю; б) 20 мкВб; в) 45 мкВб; г) 70 мкВб?
13.22. На рис. а — в показано графіки залежності від часу магнітних потоків через різні замкнуті коніури. В яких із контурів ЕРС індукції не залежить від часу? Знайдіть значення модуля ЕРС індукції для цих контурів.
13.25. Смуговий магніт різко висмикують із порожнього циліндру В якому випадку виконана робота більша: якщо циліндр картон* ний чи якщо він мідний?
1 з.2б.ОВВ Магніт падає в довгій вертикальній мідній трубі, в якій немає повітря. Магніт не дотикається до труби. Опишіть характер падіння.
13.27.0 Маятник являє собою маленький магніт, підвішений на довгій нитці. Чи зміниться характер коливань маятника, якщо до нього знизу піднести мідний лист?
13.28. У котушці з 200 витків збуджується постійна ЕРС індукції 160 В. На скільки змінився протягом 5 мс магнітний потік через кожний з витків?
13.29. Магнітна індукція однорідного магнітного поля змінюється
зі швидкістю 20 Тл за секунду. При цьому в котушці з площею поперечного перерізу 6 см2 збуджується ЕРС індукції 12 В. Скільки витків у котушці? Вісь котушки паралельна до ліній магнітної індукції.
13.30. Магнітна індукція однорідного магнітного поля змінюється зі швидкістю 20 Тл за секунду. При цьому в котушці з площею поперечного перерізу 6 см2, що містить 1000 витків, збуджується ЕРС індукції 6 В. Який кут утворює вісь котушки з лініями магнітної індукції поля?
13.31. Автомобільна котушка запалювання живиться через переривач від бортової мережі 12 В. Чому при русі автомобіля напруга між контактами переривача може перевищувати 300 В?
13.32. ga При зміні сили струму в кожному витку довгої котушки з дроту виникає ЕРС самоіндукції <Г5І = 0,5 В. Яка напруженість Е вихрового електричного поля у витках, якщо радіус витків г = 3 см?
13.33. При розмиканні кола в котушці виникла ЕРС самоіндукції 300 В. Яка напруженість вихрового електричного поля у витках котушки, якщо їхня кількість дорівнює 800, а радіус витків 4 см?
13.34. Мідне дротове кільце розташовано горизонтально в однорідному вертикальному магнітному полі. Магнітна індукція поля змінюється зі швидкістю 2 Тл/с. Який індукційний струм у кільці, якщо радіус кільця дорівнює 5 см, а радіус дроту 1 мм?
13.35. Літак із розмахом крил 20 м летить горизонтально зі швидкістю 720 км/год уздовж магнітного меридіана. Яка різниця потенціалів між кінцями крил? Вертикальна складова магнітного поля Землі дорівнює 50 мкТл.
13.36. У котушці індуктивністю 20 мГн сила струму дорівнює 0,5 А. На скільки збільшиться енергія магнітного поля, якщо в коїушку вставити залізний сердечник, що збільшить її індуктивність у 50 разів? Сила струму в колі не змінюється.
Високий рівень
13.37. QBI Який заряд д пройде через поперечний переріз замкнутого провідника з опором Д = 20 Ом при зміні магнітного потоку від <Е>! = 15 мВб до Ф2 = 5 мВб?
13.38. Кільце з алюмінієвого дроту розташовано горизонтально в однорідному вертикальному магнітному полі, магнітна індукція якого дорівнює 0,5 Тл. Який заряд пройде через поперечний переріз дроту, якщо: а) магнітне поле зникне; б) кільце повернути на 180° навколо горизонтальної осі? Радіус кільця дорівнює 3 см, радіус дроту 1 мм.
13.39. Замкнутий ізольований провід довжиною 4 м розташований по периметру круглої горизонтальної площадки. Який заряд пройде через провід, якщо надати йому форму квадрата? Опір проводу дорівнює 2 Ом, вертикальна складова магнітного поля Землі до- рівнює 50 мкТл.
13.40. У показаному на рисунку колі при замкнутому ключі сила струму в обох лампах однакова. Яка з ламп раніше спалахує при замиканні ключа? Раніше гасне при розмиканні ключа?
13.41. Свинцеве кільце радіусом г розташовано горизонтально між полюсами електромагніта, що створює вертикальне однорідне магнітне поле з магні ною індукцією В. Охолоджуючи кільце, його переводять у надпровідний стан. Який магнітний потік Ф буде пронизувати площину кільця після вимикання електромагніта?
13.42. Надпровідна котушка радіусом г складається з N витків і має індуктивність Ь. Знайдіть силу струму І, що виникає в котушці з замкнутими кінцями при вмиканні зовнішнього однорідного магнітного поля, вектор магнітної індукції якого В напрямлений уздовж осі котушки.
13.43. Металеве кільце радіусом І знаходиться в однорідному магнітному полі з вектором магнітної індукції В, перпендикулярним до площини кільця. Дві металеві стрілки опором і? кожна мають контакт між собою і з кільцем (див. рисунок). Одна стрілка нерухома, а інша рівномірно обертається з кутовою швидкістю оа. Знайдіть силу струму І у стрілках. Опором кільця можна знехтувати.
13.44. Металевий стержень може ковзати без тертя по паралельних горизонтальних рейках, що знаходяться на відстані Іодна від одної. Рейки з’єднано перемичкою, опір якої Д (див. рисунок). Система знаходиться у вертикальному однорідному магнітному полі з індукцією В. Як буде рухатися стержень, якщо до нього прикласти постійну силу і5? Електричним опором стержня та рейок можна знехтувати. Явище самоіндукції не враховуйте.
13.45. На циліндричний залізний сердечник радіусом г надіто ізольоване металеве кільце того ж самого радіуса. Електричний опір кільцяЯ. У сердечнику створюється однорідне магнітне поле, індукція якого змінюється за законом В = ао*. Як змінюється з часом сила струму І у кільці і різниця потенціалів між діаметрально протилежними точками кільця?
13.46« Котушку, що має індуктивність Ь і електричний опір Д, підключають до акумулятора. Як виглядає графік залежності сили струму І у котушці від часу? Оцініть характерний час т зростання струму в котушці. ЕРС акумулятора дорівнює £, його внутрішнім опором можна знехтувати.
13.47. Квадрат, виготовлений із проводу довжиною 2 м, рухається в однорідному магнітному полі з індукцією 0,3 Тл (див. рисунок).
13.48. Який заряд пройде через резистор і?2 (див. рисунок) після розмикання ключа? ЕРС джерела <? = 6 В, внутрішній опір г = 0,5 Ом, індуктивність котушки Ь = 0,2 Гн, опори резисторів = 2,5 Ом і і?2 = 1 Ом. Опір котушки дуже малий.
13.49. Яка кількість теплоти виділиться в резисторі і?2 після розмикання ключа (див. задачу 13.48)?
13.50. За допомогою електродвигуна постійного струму піднімають вантаж на тросі. Якщо відключити електродвигун від джерела напруги і замкнути його ротор накоротко, вантаж буде опускатися
з постійною швидкістю. Поясніть це явище. В яку форму переходить потенціальна енергія вантажу?
13.51. Чому сила струму через електродвигун змінюється при зміні швидкості обертання ротора цього двигуна?
13.52.063 В якому випадку обмотка електродвигуна сильніше нагрівається струмом, що тече по ній, — коли двигун обертається вхолосту чи коли виконує роботу? Напругу в мережі вважайте постійною.
13.53. ЕЗ Електродвигун включений у мережу постійного струму з напругою и = 120 В. Опір обмотки двигуна її = 12 Ом. Яку максимальну потужність 2Утах може розвивати цей двигун? При якій силі струму І0 досягається ця потужність? Напругу в мережі вважайте постійною.
Автор: admin от 31-03-2012, 22:37, Переглядів: 48218