Физика-11кл-Касьянов-2002-ГДЗ (991547), страница 6
Текст из файла (страница 6)
ЭДС в проводнике, движущемсяв магнитном полеОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Сила Лоренца вызывает разделение зарядов в проводнике, движущемся в магнитном поле.2. Кулоновская сила препятствует разделению зарядов в проводнике, движущемся в магнитном поле.3. Разделение зарядов в проводнике, движущемся в магнитном поле,заканчивается, когда сила Лоренца становится равной силе Кулона.4.
ЭДС определяется формулой ε = vΒl, где v – скорость проводника,l – длина проводника, Β – магнитная индукция.5. Мы можем рассчитать силу тока по формуле (81) согласно законуОма для замкнутой цепи.ЗАДАЧИ№ 1.Дано:v = 1080 км/ч = 300 м/сl = 30 мB = 5 ⋅ 10-5 Тл∆U – ?№ 2.Дано:v1x>0, v1y = 0v2x < 0, v2y = 0v3x = 0, v3y = 0I1, I2, I3 – ?Решение:∆ϕ = U = vB ⊥ l == 300 м/с ⋅ 30 м ⋅ 5 ⋅10−5 Тл = 0, 45 В.Ответ: ∆ϕ = 0,45 В.Решение:Так как ток проходит в вертикальном направлении,то возникает магнитное поле (см.
рисунок).В ⊥ ХоY ⇒ B ⊥ v.rВXIrv46YСледовательно, будет возникать ЭДС индукции, сонаправленно току. В результате возникнет индукционный ток.№ 3.Дано:Решение: I = U/R – закон Ома дляl = 0,2 мучастка цепи.ε = U = vB ⊥ l – ЭДС индукцииS = 0,017 мм2 = 1,7⋅10–8 м2B = 0,1 ТлlI = vB ⊥ l/R + r, где r =– сопроv = 3,2 м/сsR = 0,3 Омтивление перемычки.I–?3, 2 м/с ⋅ 0,1 Тл ⋅ 0, 2 мI== 0,128 А.0, 2 м0, 3 Ом + 0, 017 ⋅10−6 Ом ⋅ м0,017 ⋅10−6 м 2Ответ: I = 0,128 А.№ 4.Дано:l = 0,2 м;B = 0,2 Тл;v = 5 м/с;R = 2 ОмF–?Решение:I = U/R = vB ⊥ l/R – сила тока в цепи проводника ирезистора.FA = IB⊥ l = vB⊥2 l 2 / R – сила Ампера, действующаяна отрезок проводника с током.F = FA при v = const – 3-й закон Ньютона5 м/с ⋅ 0, 04 Тл 2 ⋅ 0, 04 м 2F = vB⊥2 l 2 / R == 4 ⋅10−3 H.2 ОмОтвет: I = 5 А.№ 5.Решение:Дано:l = 0,5 м;I = U / r = (−vB ⊥ l + ε) / r – искомое значение для силыB = 0,2 Тл; тока( учитывается еще и ЭДС батареи, направленное вv = 5 м/спротивоположную сторону).r = 0,2 Ом;−5 м/с ⋅ 0, 2 Тл + 1, 5 Вε = 1,5 ВI== 5 А.0, 2 ОмI–?Ответ: I = 5 А.§ 32.
Электромагнитная индукцияОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Электромагнитная индукция – это физическое явление, состоящеев возникновении в замкнутом контуре электрического тока при из-47менении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром.2. К изменению магнитного потока может привести изменение с течением времени площади поверхности, которая ограничена контуром; модуля вектора магнитной индукции; угла, который образуютвектор индукции с вектором площади этой поверхности.3. Если выбранное направление обхода контура совпадает с направлением индукционного тока, то оно считается положительным. Есливыбранное направление обхода контура противоположно направлению индукционного тока, то оно считается отрицательным.4.
ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре равна помодулю и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, которая ограничена этим контуром.5. Индукционный ток, возникающий в контуре, своим магнитнымполем противодействует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток. Например, при увеличении магнитного потока черезконтур магнитный поток индукционного тока будет отрицательным,а результирующий поток, равный их сумме, уменьшится. А приуменьшении магнитного потока через контур магнитный поток индукционного тока будет поддерживать результирующий поток, недавая ему резко убывать.ЗАДАЧИ№ 1.Решение:Дано:a = 4 см;Рассмотрим промежуток времени ∆t:R = 2 Ом;рамка выдвинулась на v∆t.B = 0,5 Тл; Из определения потока ∆φ = B ∆ S = − B ∆ la = − B ∆ tvaV = 5 м/сε i = −φ ' = − ∆φ / ∆ t – закон Фарадея-Максвелла.I–?ε i = Bv∆ta / ∆t = BvaI = ε i / R = Bva / R – закон Ома.0,1 Тл ⋅ 5 м/с ⋅ 4 ⋅10−2 м= 0, 01 А = 10 мА.2 ОмI – против часовой стрелки (по правилу Ленца).
Ответ: I = 10 мА.I=№ 2.Дано:∆t = 0,05 мс = 5⋅10–5 с∆φ = 6 мВб = 6⋅10–3 Вбεi – ?48Решение: ε i = −φ ' = −∆φ / ∆t – закон ФарадеяМаксвелла.Так как ЭДС уменьшается, то ток направленвдоль обхода контура.Ответ: ε i = 120 В.№ 3.Дано:Решение:ε i = − φ ' = − ∆φ / ∆ t = ( B1 − B 2 ) S / ∆ t – законФарадея-Максвелла.u ∆t| U |= N |ε i | ⇒ N = U ∆ t /(B2 − B1 )/S ==B2 / SB1 = 0,1 ТлB2 = 0, 2 ТлS = 10 см 2 = 10−3 м3∆t = 0, 001 сU = 100 В=N –?№ 4.Дано:a = 0, 1 м, R = 0, 2 ОмB = B 0 + γt 2B 0 = 0, 002 Тлγ = 5 ⋅ 10 − 3 Тл/с 2t=2с100 B ⋅ 0, 001 с0, 2 Тл/10−3м 2= 500.Ответ: N = 500.ε i = − φ ' = − 2 γ t – закон Фарадея–I = U / R закон Ома для участка цепи.| I |= 2 γt / R;Fa = BIL – закон Ампера.В результатеРешение:F1 = F2 = F3 = F4 = ( B 0 + γ t 2 ) ⋅ 2 γ at / R =F1, F2, F3,F4 – ?(0, 002 Тл + 5 ⋅10−3 Тл/с2 ⋅ 4 с2 ) ⋅ 2 ⋅ 5 ⋅10−3 Тл/с2 ⋅ 0,1 м ⋅ 2 с==0, 2 ОмОтвет: F = 2,2 ⋅ 10–4Н.= 2,2 ⋅ 10–4Н.№5Дано:Решение:R, S, ρ, B – ? Кольцо повернулось в вертикального положение, а затем опять в горизонтальное.
В обоих случаяхq = I ∆t = ε i ∆t / Rc = −∆φ / Rc , гдеRc = ρl / S = 2πRρ / S.∆Φ = B ∆ S = B ( 0 − πR 2 ) = − B πR 2 ⇒q=B πR 2 ⋅ S BRS=.2 πR ρ2ρ§ 33. Способы индицирования токаОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Потому что ЭДС индукции, которые возникают в отдельных витках, суммируются, а это облегчает обнаружение индукционного тока.2. Индукционный ток через гальванометр наблюдался при замыкании или размыкании цепи, т.е.
при изменении магнитного потока49через наружную катушку. При замыкании ключа ток, протекающийпо внутренней катушке, создает индукцию, направленную вверх вобласть наружной катушки (см. рис. 110а). Выберем направлениеобхода витка наружной катушки по ближайшей к нам стороне вправо. Вектор его площади направлен вверх, тогда изменение магнитного потока больше 0, а ЭДС индукции меньше 0.Это значит, чтопротекает противоположно направлению обхода контура (по ближайшей к нам стороне влево).3. Магнитная индукция, которая создана внутренней катушкой в области наружной, определяется по правилу буравчика и направленавниз.
Поэтому магнитный поток через витки наружной катушки будет отрицательным. Изменение потока после выдвижения катушкиположительно, ЭДС отрицательно. Это значит, что индукционныйток протекает противоположно направлению обхода (по ближайшейк нам стороне влево).4.
При вдвигании магнита в катушку изменяется магнитный поток(за счет изменения вектора магнитной индукции), следовательно,возникает индукционный ток.При выдвигании внутренней катушки меняется магнитный поток,пронизывающий неподвижную катушку, что приводит к возникновению индукционного тока.5. Если ток в катушке отсутствует, то магнитный поток через катушку не меняется. При замкнутой обмотке катушки, в ней возникает индукционный ток, который препятствует движению магнита.§ 34. Опыты ГенриОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Самоиндукцией называется явление возникновения ЭДС в проводящем контуре при изменении в нем силы тока.2. Если катушка состоит из N витков, то ее индуктивность в N2 разбольше индуктивности одного витка, потому что, во-первых, суммируются индукции каждого из N витков, и, во-вторых, площадь,которая пронизывается результирующей индукцией, оказывается вN раз больше.3.
При замыкании ключа магнитный поток через соленоид возрастает, и по правилу Ленца возникает индукционный ток, который создает индукцию, направленную против внешней индукции. Полярность ЭДС самоиндукции включена встречно ЭДС внешнего источника, и оно препятствует нарастанию силы тока через катушку. Поэтому при замыкании цепи сила тока в ней не нарастает мгновенно.504. При размыкании ключа К возникает ток самоиндукции, направленный в ту же сторону, в которую протекал ток в цепи до ее размыкания. Магнитный поток поддерживается без изменения ЭДСсамоиндукции, которая ускоряет движение электронов в проводнике.
Поэтому ток в разомкнутой цепи продолжает протекать в течение некоторого времени релаксации.5. Время релаксации – это характеристика инерционных свойствлюбой электрической цепи. Оно определяет время протекания токаразмыкания и время нарастания тока замыкания.§ 35. Использование электромагнитнойиндукцииОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Трансформатором называют устройство, которое применяетсядля понижения или повышения переменного напряжения.2. Первичная обмотка- это обмотка, которая подключается к источнику переменного напряжения. Вторичная обмотка – та, котораяподключается к нагрузке (сопротивлению).3. Коэффициент трансформации – это величина, которая равна отношению напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора.
Повышающий трансформатор увеличивает напряжение.У него коэффициент трансформации меньше 1. Понижающийтрансформатор уменьшает напряжение. У него коэффициент трансформации больше 1.4. С помощью явления электромагнитной индукции считывается аудио- и видеоинформация с магнитных лент. В аэропортах применяются детекторы металла, которые фиксируют поля индукционныхтоков в металлических предметах.5. При записи информации на магнитную ленту (тонкую пластмассовую ленту, которая покрыта слоем ферромагнитного порошка)подается сигнал на записывающую головку (ферромагнетик с зазором С-образной формы).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
