Тема №14 Электродинамика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)

04 Электромагнитная индукция

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела №14 электродинамика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 21#84725Максимум баллов за задание: 2

От деревянного кольца № 1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца № 2 – северный полюс такого же магнита (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно наблюдаемых явлений.

1) В кольце № 1 возникает индукционный ток.

2) В кольце № 2 индукционный ток не возникает.

3) Кольцо № 1 не взаимодействует с магнитом.

4) Кольцо № 2 притягивается к магниту.

5) В кольце № 1 возникает ЭДС электромагнитной индукции.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Дерево не является проводником, следовательно, индукционного тока в кольце появляться не будет и кольцо с магнитом взаимодействовать не будет.
2) $Н еверно$
Так как медь является проводником, то во втором кольце будет создаваться индукционный ток.
3) $В ерно$
См. пункт 1.
4) $В ерно$
Так как медь является проводником, то во втором кольце будет создаваться индукционный ток. Линии магнитной индукции в магните "входят"в южный полюс и "выходят"в северном, значит, вблизи магнита линии магнитной индукции направлены вправо. По закону Ленца направление индукционного тока будет иметь такое направление, чтобы препятствовать изменению магнитного потока. При выдвижении магнита, магнитный поток будет уменьшаться, значит, вектор магнитной индукции индукционного тока направлен также вправо, а направление индукционного тока,по правилу правой руки (буравчика), против часовой стрелки. Поэтому, когда магнит вставляют в металлическое кольцо, он отталкивается от магнита, а когда вынимают – притягивается.
5) $В ерно$
Так как при движении магнита создается вихревое магнитное поле, то в контуре, ограниченным деревянным кольцом возникает ЭДС индукции

Ответ: 345

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 22#86214Максимум баллов за задание: 2

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно наблюдаемых явлений.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этих опытов.
1) Кольцо №1 отталкивается от магнита.
2) В кольце №1 не возникает индукционный ток.
3) Модуль магнитного потока через кольцо №2 увеличивается.
4) Модуль магнитного потока через кольцо №1 не меняется.
5) Кольцо №2 следует за магнитом.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Дерево не является проводником, следовательно, индукционного тока в кольце появляться не будет и кольцо с магнитом взаимодействовать не будет.
2) $В ерно$
См. пункт 1.
3) $Н еверно$
Так как медь является проводником, то во втором кольце будет создаваться такой индукционный ток. Линии магнитной индукции в магните "входят"в южный полюс и "выходят"в северном, значит, вблизи магнита линии магнитной индукции направлены вправо. По закону Ленца направление индукционного тока будет иметь такое направление, чтобы препятствовать изменению магнитного потока. При выдвижении магнита, магнитный поток будет уменьшаться, значит, вектор магнитной индукции индукционного тока направлен также вправо, а направление индукционного тока,по правилу правой руки (буравчика), против часовой стрелки. Поэтому, когда магнит вставляют в металлическое кольцо, он отталкивается от магнита, а когда вынимают – притягивается.
4) $Н еверно$
Нет, так как магнитный поток, созданный магнитом, будет существовать внутри кольца и при отдалении магнита он будет уменьшаться.
5) $В ерно$
См. пункт 3.

Ответ: 25

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 23#92303Максимум баллов за задание: 2

По гладким параллельным рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают лёгкий тонкий проводник. Контур находится в однородном магнитном поле с индукцией $B$ (см. рис. а). При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на графике б.

$PIC$

Выберите два верных утверждения, соответствующих приведённым данным и описанию опыта.

1) В момент времени t = 3 с сила Ампера, действующая на проводник, направлена вправо.
2) Сила, прикладываемая к проводнику для его перемещения, в первые 2 секунды максимальна.
3 ) В течение первых 6 секунд индукционный ток течёт через лампочку непрерывно.
4) В интервале времени от 4 до 6 с через лампочку протекает индукционный ток.
5) Индукционный ток течёт в контуре всё время в одном направлении.

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

При движении проводника происходит изменение магнитного потока, значит, по правилу Ленца в контуре будет возникает индукционный ток с таким направлением, чтобы препятствовать изменению магнитного потока контура, значит, при увеличении площади направление вектора $B⃗i$ (магнитное поле, создаваемое индукционным током) направлено противоположно вектору магнитной индукции $⃗B$ , а при уменьшении площади векторы $⃗Bi$ и $⃗B$ сонаправлены. Для определения тока в контуре воспользуемся правилом правой руки (буравчика), для этого направляем по вектору $⃗Bi$ большой палец, а 4 согнутых пальца покажут направление индукционного тока.

1) $Неверно$
В момент $t= 3$ с не происходит изменение площади, а значит, что индукционный ток не возникает и сила Ампера отсутствует.
2) $В ерно$
В первые 2 секунды произошло наибольшее изменение площади контура, следовательно, был индуцирован наибольший ток и сила Ампера, вычисляемая по формуле:

FA = IiBl,

где $Ii$ – индукционный ток, $l$ – длина проводника.
Максимальная, значит, чтобы сдвинуть проводник необходимо также приложить максимальную силу.
3) $Н еверно$
Нет, так как в интервале от 2 до 4 секунд площадь контура не менялась, а значит, не происходило изменения магнитного потока через него и индукционный ток не возникал.
4) $В ерно$
Да, так как в это время происходило изменение площади рамки, и возникал индукционный ток.
5) $Н еверно$
Нет, так как площадь сначала увеличивалась, потом не изменялась, а затем уменьшалась, то и направление тока менялось.

Ответ: 24

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 24#103149Максимум баллов за задание: 2

Проволочная рамка площадью $2 60 см$ помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции $B$ . Проекция $Bn$ индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется во времени t согласно графику на рисунке.

$PIC$

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в рамке.
1) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, максимален в интервале времени от 1 до 2 мс.
2) Магнитный поток через рамку в интервале времени от 2 до 4 мс равен 6 мВб.
3) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, минимален в интервале времени от 0 до 1 мс.
4) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, в интервале времени от 4 до 6 мс равен 12 В.
5) Модуль скорости изменения магнитного потока через рамку максимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

Источники: Банк ФИПИ ЕГЭ

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Модуль ЭДС индукции равен:

ΔΦ |ℰi|= Δt-,

где $Δ Φ$ – изменение магнитного потока за время $Δt$ .
Магнитный поток равен:

Φ = B S, n

где $S$ – площадь рамки.
То есть чем больше изменение $B n$ за время, тем больше ЭДС индукции. Изменение за одинаковый промежуток времени максимально от 0 до 1 мс и равно 3 Тл, для 1 -2 мс – 1 Тл, для 3-4 мс – 2 Тл, для 4-5 мс и 5-6 мс – 2 Тл.
2) $Н еверно$
От 2 до 4 с $Bn$ равна 2 Тл, тогда магнитный поток

Φ = 2 Тл ⋅60 ⋅10−4 м2 = 12 м Вб

3) $Неверно$
Нет, смотри пункт 1.
4) $В ерно$
Из первого пункта $ΔBn = 4$ Тл, тогда

||4 Тл⋅60⋅10−4 м2 || |ℰi|=||----2⋅10−3 с---||= 12 В

5) $Верно$
Да, см. пункт 1.

Ответ: 45

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 25#113066Максимум баллов за задание: 2

Катушка индуктивности подключена к источнику тока с пренебрежительно малым внутренним сопротивлением через резистор $R = 60$ Ом (см. рисунок). В момент $t= 0$ ключ К замыкают. Значения силы тока в цепи, измеренные в последовательные моменты времени с точностью 0,01 А, представлены в таблице. Сопротивление провода катушки пренебрежительно мало.

|-----|-|-----|----|-----|----|----|-----|----|-----| |-t,c--|0|-0,5-|1,0-|-1,5--|2,0-|-3,0-|--4--|-5--|--6--| -I, А--0-0,12--0,19--0,23--0,26--0,28-0,29--0,30--0,30-|

Выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в цепи.
1) Напряжение на катушке максимально в момент времени $t= 3,0$ с.
2) Энергия катушки минимальна в момент времени $t= 6,0$ с.
3) ЭДС источника равна 20 В.
4) Напряжение на резисторе в момент времени $t= 5,0$ с равно 18 В.
5) Модуль ЭДС самоиндукции в момент времени $t= 0$ с равен 18 В.

Показать ответ и решение

1) $Неверно$
По второму правилу Кирхгофа, напряжение на катушке можно найти как разницу ЭДС и напряжения на резисторе: $UL = ℰ − IR$ . Т.е. напряжение на катушке максимально, когда ток в цепи минимален, т.е. в момент времени $t= 0 с$
2) $В ерно$
Энергия катушки индуктивности определяется по формуле:

LI2 W = 2 ,

где $L$ – индуктивность катушки, $I$ – сила тока в катушке. Максимальная энергия соответствует максимальному модулю тока, т.е. при $t= 6$ с.
3) $Н еверно$
ЭДС источника тока — это работа, которую выполняет источник по перемещению заряда в цепи. Данное значение можно найти из максимальной величины силы тока. Из таблицы видно, что она равна $I = 0.3 А max$ , следовательно, ЭДС источника равна:

𝜀 =RImax = 60 ⋅0.3= 18В

4) $Верно$
См.п.3
5) $В ерно$
Модуль ЭДС самоиндукции катушки можно найти по формуле:

|𝜀|= Emax− IR = 18 − 0 ⋅60= 18В

Ответ: 245

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 26#117356Максимум баллов за задание: 2

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.

$PIC$

1) В промежутках времени 0–1 с и 3–5 с направления тока в левой катушке одинаковы.
2) В промежутке времени 2–3 с сила тока в левой катушке равна 0.
3) Модули силы тока в левой катушке в промежутках времени 1–2 с и 3–5 с одинаковы.
4) В промежутке 0–2 с модуль индукции магнитного поля в сердечнике равен 0.
5) В левой катушке сила тока в промежутке времени 0–1 с по модулю больше, чем в промежутке времени 3–5 с.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Ток в правой катушке меняет направление, из-за чего меняется направление магнитного поля, создаваемого правой катушкой, причем в обоих случаях поле уменьшается, т.к. моудль силы тока уменьашется. При уменьшении магнитного потока в левой катушке возникает индукционный ток, направление которого задается правилом Ленца. Посколько в обоих промежутках времени магнитные потоки уменьшаются, а направления потоков противоположны, направления токов в левой катушке будут противоположными.
2) $В ерно$
В промежутке времени 2-3 с магнитное поле, создаваемое правой катушкой, не меняется, поэтому не меняется магнитный поток через левую катушку. Если магнитный поток через контур не меняется, то ЭДС индукции не возникает, тока нет.
3) $Н еверно$
Сила тока в левой катушке пропорциональна ЭДС индукции (по закону Ома), а ЭДС индукции по закону фарадея пропорциональна скорости изменения потока $Δ Φ ℰ = −Δt-$ . Магнитный поток заваисит от величины магнитной индукции, которая зависит от силы тока в правой катушке. На участке 3-5 с сила тока меняется медленнее, поэтому магнитный поток изменяется медленнее, поэтому ЭДС индукции, как и сила тока, в левой катушке меньше.
4) $Н еверно$
Из-за наличия тока в правой катушке возникает магнитное поле в сердечнике
5) $В ерно$
Да, см.п.3.

Ответ: 25

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 27#136351Максимум баллов за задание: 2

В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания. Изменение заряда на одной из обкладок конденсатора в колебательном контуре с течением времени показано в таблице.

|----------|--|----|--|------|----|------|---|----|---|-----| |-t,10−-6c--|0-|-2--|4-|--6---|-8--|-10---|12-|-14-|16-|-18--| |q,10− 9 К л|2 |1,42 |0 |− 1,42 |− 2 |− 1,42|0 |1,42| 2 |1,42 | -------------------------------------------------------------

1) Определите период и частоту колебаний, происходящих в контуре.
За период наблюдения определите:
2) моменты времени, в которые сила тока в катушке равна $0;$
3) моменты времени, в которые энергия магнитного поля катушки максимальна;
4) моменты времени, в которые энергия электрического поля конденсатора равна $0$

Показать ответ и решение

1) Заметим, что один период колебаний контура составляет $16 мкс − 0 мкс = 16 м кс$ . Частота - величина, обратная периоду, имеем:

6 ν = -1= 10-с−1 = 62,5 кГц T 16

2) Ток в контуре равен нулю, когда заряд достигает своего максимального значения. Обратимся к таблице: заряд достигает максимального по модулю значения в моменты времени $t = 0 мкс, t = 8 мкс,$ $t = 16 мкс$ . В эти моменты времени максимальных значений достигают также набряжение на конденсаторе $UC$ и его энергия $WC.$

3), 4) Энергия катушки максимальна тогда, когда заряд на конденсаторе обнуляется. Это происходит в моменты времени $t = 4 мкс, t = 12 мкс$ . В эти моменты энергия конденсатора достигает нулевого значения.

Ответ:

$1) ν = 62,5 кГ ц, 2) t = 0 мкс, t = 8 м кс,$ $t = 16 м кс, 3),4) t = 4 м кс, t = 12 мкс$

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 28#136352Максимум баллов за задание: 2

На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре, образованном конденсатором и катушкой, индуктивность которой равна $0,3 Гн.$

$PIC$

1) Определите период и частоту колебаний, происходящих в контуре;
2) Определите период колебания энергии в этом контуре.
За период наблюдения определите:
3) моменты времени, в которые сила тока в катушке равна $0;$
4) моменты времени, в которые энергия магнитного поля катушки максимальна;
5) моменты времени, в которые энергия электрического поля конденсатора равна $0$

Показать ответ и решение

1) Из графика: период колебаний контура составляет $T = 4 мкс$ . Частота вычислется как обратный период

1 1 ν = --= -----−6- = 250 кГ ц T 4 ⋅10 с

2) Период колебаний энергии контура в два раза меньше периода $T$ $⇒ T = 2 мкс эн$

3) Сила тока в катушке обнуляется тогда, когда график зависимости $I(t)$ пересекает ось времени. Это просиходит при $t = 0,2,4,6 м кс.$

4) Энергия магнитного поля катушки максимальна тогда, когда сила тока достигает своего максимального значения. Из графика этому соответствуют моменты времени $t = 1,3,5,7 м кс.$

5) Энергия поля конденсатора равна нулю тогда, когда максимальна энергия магнитного поля катушки — ответ на вопрос тот же, что и на предыдущий.

Ответ:

$1) T = 4 мкс, ν = 250 кГц, 2) T эн = 2 м кс, 3) t = 0,2,4,6 м кс, 4),5) t = 1,3,5,7 мкс$ .

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 29#136738Максимум баллов за задание: 2

В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят свободные электромагнитные колебания. Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре с течением времени показано в таблице.

|----------|-|-----|--|------|----|------|--|----|--|-----| |-t,10−-6c---|0|--1--|2-|--3---|-4--|--5---|6-|-7--|8-|--9--| |q,10− 9 К л|1| 0,71 |0 |− 0,71 |− 1 |− 0,71|0 |0,71|1 |0,71 | -----------------------------------------------------------

Выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в контуре.
1) Период колебаний равен $8⋅10−6 с$ .
2) Частота колебаний равна 250 кГц.
3) В момент времени $−6 t = 2 ⋅10 с$ модуль силы тока в катушке индуктивности максимален.
4) В момент времени $t = 8 ⋅10−6 с$ энергия магнитного поля катушки индуктивности максимальна.
5) В момент времени $t = 4 ⋅10−6 с$ энергия электрического поля конденсатора минимальна.

Источники: Демоверсия 2026

Показать ответ и решение

1) $Верно$
Исходя из данных таблицы можно определить, что период колебаний составляет 8 мкс.
2) $Неверно$
Частота - величина, обратная периоду:

1- 106 −1 ν = T = 8 с = 125 кГц

3) $В ерно$
Ток в контуре равен нулю, когда заряд достигает своего максимального значения, и максимален, когда значение заряда проходит через "положение равновесия". Последнее и наблюдается в момент времени $−6 t = 2⋅10 с$
4) $Неверно$
Энергия катушки максимальна тогда, когда заряд на конденсаторе обнуляется. Это происходит в моменты времени $t = 2 мкс, t = 6 м кс$ . В эти моменты энергия конденсатора достигает нулевого значения.
5) $Неверно$
См.п.4.

Ответ: 13