8 задач по физике для 11 класса по теме «Магнитный поток» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.
Плоская рамка площадью 0,2 м² расположена перпендикулярно линиям однородного магнитного поля с индукцией 0,5 Тл. Определите магнитный поток через рамку.
Дано:
S = 0,2 м²
B = 0,5 Тл
α = 0° (нормаль к рамке параллельна магнитному полю)
Найти: Φ
Решение:
Магнитный поток определяется формулой:
Φ = BS cos α.
Так как магнитное поле перпендикулярно плоскости рамки, α = 0°.
Φ = 0,5 · 0,2 · cos 0° = 0,1 Вб.
Ответ: 0,1 Вб.
Квадратная катушка со стороной 20 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл. Плоскость катушки перпендикулярна линиям магнитного поля. Определите магнитный поток через один виток катушки.
Дано:
a = 20 см = 0,2 м
B = 0,4 Тл
α = 0°
Найти: Φ
Решение:
Площадь квадратной катушки:
S = a² = 0,2² = 0,04 м².
Магнитный поток:
Φ = BS cos α.
Φ = 0,4 · 0,04 · cos 0° = 0,016 Вб.
Ответ: 0,016 Вб.
Плоская рамка площадью 150 см² расположена в однородном магнитном поле с индукцией 0,8 Тл. Угол между нормалью к плоскости рамки и линиями магнитного поля равен 60°. Определите магнитный поток через рамку.
Дано:
S = 150 см² = 0,015 м²
B = 0,8 Тл
α = 60°
Найти: Φ
Решение:
Магнитный поток через плоскую поверхность:
Φ = BS cos α.
Подставим значения:
Φ = 0,8 · 0,015 · cos 60°.
Φ = 0,8 · 0,015 · 0,5 = 0,006 Вб.
Ответ: 0,006 Вб.
Рамка площадью 0,25 м² находится в однородном магнитном поле. Магнитная индукция равна 0,6 Тл, а магнитный поток через рамку составляет 0,075 Вб. Определите угол между нормалью к плоскости рамки и линиями магнитного поля.
Дано:
S = 0,25 м²
B = 0,6 Тл
Φ = 0,075 Вб
Найти: α
Решение:
Используем формулу магнитного потока:
Φ = BS cos α.
Выразим косинус угла:
cos α = Φ / (BS).
Подставим значения:
cos α = 0,075 / (0,6 · 0,25) = 0,075 / 0,15 = 0,5.
Следовательно:
α = arccos 0,5 = 60°.
Ответ: 60°.
Прямоугольная рамка размером 30 см × 20 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. Плоскость рамки перпендикулярна линиям магнитного поля. Определите магнитный поток через рамку.
Дано:
a = 30 см = 0,3 м
b = 20 см = 0,2 м
B = 0,5 Тл
α = 0°
Найти: Φ
Решение:
Найдём площадь прямоугольной рамки:
S = ab = 0,3 · 0,2 = 0,06 м².
Магнитный поток:
Φ = BS cos α.
Φ = 0,5 · 0,06 · cos 0° = 0,03 Вб.
Ответ: 0,03 Вб.
Катушка состоит из 100 одинаковых витков площадью 50 см² каждый. Она находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл. Плоскость каждого витка перпендикулярна линиям магнитного поля. Определите магнитный потокосцепление катушки.
Дано:
N = 100
S = 50 см² = 0,005 м²
B = 0,2 Тл
α = 0°
Найти: Ψ
Решение:
Магнитный поток через один виток:
Φ = BS cos α.
Φ = 0,2 · 0,005 · 1 = 0,001 Вб.
Магнитное потокосцепление катушки:
Ψ = NΦ.
Ψ = 100 · 0,001 = 0,1 Вб.
Ответ: 0,1 Вб.
Круглая рамка радиусом 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,3 Тл. Угол между нормалью к плоскости рамки и направлением магнитного поля равен 30°. Определите магнитный поток через рамку. Число π примите равным 3,14. Ответ округлите до тысячных.
Дано:
r = 10 см = 0,1 м
B = 0,3 Тл
α = 30°
π = 3,14
Найти: Φ
Решение:
Площадь круглой рамки:
S = πr² = 3,14 · 0,1² = 0,0314 м².
Магнитный поток:
Φ = BS cos α.
Φ = 0,3 · 0,0314 · cos 30°.
Φ ≈ 0,3 · 0,0314 · 0,866 ≈ 0,00816 Вб.
Округляя до тысячных, получаем 0,008 Вб.
Ответ: 0,008 Вб.
Квадратная рамка со стороной 20 см расположена в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. Сначала нормаль к плоскости рамки параллельна линиям поля, затем рамку поворачивают на 60° относительно первоначального положения. Определите изменение магнитного потока через рамку. Ответ выразите по модулю.
Дано:
a = 20 см = 0,2 м
B = 0,5 Тл
α₁ = 0°
α₂ = 60°
Найти: |ΔΦ|
Решение:
Площадь квадратной рамки:
S = a² = 0,2² = 0,04 м².
Первоначальный магнитный поток:
Φ₁ = BS cos α₁ = 0,5 · 0,04 · cos 0° = 0,02 Вб.
Конечный магнитный поток:
Φ₂ = BS cos α₂ = 0,5 · 0,04 · cos 60° = 0,01 Вб.
Изменение магнитного потока по модулю:
|ΔΦ| = |Φ₂ - Φ₁| = |0,01 - 0,02| = 0,01 Вб.
Ответ: 0,01 Вб.