Тест по физике 11 класс: магнитный поток

Что нужно знать

Магнитный поток — физическая величина, характеризующая магнитное поле, проходящее через определённую поверхность. Магнитный поток обозначается буквой Ф (фи) и для однородного магнитного поля рассчитывается по формуле: Ф = B · S · cos α, где B — магнитная индукция (Тл), S — площадь поверхности (м²), α — угол между вектором магнитной индукции и перпендикуляром к поверхности. Единица магнитного потока в СИ — вебер (Вб): 1 Вб = 1 Тл · м². Магнитный поток зависит от магнитной индукции, площади поверхности и её ориентации относительно магнитного поля. Если магнитное поле перпендикулярно плоскости поверхности, магнитный поток максимален и равен Ф = B · S; если поле параллельно плоскости поверхности, поток равен нулю. При изменении магнитной индукции, площади контура или его ориентации магнитный поток может изменяться, что имеет важное значение для явления электромагнитной индукции. Например, при вращении рамки электрического генератора изменяется магнитный поток через неё, благодаря чему возникает индукционная ЭДС. Типичная ошибка учеников — определять угол α между магнитным полем и плоскостью поверхности, а не между магнитным полем и перпендикуляром к этой поверхности.

Тест: 11 вопросов

Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.

  1. 1. Что характеризует магнитный поток через поверхность?

    • Количество электрического заряда, проходящего через поверхность
    • Величину магнитного поля, проходящего через данную поверхность с учётом её площади и ориентации
    • Электрическое сопротивление проводника в магнитном поле
    • Силу, действующую на проводник с током в магнитном поле
    Магнитный поток характеризует магнитное поле через определённую поверхность и зависит от магнитной индукции, площади поверхности и её ориентации относительно поля.

  2. 2. В каких единицах СИ измеряется магнитный поток?

    • В генри (Гн)
    • В амперах (А)
    • В веберах (Вб)
    • В теслах (Тл)
    Единица магнитного потока в Международной системе единиц — вебер. Один вебер равен одному тесла, умноженному на один квадратный метр.

  3. 3. Как записывается формула магнитного потока через плоскую поверхность в однородном магнитном поле?

    • Ф = B · S · α
    • Ф = B / S · cos α
    • Ф = B · S · sin α
    • Ф = B · S · cos α
    Магнитный поток определяется произведением магнитной индукции B, площади поверхности S и косинуса угла α между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности.

  4. 4. Как изменится магнитный поток через неподвижную плоскую поверхность, если магнитное поле направлено перпендикулярно плоскости поверхности?

    • Он достигнет максимального значения по модулю
    • Он станет равным нулю
    • Он уменьшится в два раза
    • Он не будет зависеть от магнитной индукции
    При перпендикулярном направлении магнитного поля к плоскости поверхности угол между вектором B и нормалью равен 0°. Поэтому cos 0° = 1 и Ф = B · S.

  5. 5. Магнитная индукция однородного поля равна 0,4 Тл. Площадь плоской поверхности составляет 0,5 м². Вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости поверхности. Чему равен магнитный поток?

    • 0,1 Вб
    • 0,2 Вб
    • 0,4 Вб
    • 0,8 Вб
    Используем формулу Ф = B · S · cos α. Ф = 0,4 · 0,5 · cos 0° = 0,2 Вб.

  6. 6. Как изменится магнитный поток через поверхность, если магнитная индукция увеличится в 3 раза, а площадь и ориентация поверхности останутся неизменными?

    • Увеличится в 9 раз
    • Уменьшится в 3 раза
    • Увеличится в 3 раза
    • Не изменится
    По формуле Ф = B · S · cos α магнитный поток прямо пропорционален магнитной индукции, если площадь и угол не меняются.

  7. 7. Магнитная индукция однородного поля равна 0,8 Тл, площадь поверхности — 0,25 м². Угол между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности составляет 60°. Чему равен магнитный поток?

    • 0,2 Вб
    • 0,05 Вб
    • 0,4 Вб
    • 0,1 Вб
    Ф = B · S · cos α = 0,8 · 0,25 · cos 60° = 0,8 · 0,25 · 0,5 = 0,1 Вб.

  8. 8. При каком расположении плоской поверхности относительно однородного магнитного поля магнитный поток через неё равен нулю?

    • Когда вектор магнитной индукции параллелен плоскости поверхности
    • Когда вектор магнитной индукции составляет угол 30° с нормалью к поверхности
    • Когда вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости поверхности
    • Когда магнитная индукция направлена вдоль нормали к поверхности
    В этом случае угол между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности равен 90°. Поскольку cos 90° = 0, магнитный поток равен нулю.

  9. 9. Площадь плоской рамки равна 0,4 м². Магнитный поток через неё составляет 0,12 Вб. Поле направлено перпендикулярно плоскости рамки. Чему равна магнитная индукция?

    • 0,2 Тл
    • 0,3 Тл
    • 0,4 Тл
    • 0,48 Тл
    При перпендикулярном направлении поля Ф = B · S. Следовательно, B = Ф / S = 0,12 / 0,4 = 0,3 Тл.

  10. 10. Почему при вращении рамки в магнитном поле электрического генератора изменяется магнитный поток через неё?

    • Потому что магнитная индукция всегда становится равной нулю
    • Потому что обязательно увеличивается площадь рамки
    • Потому что изменяется угол между магнитным полем и нормалью к плоскости рамки
    • Потому что рамка перестаёт находиться в магнитном поле
    При вращении рамки изменяется её ориентация относительно магнитного поля. Поэтому изменяется cos α в формуле магнитного потока.

  11. 12. Как изменится магнитный поток через плоскую поверхность, если её площадь увеличить в 2 раза, а магнитную индукцию и ориентацию относительно поля оставить прежними?

    • Уменьшится в 2 раза
    • Увеличится в 4 раза
    • Останется неизменным
    • Увеличится в 2 раза
    Магнитный поток прямо пропорционален площади поверхности: Ф = B · S · cos α. При неизменных B и α увеличение площади в 2 раза приводит к увеличению магнитного потока в 2 раза.
Тесты по физике 11 класс