Явление электромагнитной индукции

№ 1 На рисунке представлена зависимость ЭДС индукции в контуре от времени. Магнитный поток сквозь площадку, ограниченную контуром, увеличивается со временем по линейному закону в интервале 

Решение В соответствии с законом Фарадея для электромагнитной индукции электродвижущая сила индукции в замкнутом проводящем контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность ограниченную этим контуром: . Следовательно, если магнитный поток увеличивается со временем по линейному закону, то ЭДС индукции будет равна отрицательной постоянной величине, что имеет место в интервале Е..

№2 Проводящий плоский контур площадью 100 расположен в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Если магнитная индукция изменяется по закону Тл, то ЭДС индукции, возникающая в контуре в момент времени t=2c (в мВ), равна …

Ответ.0,12

№ 3 Прямоугольная проволочная рамка расположена в одной плоскости с прямолинейным длинным проводником, по которому течет ток I. Индукционный ток в рамке будет направлен по часовой стрелке при ее

Р ешение При изменении магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в нем возникает индукционный ток, направление которого можно найти по правилу Ленца, согласно которому индукционный ток имеет такое направление, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока. В данном случае в прямоугольной проволочной рамке индукционный ток будет протекать по часовой стрелке при ее поступательном перемещении в положительном направлении оси OX.

№4 Прямоугольная проволочная рамка помещена в однородное магнитное поле , что плоскость рамки перпендикулярна полю.

В рамке возникнет индукционный ток …

Решение: Явление электромагнитной индукции заключается в том, что ЭДС индукции (а в замкнутом контуре и индукционный ток) возникает при всяком изменении магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную проводящим контуром. В данном случае изменение магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную проволочной рамкой, имеет место только при вращении рамки вокруг оси, совпадающей с одной из ее сторон.

Ответ. При вращении рамки вокруг оси, совпадающей с одной из ее сторон

№ 5 Проводящая рамка вращается с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной вектору индукции см. рис..). На рисунке также представлен график зависимости от времени потока вектора магнитной индукции, пронизывающего рамку. Если максимальное значение магнитного потока  а время измерялось в секундах, то закон изменения со временем ЭДС индукции имеет вид 

Ответ.

№ 6 По параллельным металлическим проводникам, расположенным в однородном магнитном поле, с постоянной скоростью перемещается проводящая перемычка, длиной  (см. рис.). Если сопротивлением перемычки и направляющих можно пренебречь, то зависимость индукционного тока от времени можно представить графиком 

Решение: При движении проводящей перемычки в магнитном поле в ней возникает ЭДС индукции и индукционный ток. Согласно закону Ома для замкнутой цепи, , а ЭДС индукции определяется из закона Фарадея: , где dФ – магнитный поток сквозь поверхность, прочерчиваемую перемычкой при ее движе нии за промежуток времени dt. Учитывая, что dФ=ВdScos0⁰ (поскольку индукция магнитного поля перпендикулярна плоскости, в которой происходит движение проводника), а , где l –длина перемычки, получаем: . Тогда , а величина индукционного тока . Поскольку v=const то и индукционный ток не изменяется со временем.

№ 7 На рисунке показана зависимость силы тока протекающего в катушке индуктивности, от времени Изменение возникающей в катушке ЭДС самоиндукции от времени правильно изображено на рисунке…

Решение. ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения силы тока в контуре: где - индуктивность контура.

Следовательно:

1. Если сила тока не изменяется со временем, т.e. то ;

2. Если сила тока возрастает, т.е. , то ;

3. Если сила тока убывает, т.е. . , то ;

4. Если сила тока изменяется со временем по линейному закону, т.е. , то , т.к. в этом случае .

П оэтому зависимость возникающей в катушке ЭДС самоиндукции от времени правильно изображено на рисунке

№8 Если магнитный поток сквозь катушку из 20 витков изменяется по закону Ф= то ЭДС индукции,возникающая в катушке в момент времени с,равна…(ответ выразите в В и округлите до целых)

Решение. Согласно закону Фарадея,

№ 9 Сила тока в проводящем круговом контуре индуктивностью 100мГн изменяется с течением времени по закону в единицах СИ.

Абсолютная величина ЭДС самоиндукции равна при этом индукционный ток направлен…

Решение ЭДС самоиндукции,возникающая в контуре при изменении в нем силы тока I, определяется по формуле : где -индуктивность контура. Знак минус в формуле находится в соответствии с правилом Ленца:индукционный ток направлен так,что противодействует изменению тока в цепи:замедляет его возрастание или убывание. Таким образом,ЭДС самоиндукции равна . Абсолютная величина ЭДС самоиндукции равна 0,03 В. Индукционный ток направлен против часовой стрелкт. При этом учтено направление тока в контуре и его возрастание со временем(что следует из заданного закона изменения силы тока).

№ 10 На рисунке показана зависимость силы тока от времени в электрической цепи с индуктивностью 1 мГн. Модуль среднего значения ЭДС самоиндукции за первую секунду (в мВ) равен …

Решение

№ 11 На рисунке представлена зависимость магнитного потока, пронизывающего некоторый замкнутый проводящий контур. ЭДС индукции в контуре максимальна по величине в интервале …

Ответ: D