Тест по физике 11 класс: закон электромагнитной индукции

Что нужно знать

Электромагнитная индукция — это явление возникновения индукционного электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через его поверхность. Закон электромагнитной индукции Фарадея устанавливает, что модуль индукционной ЭДС равен скорости изменения магнитного потока: |ε| = |ΔФ| / Δt, где ε — ЭДС индукции (В), ΔФ — изменение магнитного потока (Вб), Δt — промежуток времени (с). Магнитный поток определяется формулой Ф = B · S · cos α, где B — магнитная индукция (Тл), S — площадь поверхности (м²), α — угол между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности. Знак минус в формуле ε = −ΔФ / Δt отражает правило Ленца: индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению магнитного потока, вызвавшему его появление. Индукционная ЭДС возникает при изменении магнитного поля, площади контура или его ориентации относительно магнитного поля. Если контур замкнут, под действием ЭДС в нём возникает индукционный ток, который можно определить по закону Ома: I = ε / R, где I — сила тока (А), R — сопротивление контура (Ом). Например, при движении магнита относительно катушки в ней возникает индукционный ток, который может отклонить стрелку гальванометра. Типичная ошибка учеников — считать, что индукционный ток возникает просто из-за наличия магнитного поля, хотя необходимым условием является изменение магнитного потока через контур.

Тест: 11 вопросов

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

  1. 1. Как формулируется закон электромагнитной индукции Фарадея?

    • Модуль ЭДС индукции равен скорости изменения магнитного потока через контур.
    • Сила индукционного тока всегда равна магнитной индукции, умноженной на площадь контура.
    • ЭДС индукции прямо пропорциональна сопротивлению проводящего контура.
    • ЭДС индукции возникает только при постоянном магнитном потоке.
    Согласно закону Фарадея, модуль ЭДС индукции определяется отношением изменения магнитного потока к промежутку времени: |ε| = |ΔФ| / Δt.

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

    • В вольтах (В).
    • В веберах (Вб).
    • В теслах (Тл).
    • В генри (Гн).
    Единицей магнитного потока в системе СИ является вебер. Один вебер равен одному вольт-секунде.

  3. 3. Какое условие необходимо для возникновения индукционной ЭДС в неподвижном замкнутом контуре?

    • Наличие постоянного магнитного поля внутри контура.
    • Наличие электрического заряда на поверхности контура.
    • Изменение магнитного потока через поверхность контура.
    • Постоянное сопротивление проводника.
    Индукционная ЭДС возникает при изменении магнитного потока. При постоянном магнитном потоке индукционная ЭДС не возникает.

  4. 4. Как изменится модуль ЭДС индукции, если изменение магнитного потока за одинаковый промежуток времени увеличится в 3 раза?

    • Уменьшится в 3 раза.
    • Увеличится в 9 раз.
    • Не изменится.
    • Увеличится в 3 раза.
    По закону Фарадея |ε| = |ΔФ| / Δt. При неизменном времени увеличение изменения магнитного потока в 3 раза увеличивает ЭДС в 3 раза.

  5. 5. Что показывает знак минус в формуле закона электромагнитной индукции ε = −ΔФ / Δt?

    • Индукционный ток противодействует изменению магнитного потока, вызвавшему его появление.
    • ЭДС индукции всегда отрицательна.
    • Магнитный поток всегда уменьшается со временем.
    • Сопротивление контура направлено против электрического тока.
    Знак минус выражает правило Ленца. Магнитное поле индукционного тока препятствует тому изменению магнитного потока, которое вызвало индукцию.

  6. 6. Магнитный поток через контур изменился на 0,6 Вб за 0,2 с. Чему равен модуль ЭДС индукции?

    • 0,3 В.
    • 3 В.
    • 0,12 В.
    • 6 В.
    Используем закон Фарадея: |ε| = |ΔФ| / Δt = 0,6 / 0,2 = 3 В.

  7. 7. Катушка сопротивлением 5 Ом находится в условиях, при которых в ней возникает ЭДС индукции 10 В. Чему равна сила индукционного тока?

    • 5 А.
    • 50 А.
    • 2 А.
    • 0,5 А.
    По закону Ома для замкнутой цепи I = ε / R = 10 / 5 = 2 А.

  8. 8. Магнитная индукция однородного поля равна 0,5 Тл. Плоский контур площадью 0,2 м² расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему равен магнитный поток через контур?

    • 0,7 Вб.
    • 2,5 Вб.
    • 0,01 Вб.
    • 0,1 Вб.
    Используем формулу Ф = B · S · cos α. Нормаль к поверхности параллельна магнитному полю, поэтому α = 0°, cos 0° = 1. Ф = 0,5 · 0,2 = 0,1 Вб.

  9. 9. Магнитный поток через контур равномерно изменился от 0,2 Вб до 0,8 Вб за 0,3 с. Определите модуль средней ЭДС индукции.

    • 2 В.
    • 3 В.
    • 0,5 В.
    • 0,2 В.
    Изменение потока ΔФ = 0,8 − 0,2 = 0,6 Вб. По закону Фарадея |ε| = 0,6 / 0,3 = 2 В.

  10. 10. Какой пример из повседневной жизни основан на явлении электромагнитной индукции?

    • Свечение лампы при прохождении через неё электрического тока от батарейки.
    • Возникновение электрического тока в генераторе при вращении его катушки в магнитном поле.
    • Притяжение железного гвоздя к постоянному магниту.
    • Нагревание металлической ложки в горячем чае.
    При вращении катушки изменяется магнитный поток через неё, вследствие чего возникает ЭДС индукции и при замкнутой цепи появляется ток.

  11. 11. Что произойдёт с индукционным током в замкнутой катушке, если магнит неподвижно удерживать рядом с ней, не изменяя взаимного положения?

    • Ток будет постоянно увеличиваться.
    • Ток изменит направление каждую секунду.
    • Индукционный ток не будет возникать.
    • Ток будет постоянным и максимальным.
    При неподвижном магните и неизменном взаимном положении магнитный поток через катушку не изменяется. Поэтому индукционная ЭДС и вызванный ею ток отсутствуют.
Тесты по физике 11 класс