Подготовка к ЕГЭ Электромагнитная индукция

Краткая теория При изменении магнитного потока, пронизывающего катушку (контур), в катушке (контуре) появляется индукционный ток. Магнитный поток Φ = B · S · cos α [Ф] = Вб (вебер) ЭДС индукции в контуре (в 1 витке)

Правило Ленца Индукционный ток направлен так, чтобы своим магнитным полем препятствовать изменению «внешнего» магнитного поля. Если Ф увеличивается, то В i В внешн Если Ф уменьшается, то В i В внешн Направление индукционного тока связано с направлением B i по правилу правой руки (или буравчика)

Явление самоиндукции Самоиндукция это явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре (или в катушке) при изменении протекающего через контур (катушку) тока. L – индуктивность [L] = Гн (генри)

Применение ЭМИ Явление электромагнитной индукции применяется в генераторах, трансформаторах, микрофонах …

Ключевые задачи В одинаковых магнитных полях вокруг оси АС с одинаковой частотой вращаются две одинаковые проводящие рамки. Отношение амплитуд колебаний ЭДС индукции I : II, генерируемых в рамках I и II, равно Задача 1 1)1 : 1 2)1 : 21 : 2 3)1 : 41 : 4 4)2 : 1 Решение: Ответ 1. Поскольку магнитные потоки при повороте рамок на любой угол одинаковы, то и амплитудные значения ЭДС индукции одинаковы I : II = 1:1

Ключевые задачи На рисунке показаны два способа вращения проволочной рамки в однородном магнитном поле. При вращении вокруг оси MN ток в рамке Задача 2 Решение: При повороте рамки вокруг оси магнитный поток изменяется в обоих случаях,следовательно, ответ 1. 1)существует в обоих случаях 2)не существует ни в одном из случаев 3)существует только в первом случае 4)существует только во втором случае

Ключевые задачи На рисунке показаны три направления движения проволочной рамки в неоднородном магнитном поле. Индукционный ток в рамке появляется при движении Задача 3 Решение: Ответ 4. При любом направлении движения магнитный поток изменяется, поскольку магнитное поле – неоднородное. 1) только по направлению I 2)только по направлению II 3)только по направлению III 4)по всем направлениям

Ключевые задачи На рисунке показана установка для исследования электромагнитной индукции. Направление индукционного тока, появляющегося в неподвижной катушке при движении магнита, не зависит от А. модуля скорости магнита Б. направления движения магнита Задача 4 Решение: Ответ 1. От направления движения катушки зависит знак изменения магнитного потока, а, следовательно, направление индукционного тока. 1) только А 2)только Б 3)и А, и Б 4)ни А, ни Б

Ключевые задачи Проволочная квадратная рамка площади S входит в область однородного магнитного поля с постоянной скоростью V. При этом в рамке появляется ЭДС индукции ε. Какой станет ЭДС, если c такой же скоростью будет двигаться квадратная рамка площадью 4S? Задача 5 Решение: ε = BLV Ответ 4. S 2 = 4S L 2 = 2L ε 2 = B2LV = 2ε 1) ε /4 2) ε /2 3) 4ε4ε 4) 2ε2ε

Ключевые задачи На рисунке приведена демонстрация опыта по проверке правила Ленца. Опыт проводится со сплошным кольцом, а не разрезанным, потому что Задача 6 Решение: Ответ 2 1) в сплошном кольце возникает ЭДС индукции, а в разрезанном – нет 2) в сплошном кольце возникает индукционный ток, а в разрезанном – нет 3) в сплошном кольце не возникает вихревое электрическое поле, а в разрезанном – возникает 4) сплошное кольцо сделано из стали, а разрезанное – из алюминия

Ключевые задачи На рисунке приведена демонстрация опыта по проверке правила Ленца. Магнит северным полюсом сначала приближают к сплошному кольцу, а затем удаляют от него. При этом: Задача 7 Решение: Ответ 3 (продолжение на следующем слайде) 1) в обоих опытах кольцо отталкивается от магнита 2) в обоих опытах кольцо притягивается к магниту 3) в первом опыте кольцо отталкивается от магнита, во втором – кольцо притягивается к магниту 4) в первом опыте кольцо притягивается к магниту, во втором – кольцо отталкивается от магнита

Решение задачи 7 Магнит приближается Магнит удаляется

Ключевые задачи На рисунке показаны два способа вращения рамки в однородном магнитном поле. Ток в рамке у что Задача 8 Решение: Ответ 3, поскольку во втором случае при любом положении рамки Ф = 0 1) возникает в обоих случаях 2) не возникает ни в одном из случаев 3) возникает только в первом случае 4) возникает только во втором случае

Ключевые задачи На рисунке показан график изменения индукции магнитного поля, пронизывающего контур площадью 0,01 м 2. Магнитные линии перпендикулярны плоскости контура. Найти модуль максимального значения ЭДС индукции Задача 9 Решение: На участке 4 – 5 мс скорость изменения индукции магнитного поля максимальна на этом участке ЭДС индукции max по модулю.

Ключевые задачи В начальный момент времени ползунок реостата неподвижен. Затем ползунок начинают перемещать вправо. Как при этом изменяются показания приборов? Задача 10 Решение: При перемещении ползунка вправо R увеличивается ток уменьшается. В первичной обмотке трансформатора изменяется ток во вторичной появляется ЭДС индукции, т.е. вольтметр покажет наличие напряжения (в начальный момент времени напряжение на вторичной обмотке было равно 0)

Ключевые задачи Плоская катушка диаметром 10 см, имеющая 200 витков, поворачивается в магнитном поле на 180° за 0,1 с. Найти индукцию магнитного поля, если ЭДС инд = 0,2 В. Поворот происходит вокруг оси, перпендикулярной магнитным линиям. Задача 11 Решение: При повороте катушки на 180° магнитный поток изменяет знак на противоположный. Угол между индукцией и нормалью изменяется от 0 до 180°