Завдання 11 клас

Методика вирішення завдань застосування закону електромагнітної індукції буде корисна як учням, і абітурієнтам

Вирішуючи завдання закон електромагнітної індукції, зручно користуватися такими рекомендаціями.

    Аналізуючи умови завдання, необхідно насамперед встановити причини зміни магнітного потоку, пов'язаного з контуром, і визначити, яка з величин, S або α, що входять у вираз для магнітного потоку Ф, змінюється з часом. Після цього потрібно записатизакон електромагнітної індукції Фарадея для одного витка або для кількох витків . Якщо в задачі йдеться про поступальний рух прямого провідника, то е.р.с. індукції визначають за формулою , електромагнітної індукції, що випливає із закону.

Потім вираз для Ф треба подати у розгорнутому вигляді. Для цього вибирають два моменти часу t1 і t2 і для кожного визначають потоки Ф1 і Ф2, пов'язані з даним контуром. Зміна магнітного потоку за час Δt = t2 − t1 залежно від умови задачі, дорівнює або якщо змінюється магнітна індукція поля, в якому знаходиться контур, або якщо змінюється положення рамки в полі, або, нарешті, де ΔS — площа, описана в просторі провідником, що рухається.

  • Далі треба підставити вираз для ΔФ у вихідну формулу закону електромагнітної індукції та, записавши додаткові умови, вирішити отримані рівняння спільно щодо шуканої величини. Найбільші труднощі виникають зазвичай при розрахунку електричних ланцюгів, що містять акумулятори, коли на одній із ділянок ланцюга виникає е.р.с. індукції, спричинена рухом провідника в магнітному полі. Рішення в цьому випадку потрібно починати з визначення величини та напряму цієї е.д.с,після чого завдання зведеться до розрахунку звичайного ланцюга постійного струму з кількома джерелами е.д.с. послідовно або паралельно.

    • --------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --

    повернутися на стор."ЕМ-індукція" •"Фізика"повернутисядо методики вирішення задач

    Закон ЕМ індукції Фарадея.

    1. Магнітний потік усередині котушки з числом витків рівним 400, за 0,2 с змінився від 0,1 до 0,9 Вб. Визначити ЕРС, що індукується у котушці.

    2. Визначити магнітний потік, що проходить через прямокутний майданчик зі сторонами 20х40 см, якщо він поміщений в однорідне магнітне поле з індукцією 5 Тл під кутом 60° до ліній магнітної індукції поля.

    3. Скільки витків повинна мати котушка, щоб при зміні магнітного потоку всередині неї від 0,024 до 0,056 Вб за 0,32 с у ній створювалася середня е.р.с. 10 В?

    ЕРС індукції в провідниках, що рухаються.

    1. Визначити ЕРС індукції на кінцях крил літака Ан-2, мають довжину 12,4 м, якщо швидкість літака при горизонтальному польоті 180 км/год, а вертикальна складова вектора індукції магнітного поля Землі 0,5 10 -4 Тл.

    2. Знайти ЕРС індукції на крилах літака Ту-204, що мають довжину 42 м, що летить горизонтально зі швидкістю 850 км/год, якщо вертикальна складова вектора індукції магнітного поля Землі 5 10 -5 Тл.

    ЕС самоіндукції

    1. У котушці виникає магнітний потік 0,015 Вб, коли її витками проходить струм 5,0 А. Скільки витків містить котушка, якщо її індуктивність 60 мг?

    2. У скільки разів зміниться індуктивність котушки безсердечника, якщо кількість витків у ній збільшити вдвічі?

    3. Яка е.р.с. самоіндукції виникне в котушці з індуктивністю 68 мг, якщо струм 3,8 А зникне в ній за 0,012 с?

    4. Визначити індуктивність котушки, якщо при ослабленні струму на 2,8 А за 62 мс у котушці з'являється середня е.р.с. самоіндукції 14 Ст.

    5. За скільки часу в котушці з індуктивністю 240 мг відбувається наростання струму від нуля до 11,4 А, якщо при цьому виникає середня е.р.с. самоіндукції 30?

    Енергія електромагнітного поля

    1. По котушці з індуктивністю 0,6 Гн тече струм силою 20 А. Яка енергія магнітного поля котушки? Як зміниться ця енергія під час повстання сили струму вдвічі? у 3 рази?

    2. Якої сили струм потрібно пропускати по обмотці дроселя з індуктивністю 0,5 Гн, щоб енергія поля дорівнювала 100 Дж?

    3. Енергія магнітного поля якої котушки більша й у скільки разів, якщо перша має характеристики: I1=10A, L1=20 Гн, друга: I2=20A, L2=10 Гн?

    4. Визначити енергію магнітного поля котушки, у якій за струму 7,5 А магнітний потік дорівнює 2,3 · 10 -3 Вб. Число витків у котушці 120.

    5. Визначити індуктивність котушки, якщо при струмі 6,2 А її магнітне поле має енергію 0,32 Дж.

    6. Магнітне поле котушки з індуктивністю 95 мГ має енергію 0,19 Дж. Чому дорівнює сила струму в котушці?

    повернутися на стор."ЕМ-індукція" •"Фізика"повернутисядо методики вирішення задач
    джерела:

    Балаш В.А. "Завдання з фізики та методи їх вирішення". Посібник для вчителів. М., "Освіта", 1974.Мартинов І.М., Хазяїнова Е.М. "Дидактичний матеріал з фізики 9 кл." М., "Освіта", 1978.Марон А.Є., МякішевГ.Я. "Фізика". Навчальний посібник для 11 кл. вечірньої (заоч.) середн. шк. та самоосвіти. М., "Освіта", 1992.Гладкова Р.А., Добронравов В.Є., Жданов Л.С., Цодіков Ф.С. "Збірник завдань та питань з фізики" для середовищ. спец. уч. закладів М., "Наука", 1975.