ИДЗ

Явление электромагнитной индукции. Электромагнитные колебания и волны. Вариант 1

1. К вадратная рамка с длиной стороны l = 20 см находится однородном магнитном поле, причем линии магнитной индукции перпендикулярны плоскости рамки. Определите изменение магнитного потока при повороте рамки на угол α = 30^⁰ вокруг одной из сторон. Индукция магнитного поля равна B = 100 мТл.

а) Дайте определение магнитного потока.

б) Покажите на рис. изменение угла.

в) Определите изменение магнитного потока при повороте рамки.

2. Н а рисунке запечатлен тот момент демонстрации по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится вблизи сплошного алюминиевого кольца. Коромысло с алюминиевыми кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры.

а) Нарисуйте картину силовых линий поля магнита. Проанализируйте, как будет изменяться магнитный поток, проходящий через каждое кольцо при передвижении магнита вправо.

б) Сформулируйте закон Фарадея. Возникает или нет индукционный ток в кольцах, и почему?

в) Используя правило Ленца и силу Ампера, определите как начнет двигаться при этом коромысло?

1 .3. На рисунке изображены графики убывания силы тока при размыкании двух электрических цепей, содержащих индуктивности L₁ и L₂, активные сопротивления R₁ и R₂ соответственно, причем L ₁ = L ₂.

а) Что происходит при размыкании цепи?

б) Как зависит ток размыкания от времени с момента размыкания?

в) Какая цепь характеризуется большим сопротивлением и почему?

1.4. Ниже приведены уравнения затухающих электромагнитных колебаний.

1) , В 2) , мкКл

3) , мкКл 4) , В

а) Дайте определение логарифмического декремента затухания λ.

б) Через какие параметры колеблющейся системы можно вычислить λ? Определите эти параметры для каждого заданного случая.

в) Логарифмический декремент затухания наибольший в случае …

1.5. В некоторый момент времени вектор напряженности электрического поля и вектор индукции магнитного поля электромагнитной волны расположены так, как показано на рисунке.

а ) Что такое электромагнитная волна?

б) Как связаны между собой вектор индукции магнитного поля и вектор напряженности электрического поля в электромагнитной волне?

в) Электромагнитная волна распространяется в этом случае вдоль …

ИДЗ

Явление электромагнитной индукции,

электромагнитные колебания и волны.

Вариант 2

2 .1. Квадратная рамка с длиной стороны l =20 см находится однородном магнитном поле, причем линии магнитной индукции перпендикулярны плоскости рамки. Определите изменение магнитного потока при повороте рамки на угол α = 30^⁰ вокруг диагонали. Индукция магнитного поля равна B =100 мТл.

а) Дайте определение магнитного потока и чему он равен в этом случае.

б) Покажите на рис. изменение угла и напишите чему равно изменение потока.

в) Определите изменение магнитного потока при повороте рамки.

2 .2. В схеме, изображенной на рисунке, происходит замыкание ключа К.

а) Что происходит в цепи при замыкании ключа, какое явление срабатывает?

б) Используя правило Ленца, определите направление индукционных токов на каждом участке.

в) Определите, какая из лампочек загорится раньше?

2.3. Уравнение изменения со временем разности потенциалов на обкладках конденсатора в колебательном контуре имеет вид U = 50 ·cos 10⁴πt, В. Емкость конденсатора С = 0,1 мкФ.

а) Чему равна индуктивность контура L?

б) Напишите уравнение зависимости энергии электрического поля конденсатора от времени.

в) Определить максимальную энергию магнитного поля W_м катушки.

2.4. На графиках приведены зависимости заряда q от времени t в четырех идеальных колебательных контурах. Амплитудное значение заряда во всех контурах одинаково.

а) Какие параметры колебания заряда можно определить по графикам?

б) Амплитудное значение амплитуда силы тока как оценить?

в) Максимальная амплитуда силы тока соответствует графику, приведенному под номером ….

2 .5. На рисунке представлена мгновенная фотография электрической составляющей электромагнитной волны, переходящей из среды 1 в среду 2 перпендикулярно границе раздела сред АВ.

а) Какой параметр электромагнитной волны можно определить по приведенному графику?

б) Чему равна скорость электромагнитной волны в каждой среде?

в) Отношение скорости света в среде 2 к его скорости в среде 1 равно …

ИДЗ

Явление электромагнитной индукции.

Электромагнитные колебания и волны.

Вариант 3

3 .1. Неподвижный проводящий контур находится в изменяющемся со временем магнитном поле.

а) Дайте определение магнитного потока.

б) Что является причиной возникновения ЭДС индукции в этом случае?

в) Запишите закон Фарадея для этого случая.

3.2. Вблизи северного полюса магнита падает медная рамка АВСD.

а) Сформулируйте закон Фарадея и правило Ленца и примените их к данному случаю.

б) Как направлен индукционный ток в стороне АВ рамки при прохождении верхнего положения рамки, показанного на рисунке.

в) Как направлен индукционный ток в стороне АВ рамки при прохождении нижнего положения рамки, показанного на рисунке.

3.3. На рисунке приведены графики зависимости тока от времени  =  (t) в четырех разных цепях с индуктивностью L. Индуктивности цепей от тока не зависят.

а) Сформулируйте закон Фарадея для случая самоиндукции.

б) Используя график, качественно определите ЭДС самоиндукции в каждой цепи. В чем их различие?

в) В какой цепи в момент времени t_о ЭДС самоиндукции минимальна?

3.4. Уравнение изменения тока со временем в колебательном контуре имеет вид А. Индуктивность контура составляет L =1 Гн.

а) Какую характеристику колебательного контура можно определить по исходным данным?

б) Используя заданное уравнение, получите зависимость напряжения между обкладками конденсатора от времени.

в) Определите максимальное напряжение между обкладками.

3 .5. В вакууме в положительном направлении оси 0у распространяется плоская электромагнитная волна. На рисунке приведен график зависимости проекции В_х на ось 0х индукции магнитного поля волны от координаты у в произвольный момент времени t.

а) Дайте определение плоской электромагнитной волны?

б) Что можно определить по заданному графику?

в) Период Т волны равен … c.

ИДЗ

Явление электромагнитной индукции.

Электромагнитные колебания и волны.

Вариант 4.

4 .1. Прямоугольную рамку площадью S, расположенную в однородном магнитном поле с индукцией так, что ее плоскость перпендикулярна полю (рис. а), поворачивают на 180⁰ (рис. б)?

а) Дайте определение магнитного потока.

б) Покажите на рис. изменение угла.

в) Определите изменение магнитного потока при повороте рамки.

4 .2. Прямоугольная проводящая рамка удаляется от прямолинейного проводника с током в перпендикулярном к нему направлении, как показано на рисунке.

а) Сформулируйте правило Ленца.

б) Как направлены силовые линии поля линейного тока в плоскости рисунка?

в) Применив правило Ленца, определите направление возникающего в рамке индукционного тока.

4.3. На графике показана зависимость от времени силы переменного электрического тока I, протекающего в катушке с индуктивностью L= 5 мГн.

а) Сформулируйте закон Фарадея для случая самоиндукции.

б) Используя график, напишите уравнение зависимости силы тока в катушке от времени и получите формулу для ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке.

в) Чему равен модуль ЭДС самоиндукции в момент времени t = 10 мс?

4.4. Ниже приведены уравнения затухающих электромагнитных колебаний.

1) , мкКл 2) , мкКл

3) , В 4) , В

а) Дайте определение времени релаксации затухающих колебаний τ.

б) Через какие параметры колеблющейся системы можно вычислить τ ? Определите эти параметры для каждого заданного случая.

в) Дайте определение логарифмического декремента затухания колебаний. Логарифмический декремент затухания наибольший в случае …

4 .5. В среде с магнитной проницаемостью  = 1 и диэлектрической проницаемостью  = 4 в положительном направлении оси 0у распространяется плоская электромагнитная волна. На рисунке приведен график зависимости проекции В_х на ось 0х индукции магнитного поля волны от координаты у в произвольный момент времени t.

а) Дайте определение плоской электромагнитной волны?

б) Как влияют свойства среды, в которой распространяется волна, на ее скорость?

в) Период Т волны равен … c.

ИДЗ