7 задач по физике для 11 класса по теме «Правило Ленца» — 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.
Магнитный поток через одновитковый замкнутый контур увеличился с 0,02 Вб до 0,08 Вб за 0,2 с. Определите модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре. Ответ дайте в вольтах.
Дано: Φ₁ = 0,02 Вб; Φ₂ = 0,08 Вб; Δt = 0,2 с; N = 1.
Решение: По закону электромагнитной индукции модуль ЭДС равен отношению изменения магнитного потока к промежутку времени:
|ε| = N · |ΔΦ| / Δt.
|ε| = 1 · (0,08 − 0,02) / 0,2 = 0,3 В.
По правилу Ленца индукционный ток создаёт магнитное поле, препятствующее увеличению магнитного потока.
Ответ: 0,3 В.
Катушка из 100 витков находится в магнитном поле. Магнитный поток через каждый виток уменьшился с 0,005 Вб до 0,002 Вб за 0,05 с. Определите модуль ЭДС индукции в катушке. Ответ дайте в вольтах.
Дано: N = 100; Φ₁ = 0,005 Вб; Φ₂ = 0,002 Вб; Δt = 0,05 с.
Решение: Согласно закону электромагнитной индукции:
|ε| = N · |ΔΦ| / Δt.
|ε| = 100 · (0,005 − 0,002) / 0,05 = 6 В.
По правилу Ленца индукционный ток создаёт магнитное поле, поддерживающее уменьшающийся магнитный поток.
Ответ: 6 В.
Плоский проводящий контур площадью 0,04 м² расположен перпендикулярно линиям магнитного поля. Магнитная индукция равномерно увеличивается от 0,2 Тл до 0,7 Тл за 0,5 с. Определите модуль ЭДС индукции в контуре. Ответ дайте в вольтах.
Дано: S = 0,04 м²; B₁ = 0,2 Тл; B₂ = 0,7 Тл; Δt = 0,5 с; N = 1.
Решение: Магнитный поток через контур равен Φ = BS, так как плоскость контура перпендикулярна линиям магнитного поля.
Модуль ЭДС индукции:
|ε| = S · |ΔB| / Δt.
|ε| = 0,04 · (0,7 − 0,2) / 0,5 = 0,04 В.
По правилу Ленца индукционный ток создаёт магнитное поле, препятствующее увеличению внешнего магнитного потока.
Ответ: 0,04 В.
Одновитковый контур площадью 0,02 м² находится в однородном магнитном поле. Угол между нормалью к плоскости контура и вектором магнитной индукции равен 60°. Магнитная индукция увеличивается от 0,1 Тл до 0,5 Тл за 0,2 с. Определите модуль ЭДС индукции. Ответ дайте в вольтах.
Дано: S = 0,02 м²; α = 60°; B₁ = 0,1 Тл; B₂ = 0,5 Тл; Δt = 0,2 с; N = 1.
Решение: Магнитный поток через контур определяется формулой:
Φ = BS cos α.
По закону электромагнитной индукции:
|ε| = S · |ΔB| · |cos α| / Δt.
Подставим значения:
|ε| = 0,02 · (0,5 − 0,1) · 0,5 / 0,2 = 0,02 В.
По правилу Ленца индукционный ток направлен так, чтобы противодействовать увеличению магнитного потока.
Ответ: 0,02 В.
Катушка с сопротивлением 3 Ом состоит из 50 витков. Магнитный поток через каждый виток равномерно увеличивается на 0,006 Вб за 0,1 с. Определите силу индукционного тока в катушке. Ответ дайте в амперах.
Дано: R = 3 Ом; N = 50; ΔΦ = 0,006 Вб; Δt = 0,1 с.
Решение: Сначала определим ЭДС индукции:
|ε| = N · ΔΦ / Δt.
|ε| = 50 · 0,006 / 0,1 = 3 В.
По закону Ома для полной цепи в данном случае:
I = |ε| / R.
I = 3 / 3 = 1 А.
По правилу Ленца индукционный ток создаёт магнитное поле, препятствующее увеличению магнитного потока.
Ответ: 1 А.
Медный проводящий стержень длиной 0,5 м движется со скоростью 4 м/с перпендикулярно линиям однородного магнитного поля с индукцией 0,4 Тл. Сопротивление замкнутой цепи равно 2 Ом. Определите модуль силы, с которой магнитное поле действует на стержень. Ответ дайте в ньютонах.
Дано: l = 0,5 м; v = 4 м/с; B = 0,4 Тл; R = 2 Ом.
Решение: При движении стержня возникает ЭДС индукции:
ε = Blv.
ε = 0,4 · 0,5 · 4 = 0,8 В.
Сила индукционного тока:
I = ε / R = 0,8 / 2 = 0,4 А.
Сила Ампера, действующая на стержень:
F = BIl.
F = 0,4 · 0,4 · 0,5 = 0,08 Н.
По правилу Ленца сила Ампера направлена против движения стержня.
Ответ: 0,08 Н.
Катушка обладает индуктивностью 0,4 Гн. Сила тока в ней равномерно увеличивается от 1 А до 4 А за 0,2 с. Определите модуль ЭДС самоиндукции. Ответ дайте в вольтах.
Дано: L = 0,4 Гн; I₁ = 1 А; I₂ = 4 А; Δt = 0,2 с.
Решение: Модуль ЭДС самоиндукции определяется формулой:
|ε| = L · |ΔI| / Δt.
Подставим значения:
|ε| = 0,4 · (4 − 1) / 0,2 = 6 В.
Согласно правилу Ленца ЭДС самоиндукции направлена так, чтобы препятствовать увеличению силы тока в катушке.
Ответ: 6 В.