9 задач по физике для 11 класса по теме «Закон электромагнитной индукции» — 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 равномерно изменился с 0,02 Вб до 0,08 Вб за 0,3 с. Определите модуль ЭДС индукции. Ответ дайте в вольтах, округлите до десятых.
Дано: Φ₁ = 0,02 Вб; Φ₂ = 0,08 Вб; Δt = 0,3 с; N = 1.
Найти: ε.
Решение:
По закону электромагнитной индукции модуль ЭДС равен отношению изменения магнитного потока к промежутку времени:
ε = N · |ΔΦ| / Δt.
Изменение магнитного потока:
|ΔΦ| = |Φ₂ − Φ₁| = 0,08 − 0,02 = 0,06 Вб.
Подставим значения:
ε = 1 · 0,06 / 0,3 = 0,2 В.
Ответ: 0,2 В.
В катушке из 200 витков магнитный поток через каждый виток равномерно уменьшается на 0,004 Вб за 0,02 с. Определите модуль ЭДС индукции, возникающей в катушке.
Дано: N = 200; |ΔΦ| = 0,004 Вб; Δt = 0,02 с.
Найти: ε.
Решение:
По закону электромагнитной индукции:
ε = N · |ΔΦ| / Δt.
Подставим значения:
ε = 200 · 0,004 / 0,02 = 40 В.
Ответ: 40 В.
Магнитный поток через каждый виток катушки из 50 витков равномерно увеличивается со скоростью 0,6 мВб/с. Определите модуль ЭДС индукции в катушке. Ответ дайте в вольтах.
Дано: N = 50; ΔΦ/Δt = 0,6 мВб/с = 0,0006 Вб/с.
Найти: ε.
Решение:
При равномерном изменении магнитного потока:
ε = N · |ΔΦ/Δt|.
Подставим значения:
ε = 50 · 0,0006 = 0,03 В.
Ответ: 0,03 В.
Магнитный поток через одновитковый контур изменился на 0,12 Вб. В результате в контуре возникла ЭДС индукции 0,6 В. За какое время произошло изменение магнитного потока?
Дано: N = 1; |ΔΦ| = 0,12 Вб; ε = 0,6 В.
Найти: Δt.
Решение:
По закону электромагнитной индукции:
ε = N · |ΔΦ| / Δt.
Выразим время:
Δt = N · |ΔΦ| / ε.
Подставим значения:
Δt = 1 · 0,12 / 0,6 = 0,2 с.
Ответ: 0,2 с.
Площадь плоской рамки равна 200 см². Рамка расположена перпендикулярно линиям однородного магнитного поля с индукцией 0,5 Тл. Магнитное поле равномерно уменьшается до нуля за 0,1 с. Определите модуль средней ЭДС индукции в рамке. Рамка имеет один виток.
Дано: S = 200 см² = 0,02 м²; B₁ = 0,5 Тл; B₂ = 0; Δt = 0,1 с; N = 1.
Найти: ε.
Решение:
Магнитный поток при перпендикулярном расположении рамки:
Φ = B · S.
Изменение магнитного потока:
|ΔΦ| = S · |B₂ − B₁| = 0,02 · 0,5 = 0,01 Вб.
По закону электромагнитной индукции:
ε = N · |ΔΦ| / Δt.
ε = 1 · 0,01 / 0,1 = 0,1 В.
Ответ: 0,1 В.
Катушка с 500 витками находится в магнитном поле. Магнитный поток через каждый виток увеличился с 1,2 мВб до 3,6 мВб за 0,04 с. Определите силу индукционного тока в катушке, если её сопротивление равно 20 Ом.
Дано: N = 500; Φ₁ = 1,2 мВб = 0,0012 Вб; Φ₂ = 3,6 мВб = 0,0036 Вб; Δt = 0,04 с; R = 20 Ом.
Найти: I.
Решение:
Сначала определим изменение магнитного потока:
ΔΦ = Φ₂ − Φ₁ = 0,0036 − 0,0012 = 0,0024 Вб.
По закону электромагнитной индукции:
ε = N · |ΔΦ| / Δt.
ε = 500 · 0,0024 / 0,04 = 30 В.
По закону Ома для участка цепи:
I = ε / R.
I = 30 / 20 = 1,5 А.
Ответ: 1,5 А.
Прямой проводник длиной 40 см движется перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью 5 м/с. Индукция магнитного поля равна 0,8 Тл. Определите ЭДС индукции, возникающую на концах проводника.
Дано: l = 40 см = 0,4 м; v = 5 м/с; B = 0,8 Тл.
Найти: ε.
Решение:
При движении проводника перпендикулярно линиям магнитной индукции ЭДС определяется формулой:
ε = B · l · v.
Подставим значения:
ε = 0,8 · 0,4 · 5 = 1,6 В.
Ответ: 1,6 В.
Замкнутый контур площадью 300 см² расположен перпендикулярно линиям магнитного поля. Индукция поля равномерно увеличивается от 0,2 Тл до 0,8 Тл за 0,05 с. Сопротивление контура составляет 3 Ом. Определите количество электрического заряда, прошедшего через контур за время изменения магнитного поля. Контур имеет один виток.
Дано: S = 300 см² = 0,03 м²; B₁ = 0,2 Тл; B₂ = 0,8 Тл; Δt = 0,05 с; R = 3 Ом; N = 1.
Найти: q.
Решение:
По закону электромагнитной индукции:
ε = N · |ΔΦ| / Δt.
Так как контур расположен перпендикулярно линиям поля:
|ΔΦ| = S · |B₂ − B₁|.
|ΔΦ| = 0,03 · (0,8 − 0,2) = 0,018 Вб.
ЭДС индукции:
ε = 1 · 0,018 / 0,05 = 0,36 В.
По закону Ома сила тока:
I = ε / R = 0,36 / 3 = 0,12 А.
Количество заряда:
q = I · Δt = 0,12 · 0,05 = 0,006 Кл.
Ответ: 0,006 Кл.
Катушка из 200 витков площадью поперечного сечения 50 см² находится в однородном магнитном поле. В начальный момент плоскость витков перпендикулярна линиям магнитной индукции, а затем катушка поворачивается на 90° за 0,1 с. Индукция магнитного поля постоянна и равна 0,4 Тл. Определите модуль средней ЭДС индукции в катушке.
Дано: N = 200; S = 50 см² = 0,005 м²; B = 0,4 Тл; α₁ = 0°; α₂ = 90°; Δt = 0,1 с.
Найти: ε.
Решение:
Магнитный поток через один виток определяется формулой:
Φ = B · S · cos α,
где α — угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости витка.
В начальном положении нормаль параллельна магнитному полю:
Φ₁ = B · S · cos 0° = 0,4 · 0,005 = 0,002 Вб.
После поворота на 90° нормаль перпендикулярна магнитному полю:
Φ₂ = B · S · cos 90° = 0.
Изменение магнитного потока:
|ΔΦ| = |0 − 0,002| = 0,002 Вб.
По закону электромагнитной индукции:
ε = N · |ΔΦ| / Δt.
ε = 200 · 0,002 / 0,1 = 4 В.
Ответ: 4 В.