Меню

Укажите устройство в котором используется явление возникновения силы тока при

Электромагнитная индукция

Явление электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция – явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его.

Явление электромагнитной индукции было открыто М. Фарадеем.

  • На одну непроводящую основу были намотаны две катушки: витки первой катушки были расположены между витками второй. Витки одной катушки были замкнуты на гальванометр, а второй – подключены к источнику тока. При замыкании ключа и протекании тока по второй катушке в первой возникал импульс тока. При размыкании ключа также наблюдался импульс тока, но ток через гальванометр тек в противоположном направлении.
  • Первая катушка была подключена к источнику тока, вторая, подключенная к гальванометру, перемещалась относительно нее. При приближении или удалении катушки фиксировался ток.
  • Катушка замкнута на гальванометр, а магнит движется – вдвигается (выдвигается) – относительно катушки.

Опыты показали, что индукционный ток возникает только при изменении линий магнитной индукции. Направление тока будет различно при увеличении числа линий и при их уменьшении.

Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока. Может изменяться само поле, или контур может перемещаться в неоднородном магнитном поле.

Объяснения возникновения индукционного тока

Ток в цепи может существовать, когда на свободные заряды действуют сторонние силы. Работа этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура равна ЭДС. Значит, при изменении числа магнитных линий через поверхность, ограниченную контуром, в нем появляется ЭДС, которую называют ЭДС индукции.

Электроны в неподвижном проводнике могут приводиться в движение только электрическим полем. Это электрическое поле порождается изменяющимся во времени магнитным полем. Его называют вихревым электрическим полем. Представление о вихревом электрическом поле было введено в физику великим английским физиком Дж. Максвеллом в 1861 году.

Свойства вихревого электрического поля:

  • источник – переменное магнитное поле;
  • обнаруживается по действию на заряд;
  • не является потенциальным;
  • линии поля замкнутые.

Работа этого поля при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому контуру равна ЭДС индукции в неподвижном проводнике.

Магнитный поток

Магнитным потоком через площадь ​ \( S \) ​ контура называют скалярную физическую величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции ​ \( B \) ​, площади поверхности ​ \( S \) ​, пронизываемой данным потоком, и косинуса угла ​ \( \alpha \) ​ между направлением вектора магнитной индукции и вектора нормали (перпендикуляра к плоскости данной поверхности):

Обозначение – ​ \( \Phi \) ​, единица измерения в СИ – вебер (Вб).

Магнитный поток в 1 вебер создается однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1 м 2 , расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции:

Магнитный поток можно наглядно представить как величину, пропорциональную числу магнитных линий, проходящих через данную площадь.

В зависимости от угла ​ \( \alpha \) ​ магнитный поток может быть положительным ( \( \alpha \) \( \alpha \) > 90°). Если \( \alpha \) = 90°, то магнитный поток равен 0.

Изменить магнитный поток можно меняя площадь контура, модуль индукции поля или расположение контура в магнитном поле (поворачивая его).

В случае неоднородного магнитного поля и неплоского контура магнитный поток находят как сумму магнитных потоков, пронизывающих площадь каждого из участков, на которые можно разбить данную поверхность.

Закон электромагнитной индукции Фарадея

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея):

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

Знак «–» в формуле позволяет учесть направление индукционного тока. Индукционный ток в замкнутом контуре имеет всегда такое направление, чтобы магнитный поток поля, созданного этим током сквозь поверхность, ограниченную контуром, уменьшал бы те изменения поля, которые вызвали появление индукционного тока.

Если контур состоит из ​ \( N \) ​ витков, то ЭДС индукции:

Сила индукционного тока в замкнутом проводящем контуре с сопротивлением ​ \( R \) ​:

При движении проводника длиной ​ \( l \) ​ со скоростью ​ \( v \) ​ в постоянном однородном магнитном поле с индукцией ​ \( \vec \) ​ ЭДС электромагнитной индукции равна:

где ​ \( \alpha \) ​ – угол между векторами ​ \( \vec \) ​ и \( \vec \) .

Возникновение ЭДС индукции в движущемся в магнитном поле проводнике объясняется действием силы Лоренца на свободные заряды в движущихся проводниках. Сила Лоренца играет в этом случае роль сторонней силы.

Движущийся в магнитном поле проводник, по которому протекает индукционный ток, испытывает магнитное торможение. Полная работа силы Лоренца равна нулю.

Количество теплоты в контуре выделяется либо за счет работы внешней силы, которая поддерживает скорость проводника неизменной, либо за счет уменьшения кинетической энергии проводника.

Важно!
Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум причинам:

  • магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле. Это случай, когда проводники, а вместе с ними и свободные носители заряда, движутся в магнитном поле;
  • вторая причина изменения магнитного потока, пронизывающего контур, – изменение во времени магнитного поля при неподвижном контуре. В этом случае возникновение ЭДС индукции уже нельзя объяснить действием силы Лоренца. Явление электромагнитной индукции в неподвижных проводниках, возникающее при изменении окружающего магнитного поля, также описывается формулой Фарадея.
Читайте также:  Блоке питания 12 вольт с постоянным током

Таким образом, явления индукции в движущихся и неподвижных проводниках протекают одинаково, но физическая причина возникновения индукционного тока оказывается в этих двух случаях различной:

  • в случае движущихся проводников ЭДС индукции обусловлена силой Лоренца;
  • в случае неподвижных проводников ЭДС индукции является следствием действия на свободные заряды вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля.

Правило Ленца

Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца: индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток.

Алгоритм решения задач с использованием правила Ленца:

  • определить направление линий магнитной индукции внешнего магнитного поля;
  • выяснить, как изменяется магнитный поток;
  • определить направление линий магнитной индукции магнитного поля индукционного тока: если магнитный поток уменьшается, то они сонаправлены с линиями внешнего магнитного поля; если магнитный поток увеличивается, – противоположно направлению линий магнитной индукции внешнего поля;
  • по правилу буравчика, зная направление линий индукции магнитного поля индукционного тока, определить направление индукционного тока.

Правило Ленца имеет глубокий физический смысл – оно выражает закон сохранения энергии.

Самоиндукция

Самоиндукция – это явление возникновения ЭДС индукции в проводнике в результате изменения тока в нем.

При изменении силы тока в катушке происходит изменение магнитного потока, создаваемого этим током. Изменение магнитного потока, пронизывающего катушку, должно вызывать появление ЭДС индукции в катушке.

В соответствии с правилом Ленца ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении и убыванию силы тока при выключении цепи.

Это приводит к тому, что при замыкании цепи, в которой есть источник тока с постоянной ЭДС, сила тока устанавливается через некоторое время.

При отключении источника ток также не прекращается мгновенно. Возникающая при этом ЭДС самоиндукции может превышать ЭДС источника.

Явление самоиндукции можно наблюдать, собрав электрическую цепь из катушки с большой индуктивностью, резистора, двух одинаковых ламп накаливания и источника тока. Резистор должен иметь такое же электрическое сопротивление, как и провод катушки.

Опыт показывает, что при замыкании цепи электрическая лампа, включенная последовательно с катушкой, загорается несколько позже, чем лампа, включенная последовательно с резистором. Нарастанию тока в цепи катушки при замыкании препятствует ЭДС самоиндукции, возникающая при возрастании магнитного потока в катушке.

При отключении источника тока вспыхивают обе лампы. В этом случае ток в цепи поддерживается ЭДС самоиндукции, возникающей при убывании магнитного потока в катушке.

ЭДС самоиндукции ​ \( \varepsilon_ \) ​, возникающая в катушке с индуктивностью ​ \( L \) ​, по закону электромагнитной индукции равна:

ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в катушке.

Индуктивность

Электрический ток, проходящий по проводнику, создает вокруг него магнитное поле. Магнитный поток ​ \( \Phi \) ​ через контур из этого проводника пропорционален модулю индукции ​ \( \vec \) ​ магнитного поля внутри контура, а индукция магнитного поля, в свою очередь, пропорциональна силе тока в проводнике.

Следовательно, магнитный поток через контур прямо пропорционален силе тока в контуре:

Индуктивность – коэффициент пропорциональности ​ \( L \) ​ между силой тока ​ \( I \) ​ в контуре и магнитным потоком ​ \( \Phi \) ​, создаваемым этим током:

Индуктивность зависит от размеров и формы проводника, от магнитных свойств среды, в которой находится проводник.

Единица индуктивности в СИ – генри (Гн). Индуктивность контура равна 1 генри, если при силе постоянного тока 1 ампер магнитный поток через контур равен 1 вебер:

Можно дать второе определение единицы индуктивности: элемент электрической цепи обладает индуктивностью в 1 Гн, если при равномерном изменении силы тока в цепи на 1 ампер за 1 с в нем возникает ЭДС самоиндукции 1 вольт.

Энергия магнитного поля

При отключении катушки индуктивности от источника тока лампа накаливания, включенная параллельно катушке, дает кратковременную вспышку. Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции.

Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.

Для создания тока в контуре с индуктивностью необходимо совершить работу на преодоление ЭДС самоиндукции. Энергия магнитного поля тока вычисляется по формуле:

Основные формулы раздела «Электромагнитная индукция»

Алгоритм решения задач по теме «Электромагнитная индукция»:

1. Внимательно прочитать условие задачи. Установить причины изменения магнитного потока, пронизывающего контур.

2. Записать формулу:

  • закона электромагнитной индукции;
  • ЭДС индукции в движущемся проводнике, если в задаче рассматривается поступательно движущийся проводник; если в задаче рассматривается электрическая цепь, содержащая источник тока, и возникающая на одном из участков ЭДС индукции, вызванная движением проводника в магнитном поле, то сначала нужно определить величину и направление ЭДС индукции. После этого задача решается по аналогии с задачами на расчет цепи постоянного тока с несколькими источниками.

3. Записать выражение для изменения магнитного потока и подставить в формулу закона электромагнитной индукции.

4. Записать математически все дополнительные условия (чаще всего это формулы закона Ома для полной цепи, силы Ампера или силы Лоренца, формулы кинематики и динамики).

5. Решить полученную систему уравнений относительно искомой величины.

Источник

Повторение по теме «Электромагнитная индукция»
презентация к уроку (физика, 11 класс) по теме

Сецен Елена Олеговна

Тест с ответами для повторения темы «Электромагнитная индукция»

Скачать:

Вложение Размер
prezentatsiya_test_elektromagnitnaya_induktsiya.pptx 189.93 КБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

11 класс Тест. Электромагнитная индукция Подготовка к ЕГЭ Учитель физики ГБОУ школы №471 Выборгского района СПб Сецен Елена Олеговна

В части А к каждому заданию дается 4 варианта ответа, из которых правильный только один. Оценивается в один балл. К заданиям части В необходимо дать краткий ответ. Оценивается в один балл. В части С требуется дать развернутое решение -3 балла; ошибка в математических вычислениях или преобразованиях формул -2 балла; запись нужных формул, но отсутствие преобразований и вычислений -1 балл. Оценка «2», если от 0 до 30% выполнено верно; Оценка «3», если от 31 до 50%; Оценка «4», если от 51 до 65%; Оценка «5», если 66% и более.

А 1 График изменения магнитного потока, п ронизывающего катушку, показан на рисунке. В каком промежутке времени ЭДС индукции имеет максимальное значение? 0-5 с; 5-10 с; 10-20 с; в езде одинаковая;

А2 В катушке индуктивностью L 1 =0 ,6 Гн сила тока I 1 =15 А, а в катушке индуктивностью L 2 =15 Гн сила тока I 2 =0,6 А. Сравните энергии магнитного поля этих катушек. 1) W 1 = W 2 ; 2) W 1 > W 2 ; 3) W 1 Мне нравится

Источник

Укажите устройство, в котором используется явление возникновения силы, действующей на проводник в магнитном поле, при прохождении через проводник элктрического тока?

Физика | 10 — 11 классы

Укажите устройство, в котором используется явление возникновения силы, действующей на проводник в магнитном поле, при прохождении через проводник элктрического тока.

1)реостат 2)металлоискатель 3)электродвигатель 4)электрочайник.

3) Электродвигатель (рамка в магнитном поле) = = = = = = = = = = = = = = = = = = =.

Устройства : Б)Электрометр, В)Электродвигатель Физические явления : 1)взаимодействие постоянных магнитов 2)возникновение электрического тока под действием переменгого магнитного поля 3)электризация те?

Устройства : Б)Электрометр, В)Электродвигатель Физические явления : 1)взаимодействие постоянных магнитов 2)возникновение электрического тока под действием переменгого магнитного поля 3)электризация тел при ударе 4)взаимодействие наэлектризованных тел 5)действие магнитного поля на проводник с током Напишите.

Букву и цифру ответа плиз.

Укажите устройство в котором используется явление возникновения силы действующей на проводник в магнитном поле при прохождении через проводник элктричесого тока?

Укажите устройство в котором используется явление возникновения силы действующей на проводник в магнитном поле при прохождении через проводник элктричесого тока.

Прямолинейный проводник с током помещен в магнитное поле?

Прямолинейный проводник с током помещен в магнитное поле.

Длина проводника 2м, сила тока в проводнике 3А, индукция магнитного поля 20мТл, угол между направлениями вектора индукции магнитногополя и тока равен 30градусов.

Определите силу, которой магнитное поле действует на проводник.

Установите соответствие между физическими явлениями и техническими устройствами, в которых эти явления используются?

Установите соответствие между физическими явлениями и техническими устройствами, в которых эти явления используются.

ФИЗИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

А) взаимодействие магнитной стрелки и 1) электродвигатель

постоянных магнитов 2)компас

Б) действие магнитного поля на 3) Звонок

проводник с током 4)радиоприемник

В) взаимодействие электромагнита 5) магнитный сепаратор

с железными опилками.

Установите соответствие между физическими явлениями и техническими устройствами, в которых эти явления используются?

Установите соответствие между физическими явлениями и техническими устройствами, в которых эти явления используются.

ФИЗИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

А) взаимодействие магнитной стрелки и 1) электродвигатель

постоянных магнитов 2) компас

Б) действие магнитного поля на 3) Звонок

проводник с током 4)радиоприемник

В) взаимодействие электромагнита 5) магнитный сепаратор

с железными опилками.

Определите индукцию магнитного поля, в котором на проводник длиной 10см действует сила 0, 05Н?

Определите индукцию магнитного поля, в котором на проводник длиной 10см действует сила 0, 05Н.

Сила тока в проводнике 25 А.

Проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.

Изображен прямой проводник с током магнитная стрелка под ним в магнитном поле проводника?

Изображен прямой проводник с током магнитная стрелка под ним в магнитном поле проводника.

Укажите направление магнитной силы этого поля.

Какова индукция магнитного поля в котором проводник длиной 2м действует сила 0, 4 H?

Какова индукция магнитного поля в котором проводник длиной 2м действует сила 0, 4 H?

Сила тока в проводнике 10A.

Проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.

Длина проводника 45 см?

Длина проводника 45 см.

Сила тока в проводнике 20 А.

Определите индукцию магнитного поля, в котором находится проводник с током, если сила, которая действует на проводник, равна 9 мН?

Длина проводника 45 см?

Длина проводника 45 см.

Сила тока в проводнике 20 А.

Определите индукцию магнитного поля, в котором находится проводник с током, если сила, которая действует на проводник, равна 9 мН?

На этой странице вы найдете ответ на вопрос Укажите устройство, в котором используется явление возникновения силы, действующей на проводник в магнитном поле, при прохождении через проводник элктрического тока?. Вопрос соответствует категории Физика и уровню подготовки учащихся 10 — 11 классов классов. Если ответ полностью не удовлетворяет критериям поиска, ниже можно ознакомиться с вариантами ответов других посетителей страницы или обсудить с ними интересующую тему. Здесь также можно воспользоваться «умным поиском», который покажет аналогичные вопросы в этой категории. Если ни один из предложенных ответов не подходит, попробуйте самостоятельно сформулировать вопрос иначе, нажав кнопку вверху страницы.

2) Давление = сила / площадь Сила = 5500Н Площадь = 110кв. См = 0, 011кв. М Давление = 5500Н / 0, 011кв. М = 500000Па = 500кПа.

15Н , так как масса у них одинаковая).

R = Ro(1 + α·ΔT) = 100(1 + 0, 000015·10) = 100, 015 Oм.

R1 = 100 Ом t1 = 15 t2 = 5 α = 0. 00005 R2 = ? R1 = Ro * (1 + α * t1) R2 = Ro * (1 + α * t2) R2 = R1 * (1 + α * t2) / (1 + α * t1) = 100 * (1 + 0. 00005 * 15) / (1 + 0. 00005 * 5)≈100. 05 Ом = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =.

Сила тяжести действует на тело со стороны Земли. Она равна F = mg. Вес — это сила, с которой действует ТЕЛО на опору или подвес. В общем случае он равен P = m(g + a). В большинстве случаев он равен силе тяжести, но это не одно и то же! На орбита..

Изучая рассеяние альфа — частиц при прохождении через золотую фольгу, Резерфорд пришел к выводу, что весь положительный заряд атомов сосредоточен в их центре в очень массивном и компактном ядре. А отрицательно заряженные частицы (электроны) обращают..

Ну g это параметры солнца(gelios по гречески) а m — это параметры, которые относятся к земле.

Все зависит от плотности, вроде плотность олова больше, а значит объем меньше.

Объём шара, вспоминаем геометрию : Согласно уравнению Менделеева — Клапейрона определяем массу : Система СИ : 755 мм. Рт. ст = 99991. 5 Па ; 30°С = 303 K ; молярная масса водорода М(H₂) = 0, 002 кг / моль Вычислим : .

K = 10 V = 220B I2 = 1A R = 10om η = 0. 6 R0 — ? V2 = V1 \ k V2 = IR0 + IR IR0 + IR = V1 \ k отсюда R0 = ((V1 \ K) — IR) \ I R0 = (22 — 10) \ 1 = 12om Что делать с КПД не уверен, попробуй умножить на 0. 6 Ответ : 7, 2 Если что, я пытался.

Источник



Укажите устройство, в котором используется явление возникновения тока при движении проводника в магнитном поле

Два металлических кольца изолированы друг от друга и расположены в одной плоскости, первое кольцо охватывает второе. В первом и втором кольцах протекает постоянный ток, направление тока одинаковое. Если во внешнем кольце сила тока начнет убывать, что произойдет во втором кольце?

а) Так как кольца изолированы, это не повлияет на ток во втором кольце;

б) Сила тока начнет убывать;

+ в) Сила тока начнет возрастать;

г) Направление тока изменится на противоположное.

91. Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля имеет вид:

Следующая система уравнений:

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)

Источник

Тест. Магнитное поле

Avatar

Список вопросов теста

Вопрос 1

Магнитное поле возникает

Варианты ответов
  • вокруг проводников
  • вокруг движущихся электрических зарядов
  • вокруг движущихся частиц
  • вокруг неподвижных заряженных частиц
Вопрос 2

Отметьте правильное утверждение.

Варианты ответов
  • Северный полюс стрелки закрашен синим и обозначен N
  • Южный полюс стрелки закрашен красным и обозначен N
  • Северный полюс стрелки закрашен синим и обозначен S
  • Южный полюс стрелки закрашен синим и обозначен S
Вопрос 3

Отметьте все рисунки, на которых верно указано направление силовых линий магнитного поля. (Можно увеличить изображение курсором)

Варианты ответов

Вопрос 4

Отметьте все рисунки, на которых верно указано направление силовых линий магнитного поля. (Можно увеличить изображение курсором)

Варианты ответов

Вопрос 5

Установите, какой цифре соответствуют обозначение на рисунке южный магнитный полюс Земли?

Варианты ответов
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
Вопрос 6

Отметьте все рисунки, на которых верно указано направление силовых линий магнитного поля.

Варианты ответов

Вопрос 7

Отметьте все рисунки, на которых верно указано направление силовых линий магнитного поля.

Варианты ответов

Вопрос 8

Определите направление силы Ампера.

Варианты ответов
  • Влево
  • Вправо
  • От наблюдателя
  • К наблюдателю
Вопрос 9

Отметьте устройства, в которых используется явление возникновения силы, действующей на проводник в магнитном поле, при прохождении через проводник электрического тока.

Варианты ответов
  • Электрочайник
  • Вольтметр
  • Электродвигатель
  • Реостат
  • Громкоговоритель
Вопрос 10

Что позволяет вычислить данная формула?

Варианты ответов
  • Модуль силы Лоренца
  • Модуль силы Ампера
  • Модуль вектора магнитной индукции
  • Поток вектора магнитной индукции
Вопрос 11

Используя какое правило, можно найти направление силы Ампера?

Варианты ответов
  • Правило правого винта
  • Правило левой руки
  • Правило правой руки
  • Правило буравчика
Вопрос 12

На схеме электродвигателя постоянного тока якорь обозначен цифрой

Варианты ответов
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
Вопрос 13

Определите направление силы, действующей на верхнюю сторону рамки со стороны однородного магнитного поля.

Варианты ответов
  • К наблюдателю
  • Вверх
  • От наблюдателя
  • Вниз
Вопрос 14

Отметьте единицу измерения модуля вектора магнитной индукции.

Варианты ответов
  • Дж
  • Тл
  • Вб
  • Н
Вопрос 15

При увеличении магнитной индукции в 3 раза и уменьшении скорости в 3 раза сила, действующая на частицу

Варианты ответов
  • Уменьшится в 9 раз
  • Увеличится в 9 раз
  • Уменьшится в 3 раза
  • не изменится
Вопрос 16

На заряд 1 мкКл, движущийся со скоростью 600 м/с перпендикулярно линиям магнитной индукции, действует сила 12 мкН. Величина магнитной индукции равна:

Варианты ответов
  • 2 Тл
  • 20 Тл
  • 0,2 Тл
  • 0,02 Тл
Вопрос 17

Отрицательно заряженная частица движется рядом с длинным прямым проводом, по которому течет ток I. Сила F, действующая на заряд, будет параллельна направлению тока, если заряд движется:

Варианты ответов
  • . в противоположном току направлении
  • . в том же направлении, что и ток
  • . к проводнику
  • . от проводника
Вопрос 18

Траектория полёта электрона, влетевшего в однородное магнитное поле под углом 60 o

Источник