Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
3.5. Явление электромагнитной индукции
1.В чем заключается явление электромагнитной индукции?
Электромагнитная индукция - явление возникновения ЭДС в проводнике:
- при его движении в магнитном поле; или
- при изменении окружающего его магнитного поля. При этом в замкнутом проводящем контуре возникает индукционный ток.
2.Закон Фарадея для электромагнитной индукции.
3.Правило Ленца.
Индукционный ток направлен так, что противодействует причине его вызвавшей..
4.Что такое индуктивность?
Индуктивность - физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1Ампер за 1 секунду.
Также индуктивность можно рассчитать по формуле:
где Ф - магнитный поток через контур, I - сила тока в контур
5.Записать выражение для ЭДС. самоиндукции.
6.Что такое явление самоиндукции? Самоиндукция — явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении протекающего через контур тока.
7.Что такое явление взаимной индукции? Взаимоиндукция (взаимная индукция) — возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников.
8.От чего зависит индуктивность проводника в вакууме? Индуктивность зависит только от геометрических свойств контура
9.Записать выражение для энергии магнитного поля катушки с индуктивностью L.
10.На чем основан принцип работы трансформаторов? На явлении электромагнитной индукции.
11.Записать выражение для объемной плотности энергии магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля - физическая величина, равная отношению:
- энергии магнитного поля в некотором объеме; к
- величине этого объема.
12.Записать выражение для индуктивности соленоида.
13.Через катушку, индуктивность которой L=10-3 Гн, проходит ток I=1 А. Чему равен магнитный поток сквозь катушку? Дано:L=10-3 Гн, I = 1А
Найти: Ф Решение:
14.В катушке индуктивностью 0,7 Гн сила тока равна 10 А. Чему равна энергия магнитного поля катушки? Решение: , где W - энергия магнитного поля, [1 Дж]; L – индуктивность, [1 Гн]; I – сила тока, [1А]; =>
15.Чему равна ЭДС самоиндукции в катушке с индуктивностью 2 Гн, если сила тока в ней за 0,1 с равномерно уменьшилась от 5 А до 3 А? Дано:L=2 Гн, I1=5A, I2=3A, t=0.1c
Найти: ЭДС
Решение:
16.В однородном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл движется прямолинейно проводник длиной 0.5м. Определить ЭДС индукции на концах проводника, если его скорость равна 10 м/с. Решение: , где -ЭДС индукции, [1 В]; l – длина проводника, [1 м]; - скорость, [1 м/с]; =>
17.Сколько витков должна содержать катушка с площадью поперечного сечения 50 см2, чтобы при изменении магнитной индукции от 0,2 Тл до 0,3 Тл в течении 4 мс, в ней возбуждалась ЭДС 10 В? Дано: S=50 см2=5*10-3, B1=0.2 Tл, B2=0.3 Tл, t=4*10-3с, ε=10 B
Найти:N Решение:
18.Найти скорость изменения магнитного потока в соленоиде из 2000 витков при возбуждении в нем эдс индукции 120 В.
19.В витке сопротивлением 2 Ом скорость изменения магнитного потока 10 мВб/с. Найти силу индукционного тока. Дано:R=2 Oм, l=10 см, Ф/t=10*10-3 Вб/c
Найти:I Решение: 5*10-3A
20.Катушка диаметром 10 см, имеющая 500 витков, находится в магнитном поле. чему будет равно среднее значение эдс индукции в этой катушке, если индукция магнитного поля увеличивается в течение 0,1с с 0 до 2 Тл? Решение. Согласно определению среднего значения функции
Åср∫Å(t)dt. Учитывая, что Å , где Ψ=NΦ – потокосцепление, получим
Åср; Åср
Вычисляем:|Åср |78,4 В.
21.Круговой проволочный контур площадью 100 см2 находится в однородном магнитном поле, индукция которого 2 Тл. Плоскость витка перпендикулярна направлению магнитного поля. Чему будет равно среднее значение эдс индукции, возникающей в витке при выключении поля в течение 0,01с? Решение. Согласно определению среднего значения функции
Åср∫Å(t)dt.Учитывая, что Å , получим Åср;Åср, так как поле выключают и В2=0, а В1=В.
22.В однородном магнитном поле, индукция которого 0,1 Тл движется проводник длиной 10 см. Скорость движения проводника 5 м/с и направлена она перпендикулярно магнитному полю. Чему равна индуцированная в проводнике эдс?
23.Квадратный виток площадью 100 см2 первоначально располагался параллельно линиям магнитной индукции величиной 0,1 Тл, а затем за 0,1 с повернулся на 90º. определить ЭДС индукции в этом витке.
24.Через катушку, индуктивность которой L = 0,021 Гн течёт ток, изменяющийся со временем по закону I = 58·sin(314·t). Найти модуль ЭДС самоиндукции. Решение: , где -ЭДС самоиндукции, [1 В]; L – индуктивность, [1 Гн]; - изменение тока, [1 А/с];=>
25.Трансформатор с КПД 80% дает на выходе 10 В и 4 А. Какова его потребляемая мощность? Решение: P=UI, P=10B*4A=40Вт 40Вт – 100 0/0 у – 20 0/0 у=8Вт
26.Какое количество витков должна содержать катушка, чтобы при изменении магнитной индукции от 0,2 до 0,6 Тл в течение 4 мс в катушке с площадью поперечного сечения 50 см2 возбуждалось ЭДС индукции 5В? Дано:B1=0.2 Тл, B2=0.6 Тл, t=4*10-3c, S=50*10-4,
Найти: N
Решение: витков.
27.Из провода изготовлена катушка длиной 6,28 см радиусом 1 см. Она содержит 200 витков и по ней проходит ток 1 А. Чему равен магнитный поток внутри катушки? Решение: , => , где
- магнитный поток, [1 Вб]; L – индуктивность, [1 Гн] ; I – сила тока, [1 А]; - безразмерная величина - магнитная проницаемость среды; - магнитная постоянная, , [1 Гн/м];N – число витков катушки; l – длина катушки, [1 м]; r – радиус, [1 м]; =>
28.Определить индуктивность соленоида длиной 20 см, имеющего 500 витков и площадь поперечного сечения 10 см2. Магнитная проницаемость равна 1, а m0=4p·10–7 Гн/м. Решение: , где - безразмерная величина - магнитная проницаемость среды;
- магнитная постоянная, , [1 Гн/м]; N – число витков катушки; l – длина катушки,[1 м]; S – площадь поперечного сечения, [1 м2];
=>
29.Определить абсолютное значение скорости изменения тока в катушке индуктивностью 0,1 Гн, если в ней возникла ЭДС самоиндукция 80 В.
30.За время 10 с площадь контура, находящегося в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл, равномерно уменьшилась на 10 см2. Контур расположен перпендикулярно вектору B. Определить ЭДС индукции. . Решение:
, где - ЭДС индукции, [1 В]; - изменение магнитного потока, [1 Вб]; - магнитная индукция, [1 Тл]; - время изменения, [1 с]; - площадь, [1 см2]; =>
31.Из провода длиной L=2 м сделан квадрат, который расположен горизонтально. 32.Индукция магнитного поля перпендикулярна контуру и равна В= 5· 10-2 Тл. какой заряд пройдет по проводу, если его потянуть за две диагонально противоположные вершины так, чтобы он сложился? Сопротивление провода R=0,1Ом. Дано: l=2м, B=5*10-2 Tл, R=0.1 Oм,
Найти:q
Решение:q=B2*S/R=3.125*10-2Кл
a*sinφ = nλ ; 6λ*sinφ = 3λ; sinφ=0.5; φ=30˚
33.Контур площадью S помещен в однородное магнитное поле индукцией В.
38.Плоскость контура перпендикулярна направлению магнитного поля, сопротивление контура 1 Ом. Какой заряд протечет по контуру при повороте его на 90º? Дано:S, B,R=1 Oм,
Найти:q Решение: q=B*S/R=B*S
34.Горизонтальный металлический стержень длиной 50 см вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через один из его концов с частотой 2 об/с. Дано: l=50 см, ώ=2об/с, B=5*10-2 Tл
Найти: (φ1- φ2) Решение: (φ1- φ2)=V*B= ώ*l*B=2*0.5*5*10-2=0.5B
Если напряжение равно по значению, но противоположно по знаку ЭДМ самоиндукции, то:
35.Индукция магнитного поля 5·10-2 Тл. Силовые линии магнитного поля параллельны оси вращения. Найти разность потенциалов между концами стержня.
36.В однородном магнитном поле с индукцией В равномерно с угловой скоростью w вращается рамка, содержащая N витков площадью S. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Чему равна максимальная ЭДС индукции, возникающая в рамке? Дано:B, ώугл, N, S (V= ώ*l)
Найти: ε
Решение:
ε=-N*Ф/t= -B*S/l/V=B*S*V/l=N*B*S*l* ώ/l=N*B*S*ώ
37.Стержень длиной l вращается в однородном магнитном поле с угловой скоростью w вокруг оси перпендикулярной стержню и проходящую через один из его концов. Определить разность потенциалов на концах стержня, если вектор магнитной индукции В параллелен плоскости, в которой вращается стержень.