Тест по физике 11 класс: правило Ленца

Что нужно знать

Правило Ленца определяет направление индукционного тока в замкнутом проводящем контуре. Согласно этому правилу, индукционный ток всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшему этот ток. Магнитный поток обозначается буквой Ф и измеряется в веберах (Вб), а его величина определяется формулой Ф = B · S · cos α, где B — магнитная индукция (Тл), S — площадь поверхности контура (м²), α — угол между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности. Направление индукционного тока зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур. Если магнитный поток увеличивается, индукционный ток создаёт магнитное поле, направленное противоположно внешнему полю, а если уменьшается — в том же направлении. Направление тока можно определить с помощью правила правой руки после установления направления индукционного магнитного поля. Например, при приближении магнита к замкнутой катушке возникает ток, магнитное поле которого препятствует приближению магнита. Правило Ленца является следствием закона сохранения энергии. Типичная ошибка учеников — считать, что индукционный ток всегда направлен против внешнего магнитного поля, хотя на самом деле он препятствует именно изменению магнитного потока.

Тест: 12 вопросов

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

  1. 1. Что определяет правило Ленца?

    • Силу тока в проводнике при постоянном напряжении
    • Направление индукционного тока в замкнутом контуре
    • Величину магнитной индукции постоянного магнита
    • Сопротивление проводника при изменении температуры
    Правило Ленца позволяет определить направление индукционного тока так, чтобы создаваемое им магнитное поле препятствовало изменению магнитного потока.

  2. 2. Какое направление имеет индукционный ток согласно правилу Ленца?

    • Такое, что его магнитное поле всегда совпадает с внешним полем
    • Такое, что магнитный поток через контур обязательно становится равным нулю
    • Такое, что его магнитное поле препятствует изменению магнитного потока
    • Такое, что его магнитное поле всегда противоположно внешнему полю
    Индукционный ток противодействует не обязательно самому внешнему магнитному полю, а именно изменению магнитного потока, которое вызвало появление тока.

  3. 3. Какова единица измерения магнитного потока в Международной системе единиц?

    • Генри (Гн)
    • Ампер (А)
    • Тесла (Тл)
    • Вебер (Вб)
    Магнитный поток измеряется в веберах. Тесла является единицей магнитной индукции, ампер — силы тока, а генри — индуктивности.

  4. 4. Что произойдёт, если северный полюс магнита приближать к замкнутой катушке?

    • Со стороны магнита катушка будет вести себя как северный полюс
    • Катушка обязательно притянет магнит независимо от направления его движения
    • В катушке не возникнет индукционный ток
    • Со стороны магнита катушка будет вести себя как южный полюс
    При приближении северного полюса магнитный поток через катушку увеличивается. Поэтому катушка создаёт магнитное поле, препятствующее увеличению потока, и обращает к магниту одноимённый полюс.

  5. 5. Магнитный поток через замкнутый контур увеличивается. Как направлено магнитное поле индукционного тока относительно внешнего магнитного поля?

    • Направление поля не зависит от изменения магнитного потока
    • Противоположно внешнему магнитному полю
    • В том же направлении, что и внешнее магнитное поле
    • Перпендикулярно внешнему магнитному полю
    При увеличении потока индукционный ток создаёт магнитное поле, препятствующее этому увеличению. Поэтому его поле направлено противоположно внешнему полю.

  6. 6. Магнитный поток через замкнутый контур уменьшается. Как направлено магнитное поле индукционного тока?

    • Перпендикулярно внешнему магнитному полю
    • Противоположно внешнему магнитному полю
    • В том же направлении, что и внешнее магнитное поле
    • Индукционное магнитное поле не возникает
    При уменьшении магнитного потока индукционный ток стремится сохранить его прежнее значение. Поэтому создаваемое им магнитное поле направлено так же, как внешнее.

  7. 7. Почему правило Ленца связано с законом сохранения энергии?

    • Индукционный ток всегда увеличивает магнитный поток без затрат энергии
    • Магнитное поле индукционного тока полностью уничтожает внешнее поле
    • Электрическая энергия возникает в контуре без изменения магнитного потока и без совершения работы
    • Индукционный ток препятствует причине своего возникновения, поэтому для изменения магнитного потока необходимо совершать работу
    Противодействие изменению магнитного потока означает, что для перемещения магнита относительно контура приходится совершать работу. Эта работа может превращаться в электрическую и внутреннюю энергию.

  8. 8. Магнитная индукция однородного поля равна 0,4 Тл. Площадь плоского контура составляет 0,5 м². Вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости контура. Чему равен магнитный поток через контур?

    • 0,2 Вб
    • 0,9 Вб
    • 0,1 Вб
    • 0,8 Вб
    Ф = B · S · cos α. Так как поле перпендикулярно плоскости, угол между B и нормалью равен 0°. Ф = 0,4 · 0,5 · 1 = 0,2 Вб.

  9. 9. Магнитный поток через контур увеличился с 0,2 Вб до 0,6 Вб. Как изменится направление магнитного поля индукционного тока относительно внешнего поля?

    • Оно будет направлено перпендикулярно внешнему полю
    • Оно будет направлено противоположно внешнему полю
    • Оно будет направлено так же, как внешнее поле
    • Оно будет направлено вдоль плоскости контура
    Изменение потока составляет ΔФ = 0,6 − 0,2 = 0,4 Вб, то есть поток увеличивается. По правилу Ленца индукционное поле препятствует увеличению внешнего магнитного потока.

  10. 10. Магнитный поток через контур уменьшился с 0,8 Вб до 0,3 Вб за 0,1 с. Какова величина средней ЭДС индукции?

    • 11 В
    • 0,5 В
    • 5 В
    • 8 В
    По закону электромагнитной индукции модуль средней ЭДС равен |ε| = |ΔФ| / Δt. |ε| = |0,3 − 0,8| / 0,1 = 0,5 / 0,1 = 5 В.

  11. 11. Замкнутый контур находится в магнитном поле, направленном перпендикулярно его плоскости. Магнитная индукция уменьшается с 0,6 Тл до 0,2 Тл. Площадь контура равна 0,25 м². Каково изменение магнитного потока по модулю?

    • 0,4 Вб
    • 0,05 Вб
    • 0,2 Вб
    • 0,1 Вб
    Модуль изменения потока: |ΔФ| = S · |ΔB|. |ΔФ| = 0,25 · |0,2 − 0,6| = 0,25 · 0,4 = 0,1 Вб.

  12. 12. Магнитный поток через замкнутый контур равномерно уменьшается на 0,3 Вб за 0,05 с. Сопротивление контура равно 3 Ом. Какова сила индукционного тока?

    • 2 А
    • 1 А
    • 6 А
    • 0,5 А
    Сначала найдём ЭДС индукции: |ε| = |ΔФ| / Δt = 0,3 / 0,05 = 6 В. По закону Ома I = ε / R = 6 / 3 = 2 А.
Тесты по физике 11 класс