Т ест 6. Ток через индуктивность с течением времени изменяется так, как показано на рисунке. Нарисуйте графическую зависимость эдс самоиндукции, возникающую при этом, от времени.

ТЕСТ 7. Два соленоида имеют одинаковые длины и площади поперечного сечения. Обмотки обоих соленоидов плотно намотаны, но у одного более толстым проводом, чем у другого. У какого из соленоидов будет больше индуктивность?

ТЕСТ 8. Как нужно изменить индуктивность контура для того, чтобы при неизменном значении силы тока в нем энергия магнитного поля уменьшилась в 4 раза?

Варианты ответа: 1) Уменьшить в 4 раза; 2) Уменьшить в 2 раза; 3) уменьшить в 8 раз; 4) уменьшить в 16 раз; 5) увеличить в 4 раза.

ТЕСТ 9. Чему равно полное сопротивление цепи, состоящей из последовательно соединенных омического сопротивления R = 4 Ом, индуктивного Х_l = 4 Ом и емкостного Х_С = 1 Ом?

Варианты ответа: 1) 9 Ом; 2) 3 Ом; 3) 4 Ом; 4) 6,4 Ом; 5) 5 Ом.

Т ЕСТ 10. На рисунке даны графики изменения магнитного потока, пронизывающие один и тот же проводящий контур. Сравните заряды, протекшие по контуру за время τ.

Варианты ответа: 1) q₁ > q₂; 2) 2) q₁ < q₂; 3) q₁ = q₂; 4) q₁ = q₂ = 0.

Лабораторная работа

Изучение работы трансформатора переменного тока

Контрольные вопросы и тесты

Вопрос 1. Как устроен трансформатор? На каком явлении основана работа трансформатора? Какой режим работы трансформатора называется холостым?

Вопрос 2. Что называется коэффициентом трансформации, от чего он зависит, и какие значения может принимать?

Вопрос 3. Что можно сказать о взаимной индуктивности обмоток трансформатора с железным сердечником?

Вопрос 4. Чем обусловлены потери энергии в трансформаторе? Почему сердечники трансформаторов не делают сплошными? Какие меры применяют для ослабления вихревых токов?

Вопрос 5. Объясните устройство автотрансформатора. Запишите соотношение между токами в первичной и вторичной обмотках для автотрансформатора, в случае, когда он работает в понижающем режиме

ТЕСТ 1. Определите, сколько витков проволоки, вплотную прилегающих друг к другу, диаметром 0,3 мм с изоляцией ничтожной толщины надо намотать на картонный цилиндр диаметром 1 см, чтобы получить однослойную катушку с индуктивностью 1 мГн.

Варианты ответа: 1. N = 30; 2. N = 340; 3. N = 3040; 4. N = 304; 5. N = 34

Т ЕСТ 2 Магнитный поток Ф, возрастающий со временем (рис.1), пронизывает проводящее кольцо (рис.2). Как будет направлен индукционный ток в кольце К?

Варианты ответа: 1) по часовой стрелке; 2) против часовой стрелке; 3) ток в кольце не возникает.

ТЕСТ 3. Выберите график зависимости тока I(t) (2, 3, 4, 5 или 6) в первичной обмотке трансформатора, который соответствует графику (1) зависимости ЭДС во вторичной обмотке, если коэффициент взаимной индукции равен 2 мГн.

ТЕСТ 4. Трансформатор, рассчитанный на включение в сеть переменного тока напряжением 120 В, часто сгорает, если на него подают постоянное напряжение 120 В. Объясните почему это происходит.

Т ЕСТ 5. По первичной обмотке трансформатора течет ток пилообразной формы. Построить график зависимости ЭДС (t), наводимой во вторичной обмотке трансформатора.

ТЕСТ 6. Каким должно быть соотношение между числом витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора, если он работает: а. в повышающем режиме? б. в понижающем режиме?

Варианты ответа: 1) а. n₁ > n₂, б. n₁ < n₂; 2) а. n₁ < n_2, б. n₁ > n₂; 3) n₁ = n₂; 4) нет правильного ответа.

Т ЕСТ 7. На каком, из ниже приведенных графиков, изменение магнитного потока Ф соответствует графику зависимости ЭДС ε от времени?

ТЕСТ 8. Внутри соленоида, по которому течет ток, создаваемый источником с постоянной ЭДС, находится железный сердечник. Как изменится ток в контуре во время удаления сердечника? Варианты ответа: 1) увеличится; 2) уменьшится; 3) останется неизменным.

ТЕСТ 9. Два соленоида (индуктивность одного L₁ = 0,36 Гн, второго L₂ = 0,64 Гн) одинаковой длины и практически равного сечения вставлены один в другой. Определите взаимную индуктивность соленоидов.

Варианты ответа: 1. 48 Гн; 2. 480 Гн; 3. 4,8 мГн; 4. 0,48 Гн; 5. 0,48 кГн.

Лабораторная работа 17-3

Изучение явления взаимной индукции

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ и тесты

Вопрос 1. Какое явление называется взаимной индукцией? Как рассчитать ЭДС взаимной индукции и в каких единицах она измеряется?

Вопрос 2. Какая величина называется взаимной индуктивностью и от чего она зависит?

Вопрос 3. Какое явление лежит в основе работы трансформатора? Для каких целей используются трансформаторы? Какая величина называется коэффициентом трансформации? Какие значения может принимать коэффициент трансформации?

Вопрос 4. Почему сердечник трансформатора изготавливается из набора тонких листов железа, а не сплошной? Что такое вихревые токи? Где они возникают? Вредны они или полезны?

Вопрос 5. Если у соленоида имеется железный сердечник, будет ли его индуктивность L постоянной? Что можно сказать о взаимной индуктивности обмоток трансформатора с железным сердечником?

Вопрос 6. Опишите метод, используемый для измерения взаимной индуктивности в данной лабораторной работе.

ТЕСТ 1. Какое явление называется взаимной индукцией? Из ниже приведенных формул выберите выражение, описывающее это явление:

Варианты ответа:

Т ЕСТ 2. Если бы две катушки, изображенные на рисунке, были соединены электрически, обладали бы они взаимной индуктивностью или нет?

ТЕСТ 3. Как следует расположить две плоские катушки, чтобы их взаимная индуктивность была: 1. максимальна; 2. минимальна (не разнося их на большое расстояние)?

ТЕСТ 4. Определите взаимную индуктивность единицы длины двух длинных соленоидов, вложенных друг в друга, если их радиусы равны R₁ и R₂, причем R₂ < R₁, а число витков на единицу длины равно n₁ и n₂.

Т ЕСТ 5. Два контура расположены так, что их плоскости параллельны друг другу. По контуру 1 течет ток, направление которого показано стрелкой на рисунке. Контуры, сохраняя параллельность своих плоскостей, движутся друг относительно друга. Как направлен индукционный ток в контуре 2, в случаях: а. контуры сближаются; б. контуры удаляются? Варианты ответа:1) а. по часовой стрелке; б. против часовой стрелки; 2) а. и б. по часовой стрелке; 3) а. против часовой стрелки; б. по часовой стрелке; 4) а. и б. против часовой стрелки; 5) а. и б. ток не возникает.

ТЕСТ 6. Индуктивность катушки – это коэффициент пропорциональности между….а)…током в катушке и потоком вектора магнитной индукции, создаваемым катушкой и пронизывающим саму катушку; б) …модулем скорости изменения тока в катушке и модулем ЭДС самоиндукции, возникающей при этом в катушке

Варианты ответа: 1) только а; 2) только б; 3) а и б; 4) ни а, ни б.

Т ЕСТ 7. Проводящее кольцо пронизывает магнитный поток (рис. 2), изменяющийся согласно графику (рис.1). Определите направление индукционного тока в кольце. Как изменяется ток? Варианты ответа: 1) по часовой стрелке, уменьшается; 2) против часовой стрелки, уменьшается; 3) против часовой стрелки, уменьшается; 4) против часовой стрелки, увеличивается; 5) ток не возникает.

ТЕСТ 8. На каком физическом явлении основана работа трансформатора? Варианты ответа: 1) на тепловом действии тока; 2) на магнитном действии тока; 3) на явлении электромагнитной индукции; 4) на явлении излучения электромагнитных волн; 5) на явлении взаимной индукции; 6) нет правильного ответа.

ТЕСТ 9. Два медных кольца с равными массами и диаметрами d₁ и d₂, причем d₁ > d₂, находятся в однородном переменном поле. Плоскости колец перпендикулярны линиям В. Сравните в один и тот же момент времени: а. ЭДС индукции: б. индукционные токи в кольцах.

Варианты ответа: 1) ε₁ > ε₂; I₁ > I₂. 2) ε₁ < ε₂; I₁ < I₂. 3) ε₁ = ε₂; I₁ = I₂. 4) ε₁ > ε₂; I₁ < I₂. 5) ε₁ < ε₂; I₁ > I₂. 6) нет правильного ответа.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ

ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

Вопрос 1. Что такое магнетики? Какие типы магнетиков Вы знаете? Чем отличаются процессы намагничивания различных типов магнетиков?

Вопрос 2. Где возникают молекулярные токи? Какая величина называется магнитным моментом атома p_m и как определяется его направление? Какую роль играет p_m в процессе намагничивания вещества?

Вопрос 3. Какая величина называется намагниченностью J? Запишите формулу, связывающую B, H и намагниченность J.

Вопрос 4. Что такое магнитная проницаемость  и магнитная восприимчивость ? Как они связаны между собой? Какие значения могут принимать  и  для различных типов магнетиков?

Вопрос 5. Как зависит  от величины напряженности внешнего магнитного поля для ферромагнетиков? Проанализируйте ход кривой  =  (H) для ферромагнетиков.

Вопрос 6. Какие вещества называются ферромагнетиками? Какими особенностями обладают ферромагнетики? Что такое «домены»? Чем обусловлено образование доменов в ферромагнетиках и какова их роль при намагничивании ферромагнетика?

Вопрос 7. Что такое магнитный гистерезис? Изобразите петлю гистерезиса и объясните механизм ее образования. Покажите на ней участок, соответствующий состоянию насыщения. Какой физический смысл этого состояния?

Вопрос 8. укажите участок на петле гистерезиса, соответствующий значению остаточной намагниченности ферромагнетика. Почему это возможно? От чего зависят размеры петли гистерезиса? Каков физический смысл площади петли? Что такое коэрцитивная сила?

Вопрос 10. Какую температуру для ферромагнетика называют точкой Кюри? Запишите закон Кюри.

Вопрос 11. Какие процессы обуславливают затраты энергии на перемагничивание ферромагнетика?

Вопрос 12. Как ведут себя вектора В и Н на границе двух сред с различными магнитными проницаемостями? Запишите граничные условия.

Лабораторная работа

Изучение гистерезиса ферромагнитных материалов