Электромагнитная индукция. Электромагнитные колебания Цель данного теста — проверить, умеет ли учащийся. Задачи: Образовательные: выяснить, как направлен индукционный ток в контуре; сформулировать правило Ленца - Урок

Правило правой руки (в основном для определения направления магнитных линий
внутри соленоида):

Если обхватить соленоид ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены вдоль тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

Билет 9.Электромагнитная индукция.

Явление электромагнитной индукции

Возникновение электрического тока в замкнутом проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле так, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется. Чем быстрее меняется число линий магнитной индукции, тем больше индукционный ток.

Способы получения индукционного тока

...........

МАГНИТНЫЙ ПОТОК
(или поток магнитной индукции)

Магнитным потоком через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции В на площадь S и косинус угла между векторами В и n.

Магнитный поток пропрционален числу линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S.

Магнитный поток характеризует распределение магнитного поля по поверхности, ограниченной контуром.

Магнитный поток в 1Вб создается однородным магнитным полем с индукцией 1Тл через поверхность площадью 1м2, расположенной перпендикулярно вектору магнитной индукции.

НАПРАВЛЕНИЕ ИНДУКЦИОННОГО ТОКА

Прямолинейный проводник

Направление индукционного тока определяется по правилу правой руки:

Если поставить правую руку так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, отставленный на 90 градусов большой палец указывал направление вектора скорости, то выпрямленные 4 пальца покажут направление индукционного тока в проводнике.

Замкнутый контур

Направление индукционного тока в замкнутом контуре определяется по правилу Ленца.

Правило Ленца

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению магнитного потока, которым он вызван.

Применение правила Ленца

1. показать направление вектора В внешнего магнитного поля;

2. определить увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур;

3. показать направление вектора Вi магнитного поля индукционного тока (при уменьшении магнитного потока вектора В внешнего м. поля и Вi магнитного поля индукционного тока должны быть направлены одинаково, а при увеличениии магнитного потока В и Вi должны быть направлены противоположно);

4. по правилу буравчика определить направление индукционного тока в контуре.

Билет 10.Сила Ампера. Правило левой руки.

СИЛА АМПЕРА

Это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

Модуль силы Ампера равен произведению силы тока в проводнике на модуль вектора магнитной индуции, длину проводника и синус угла между вектором магнитной индукции и направлением тока в проводнике.

Сила Ампера максимальна, если вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику.

Если вектор магнитной индукции параллелен проводнику, то магнитное поле не оказывает никакого действия на проводник с током, т. е. сила Ампера равна нулю.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки:

Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная проводнику составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а 4 вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующий на проводник с током.

или

ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА РАМКУ С ТОКОМ

Однородное магнитное поле ориентирует рамку (т. е. создается вращающий момент и рамка поворачивается в положение, когда вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости рамки).

Неоднородное магнитное поле ориентирует + притягивает или отталкивает рамку с током.

Билет 11.Сила Лоренца. Правило левой руки

Сила Лоренца

Сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся электрически заряженную частицу.

http://pandia.ru/text/79/540/images/image063.jpg" alt="http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/17.jpg" width="200" height="104">

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки:

http://pandia.ru/text/79/540/images/image065.jpg" alt="http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/18.jpg" width="200" height="142">

Так как сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости заряда, то она не совершает работы (т. е. не изменяет величину скорости заряда и его кинетическую энергию).

Если заряженная частица движется параллельно силовым линиям магнитного поля, то Fл = 0 , и заряд в магнитном поле движется равномерно и прямолинейно.

Если заряженная частица движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, то сила Лоренца является центростремительной

http://pandia.ru/text/79/540/images/image067.jpg" alt="http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/22-1.jpg" width="47" height="59">

В этом случае частица движется по окружности.

Согласно второму закону Ньютона: сила Лоренца равнв произведению массы частицы на центростремительное ускорение

тогда радиус окружности

а период обращения заряда в магнитном поле

http://pandia.ru/text/79/540/images/image072.png" alt="http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/50.gif" width="221" height="159 id=">

На электрические заряды, перемещающиеся вместе с проводником в магнитном поле, действует
сила Лоренца:

Fл = /q/vB sin a

q – заряд (Кл)

V – скорость (м/с)

B – магнитная индукция (Тл)

Её направление можно определить по правилу левой руки.

Под действием силы Лоренца внутри проводника происходит распределение положительных и отрицательных зарядов вдоль всей длины проводника l.
Сила Лоренца является в данном случае сторонней силой, и в проводнике возникает ЭДС индукции, а на концах проводника АВ возникает разность потенциалов.

http://pandia.ru/text/79/540/images/image074.png" alt="http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/44.gif" width="150" height="136 id=">

2. Укажите направление индукционного тока в контуре при введении его в однородное магнитное поле.

http://pandia.ru/text/79/540/images/image076.png" alt="http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/46.gif" width="180" height="107 id=">

4. Будет ли возникать индукционный ток в проводниках, если они движутся так, как показано на рисунке?

http://pandia.ru/text/79/540/images/image078.png" alt="http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/48.gif" width="120" height="139 id=">

6. Указать правильное направление индукционного тока в контурах.

Теплоэнергетика" href="/text/category/teployenergetika/" rel="bookmark">тепловая энергия сжигаемого топлива используется в парогенераторе, где достигается очень высокое давление водяного пара, приводящего в движение ротор турбины и, соответственно, генератор. В качестве топлива, на таких теплоэлектростанциях используется мазут или дизель, а также природный газ, уголь, торф, сланцы, иными словами все виды топлива. КПД ТПЭС составляет около 40 %, а их мощность может достигать 3-6 ГВт.

2.ГЭС

Гидроэлектроста́нция (ГЭС) - электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища .

Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонобразные виды рельефа.

Принцип работы

Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией - естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию.

Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля над работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.

Гидроэлектрические станции разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности :

· мощные - вырабатывают от 25 МВт и выше;

· средние - до 25 МВт;

· малые гидроэлектростанции - до 5 МВт.

Мощность ГЭС зависит от напора и расхода воды, а также от КПД используемых турбин и генераторов. Из-за того, что по природным законам уровень воды постоянно меняется, в зависимости от сезона, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принято брать цикличную мощность. К примеру, различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы гидроэлектростанции.

Типичная для горных районов Китая малая ГЭС (ГЭС Хоуцзыбао, уезд Синшань округа Ичан, пров. Хубэй). Вода поступает с горы по чёрному трубопроводу

Гидроэлектростанции также делятся в зависимости от максимального использования напора воды :

· высоконапорные - более 60 м;

· средненапорные - от 25 м;

· низконапорные - от 3 до 25 м.

3.ТЭС

А́томная электроста́нция (АЭС) - ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками (персоналом)

Принцип действия атомных электростанций во многом схож с действием электростанций на органическом топливе. Главное различие – это топливо. На атомной электростанции применяется уран – предварительно обогащенная природная руда, и пар производится посредством расщепления ядра, а не сжигания нефти, газа или угля. Атомные электростанции не сжигают топливо, благодаря чему не загрязняется атмосфера. Процесс происходит следующим образом:

Крошечные частицы урана, которые называются атомы, расщепляются.

Во время расщепления высвобождаются еще более малые элементы атома – нейтроны.

Нейтроны сталкиваются с атомами урана, в результате выделяется тепло, необходимое для выработки электричества.

Билет 14. Типы ЭС. Влияние ЭС на окруж. среду.

Окружающая среда - основа жизни человека, а ископаемые ресурсы и вырабатываемая из них энергия являются основой современной цивилизации. Без энергетики у человечества нет будущего это очевидный факт. Однако современная энергетика наносит ощутимый вред окружающей среде, ухудшая условия жизни людей. Основа современной энергетики - различные типы электростанций. На заре развития отечественной индустрии, 70 лет назад, основная ставка была сделана на крупные ТЭС . В то время о влиянии ТЭС на окружающую среду задумывались мало, так как первоочередной задачей было получение электроэнергии и тепла. Технология производства электрической энергии на ТЭС связана с большим количеством отходов, выбрасываемых в окружающую среду. Сегодня проблема влияния энергетики на природу становится особенно острой, так как загрязнение окружающей среды , атмосферы и гидросферы с каждым годом всё увеличивается. Если учесть, что масштабы энергопотребления постоянно увеличиваются, то и соответственно увеличивается отрицательное воздействие энергетики на природу. Если в период становления энергетики в нашей стране в первую очередь руководствовались целесообразностью с точки зрения экономических затрат, то сегодня всё чаще при возведении и эксплуатации объектов энергетики на первый план выдвигаются вопросы их влияния на экологию.

Тепловые электростанции работают на относительно дешевом органическом топливе - угле и мазуте, это невосполнимые природные ресурсы. Сегодня основными энергетическими ресурсами в мире являются уголь(40%), нефть (27%) и газ (21%). По некоторым оценкам этих запасов хватит на 270, 50 и 70 лет соответственно и то при условии сохранения нынешних темпов потребления.

При сжигании топлива на ТЭС образуются продукты сгорания, в которых содержатся: летучая зола, частички несгоревшего пылевидного топлива, серный и сернистый ангидрид, оксид азота , газообразные продукты неполного сгорания. При зажигании мазута образуются соединения ванадия, кокс, соли натрия, частицы сажи. В золе некоторых видов топлива присутствует мышьяк, свободный диоксид кальция, свободный диоксид кремния, которые наносят значительный вред всему живому.

Загрязняют окружающую среду и сточные производственные воды ТЭС, содержащие нефтепродукты. Эти воды станция сбрасывает после химических промывок оборудования, поверхностей нагрева паровых котлов и систем гидрозолоудаления.

Окись серы, попадающая с выбросами в атмосферу, наносит большой ущерб животному и растительному миру, она разрушает хлорофилл, имеющийся в растениях, повреждает листья и хвою. Окись углерода, попадая в организм человека и животных, соединяется с гемоглобином крови, в результате чего в организме возникает недостаток кислорода, и, как следствие, происходят различные нарушения нервной системы.

Оксид азота снижает прозрачность атмосферы и способствует образованию смога. Имеющийся в составе золы пентаксид ванадия отличается высокой токсичностью, при попадании в дыхательные пути человека и животных, он вызывает сильное раздражение, нарушает деятельность нервной системы, кровообращение и обмен веществ. Своеобразный канцероген бензапирен может вызывать онкологические болезни.

Самой крупной отраслью водопользования является гидро-энергетика. При сооружении равнинных ГЭС отрицательным моментом является затопление огромных территорий. Для снижения площади затопления земель необходимо сооружение защитных дамб. Необходимо следить за уровнем воды в водохранилищах, что бы избежать временного затопления берегов; очищать ложе будущего водохранилища от кустарников, деревьев, и. т.д.; на водохранилищах создавать условия для развития рыбных хозяйств , так как ГЭС наносят ущерб не только сельскому хозяйству , но и рыболовному промыслу.

Все гидроэлектростанции наносят колоссальный ущерб рыбному промыслу. Ранее события шли в постоянной эволюционной последовательности: весеннее половодье, ход рыбы на нерест, скатывание молоди в море. А в настоящее время гидроэлектростанции этот порядок нарушают. Половодье, называемое попуском воды, происходит среди зимы, к весне ледяной слой оседает на затопленные острова, придавливает зимующую рыбу в зимовальных ямах, нарушая биологические сроки созревания икры. А это значит, что пройдёт два года прежде чем незрелая икра рассосётся и заложится новая.

Водохранилища повышают влажность воздуха, способствуют изменению ветрового режима в прибрежной зоне, атак же температурный и ледяной режим водостока . Это приводит к изменению природных условий, что сказывается на хозяйственной деятельности населения и жизни животных.

Производство работ по строительству ГЭС следует проэктировать с минимальным экологическим ущербом природе. При разработке необходимо рационально выбирать карьер, месторасположение дорог и т. д. По завершения строительства должны быть проведены работы по рекультивации нарушения земель и озеленение территории. Наиболее эффективным природоохранным мероприятием является инженерная защита. Строительство дамб сокращает территорию затопления земель, сохраняя её для сельскохозяйственного использования; уменьшает площадь мелководий; сохраняет естественные природные комплексы; улучшает санитарные условия водохранилища. Если строительство дамбы экономически не оправдалось, то мелководья можно использовать для разведения птиц или других хозяйственных нужд.

АЭС. Обычно, когда говорят о радиационном загрязнении, имеют в виду гамма-излучение, легко улавливаемое счетчиками Гейгера и дозиметрами на их основе. В то же время есть немало бета-излучателей, которые плохо обнаруживаются существующими массовыми приборами. Также как радиоактивный йод концентрируется в щитовидной железе, вызывая ее поражение, радиоизотопы инертных газов, в 70-е годы считавшиеся абсолютно безвредными для всего живого, накапливаются в некоторых клеточных структурах растений (хлоропластах, митохондриях и клеточных мембранах). Одним из основных выбрасываемых инертных газов является криптон-85. Количество криптона-85 в атмосфере (в основном за счет работы АЭС) увеличивается на 5 % в год. Еще один радиоактивный изотоп, не улавливаемый никакими фильтрами и в больших количествах производимый всякой АЭС - углерод-14. Есть основания предполагать, что накопление углерода-14 в атмосфере (в виде CO2) ведет к резкому замедлению роста деревьев. Сейчас в составе атмосферы количество углерода-14 увеличено на 25% по сравнению с доатомной эрой.

Важной особенностью возможного воздействия АЭС на окружающую среду является необходимость демонтажа и захоронения элементов оборудования, обладающих радиоактивностью, по окончании срока службы или по другим причинам. До настоящего времени такие операции производились лишь на нескольких экспериментальных установках.

При нормальной работе в окружающую среду попадают лишь немногие ядра газообразных и летучих элементов типа криптона, ксенона, йода. Расчёты показывают, что даже при увеличении мощностей атомной энергетики в 40 раз её вклад в глобальное радиоактивное загрязнение составит не более 1% от уровня естественной радиации на планете.

На электростанциях с кипящими реакторами (одноконтурными) большая часть радиоактивных летучих веществ выделяется из теплоносителя в конденсаторах турбин, откуда вместе с газами радиолиза воды выбрасываются эжекторами в виде парогазовой смеси в специальные камеры, боксы или газгольдеры выдержки для первичной обработки или сжигания. Остальная часть газообразных изотопов выделяется при дезактивации растворов в баках выдержки.

На электростанциях с реакторами, охлаждаемыми водой под давлением, газообразные радиоактивные отходы выделяются в баках выдержки.

Газообразные и аэрозольные отходы из монтажных пространств, боксов парогенераторов и насосов, защитных кожухов оборудования, ёмкостей с жидкими отходами выводятся с помощью вентиляционных систем с соблюдением нормативов по выбросу радиоактивных веществ. Воздушные потоки из вентиляторов очищаются от большей части аэрозолей на тканевых, волокнистых, зерновых и керамических фильтрах. Перед выбросом в вентиляционную трубу воздух проходит через газовые отстойники, в которых происходит распад короткоживущих изотопов (азота, аргона, хлора и др.).

Помимо выбросов, связанных радиационным загрязнением, для АЭС, как и для ТЭС, характерны выбросы теплоты, влияющие на окружающую среду. Примером может служить атомная электростанция «Вепко Сарри». Её первый блок был пущен в декабре 1972 г., а второй - в марте 1973 г. При этом температура воды у поверхности реки вблизи электростанции в 1973г. была на H4єC выше температуры в 1971г. и максимум температур наблюдался на месяц позже. Выделение тепла происходит также в атмосферу, для чего на АЭС используются т. н. градирни. Они выделяют 10-400 МДж/(мІ·ч) энергии в атмосферу. Широкое применение мощных градирен выдвигает рад новых проблем. Расход охлаждающей воды для типового блока АЭС мощностью 1100 МВт с испарительными градирнями составляет 120 тыс. т/ч (при температуре окружающей воды 14єC). При нормальном солесодержании подпиточной воды за год выделяется около 13,5 тыс. т солей, выпадающих на поверхность окружающей территории. До настоящего времени нет достоверных данных о влиянии на окружающую среду этих факторов.

На АЭС предусматриваются меры для полного исключения сброса сточных вод, загрязнённых радиоактивными веществами. В водоёмы разрешается отводить строго определённое количество очищенной воды с концентрацией радионуклидов, не превышающей уровень для питьевой воды . Действительно, систематические наблюдения за воздействием АЭС на водную среду при нормальной эксплуатации не обнаруживают существенных изменений естественного радиоактивного фона. Прочие отходы хранятся в ёмкостях в жидком виде или предварительно переводятся в твёрдое состояние, что повышает безопасность хранения.

Билет 15.Элементы промыш. электроники – конденсаторы.

Конденсатор – это устройство для накопления заряда. Состоит из двух проводников – обкладок, разделённых диэлектриком.

Обозначение на схеме:

Свойство конденсатора - накапливать и удерживать электрические заряды характеризуется его емкостью. Чем больше емкость конденсатора, тем больше накопленный им заряд.

Электроемкостью системы из двух проводников называется физическая величина, определяемая как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними:

Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским .

В зависимости от применяемого диэлектрика конденсаторы бывают бумажными, слюдяными, воздушными. Используя в качестве диэлектрика вместо воздуха слюду, бумагу, керамику и другие материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, удается при тех же размерах конденсатора увеличить в несколько раз его емкость. Для того чтобы увеличить площади электродов конденсатора, его делают обычно многослойным.

В электротехнических установках переменного тока обычно применяют силовые конденсаторы. В них электродами служат длинные полосы из алюминиевой , свинцовой или медной фольги, разделенные несколькими слоями специальной (конденсаторной) бумаги, пропитанной нефтяными маслами или синтетическими пропитывающими жидкостями. Ленты фольги 2 и бумаги 1 сматывают в рулоны (рис. 185), сушат, пропитывают парафином и помещают в виде одной или нескольких секций в металлический или картонный корпус. Необходимое рабочее напряжение конденсатора обеспечивается последовательным, параллельным или последовательно-параллельным соединениями отдельных секций.

Способы соединения конденсаторов . Конденсаторы можно соединять последовательно и параллельно. При последовательном

Применение: Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники.

1.Конденсаторы (совместно с катушками индуктивности и/или резисторами) используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т. п.

2.При быстром разряде конденсатора можно получить импульс большой мощности, например, в фотовспышках, электромагнитных ускорителях,импульсных лазерах с оптической накачкой, генераторах Маркса, (ГИН; ГИТ), генераторах Кокрофта-Уолтона и т. п.

3.Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической энергии.

4.Измерителя уровня жидкости. Непроводящая жидкость заполняет пространство между обкладками конденсатора, и ёмкость конденсатора меняется в зависимости от уровня

5.Аккумуляторов электрической энергии. В этом случае на обкладках конденсатора должно быть достаточно постоянное значения напряжения и тока разряда. При этом сам разряд должен быть значительным по времени. В настоящее время идут опытные разработки электромобилей и гибридов с применением конденсаторов. Так же существуют некоторые модели трамваев в которых конденсаторы применяются для питания тяговых электродвигателей при движении по обесточенным участкам.

Билет 16.Диэлектрики.

Диэлектрики (изоляторы) – вещества, которые плохо проводят или совсем не проводят электрический ток. К диэлектрикам относят воздух, некоторые газы, стекло, пластмассы, различные смолы, многие виды резины.

shortcodes">

1) По 1 рисунку. Укажите в каком случае наблюдается явление электромагнитной индукции:

А. При минимальном значении сопротивления реостата.
Б. При увеличении сопротивления реостата.
В. При максимальном значении сопротивления реостата.
Г. При постоянном значении сопротивления реостата.

2) Чему равна энергия магнитного поля катушки индуктивностью 0,2 Гн при токе 3 А?
А. 0,3 Дж.
Б. 0,6 Дж.
В. 0,8 Дж.
Г. 0,9 Дж.
Д. 1,5 Дж.

3) Найдите окончание утверждения, которое наиболее полно отражает сущность явления электромагнитной индукции: "В замкнутом контуре электрический ток появляется, если..."
А. ...контур находится в постоянном магнитном поле.
Б. ...контур движется в постоянном магнитном поле.
В. ...контур вращается в постоянном магнитном поле.
Г. ...контур движется в постоянном магнитном поле так, что величина магнитного потока через контур изменяется.

4) Найдите изменение за 3 мс магнитного потока через контур, содержащий 80 витков провода сопротивлением 120 Ом, если индукционный ток равен 4 А:
А. 1440 мВб.
Б. 18 мВб.
В. 90 мВб
Г. 1,1 мВб

5) По 2 рисунку. Изображены графики зависимости магнитного потока, пронизывающего контур, от времени. Укажите случай, когда ЭДС индукции возрастает:
А. 1
Б. 2
В. 3.
Г. 4.

6) Где на рис. правильно показано направление индукционного тока, возникающего в замкнутом контуре при приближении южного полюса магнита?
А. 1.
Б. 2.
В. 3.
Г. 4.

1. На рисунке показано направление линий магнитного поля. В этом магнитном поле перемещают замкнутый виток проволоки сначала

вертикально вверх так, что плоскость витка параллельна линиям индукции магнитного поля (на рисунке - ситуация А), затем в горизонтальном направлении так, что плоскость витка перпендикулярна линиям индукции магнитного поля (на рисунке - ситуация Б). При каком движении рамки происходит изменение магнитного потока?

1) Только в А 3) И в А, и в Б

2) Только в Б 4) Ни в А, ни в Б

2. Замкнутый контур расположен под некоторым углом к линиям магнитной индукции. Как изменится магнитный поток, если модуль вектора магнитной индукции увеличится в 3 раза?

1) Увеличится в 3 раза 3) Увеличится в 6 раз

2) Уменьшится в 3 раза 4) Уменьшится в 9 раз

3. Замкнутый контур расположен под некоторым углом к линиям магнитной индукции. Как изменится магнитный поток, если площадь контура уменьшится в 2 раза, а модуль вектора магнитной индукции увеличится 4 раза?

1) Увеличится в 2 раза 3) Увеличится в 4 раза

2) Уменьшится в 2 раза 4) Уменьшится в 4 раза

4. Линии магнитной индукции лежат в плоскости замкнутого контура. Как изменится магнитный поток, если модуль вектора магнитной индукции увеличится в 3 раза?

1) Увеличится в 3 раза 3) Увеличится в 9 раз

Физика 11 класс. Тема: Электромагнитная индукция. Электромагнитные колебания

Цель данного теста - проверить, умеет ли учащийся:

Вариант 1

невыполненным.

+Б. При замыкании ключа в катушке на короткое время возникает индукционный ток.

–В. Магнитное поле индукционного тока всегда направлено вверх.

–Г. Индукционный ток в катушке всегда направлен по часовой стрелке.

2. Заряженный конденсатор подключили к катушке индуктивности. Выберите правильное утверждение.

+А. Через некоторое время знаки зарядов обкладок конденсатора изменятся на противоположные.

–Б. Энергия заряженного конденсатора представляет собой энергию магнитного поля.

–В. Колебания заряда конденсатора и силы тока в контуре происходят в одной фазе.

–Г. Колебания в контуре прекратятся, как только заряд конденсатора станет равен нулю.

3. Трансформатор понижает напряжение от 220 В до 36 В. Выберите правильное утверждение.

–А. Трансформатор может понижать постоянное напряжение.

–Б. Количество витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной.

–В.

+Г. ЭДС во вторичной обмотке возникает вследствие явления электромагнитной индукции.

4. Неподвижный замкнутый контур находится в изменяющемся магнитном поле. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Если линии магнитной индукции пересекают плоскость контура, в контуре возникает индукционный ток.

+Б. ЭДС индукции в замкнутом контуре тем больше, чем быстрее изменяется магнитный поток через этот контур.

–В. Магнитное поле индукционного тока всегда направлено так же,
как внешнее магнитное поле.

–Г. Если разомкнуть контур, ЭДС индукции в нем будет равна нулю.

5. Конденсатор емкостью 400 пФ и катушка индуктивностью 25 мГн образуют колебательный контур. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. В контуре может протекать только постоянный ток.

–Б. Период свободных колебаний в контуре меньше 15 мкс.

+В. Период свободных колебаний в контуре больше 10 мкс.

–Г. Частота колебаний зависит от максимального заряда конденсатора.

6. Четырехполюсный генератор переменного тока вращается с частотой 1500 мин –1 . Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Для генерирования такого же переменного тока двухполюсный генератор должен вращаться с частотой 3000 мин –1 .

+Б. Генератор вырабатывает переменный ток с частотой 50 Гц.

–В. Период переменного тока равен 10 мс.

+Г. В генераторе происходит превращение какого-либо вида энергии в электрическую энергию.

8. Заряженный конденсатор емкостью 10 пФ подключили к катушке индуктивности. График дальнейших изменений заряда q конденсатора показан на рисунке. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Индуктивность катушки меньше 12 мГн.

+Б. Амплитудное значение заряда конденсатора больше 5 нКл.

+В. Заряд конденсатора изменяется по закону

–Г. Максимальное напряжение на конденсаторе меньше 100 В.

9. В катушке из 200 витков в течение 5 мс возбуждалась постоянная ЭДС индукции 160 В. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Магнитный поток через катушку не изменялся.

–Б. За 5 мс магнитный поток через каждый виток изменился на 0,8 Вб.

–В. Если увеличить скорость изменения магнитного потока в 4 раза, ЭДС индукции увеличится в 2 раза.

–Г. ЭДС индукции в одном витке больше 1 В.

10 . В катушке с индуктивностью 80 мГн сила тока увеличилась от нуля до 1 А за время 0,1 с. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Если скорость изменения силы тока была постоянной, то ЭДС индукции в катушке была больше 1 В.

+Б. Энергия магнитного поля катушки увеличилась до 40 мДж.

+В. Средняя мощность тока в катушке превышала 0,3 Вт.

–Г. Если катушку отключить от источника тока и замкнуть накоротко, в ней выделится количество теплоты, большее 0,5 Дж.

11. Конденсатор емкостью 4 нФ зарядили до напряжения 5 В и подключили к катушке с активным сопротивлением 1 Ом и индуктивностью 80 мкГн. Считая затухание возникших свободных колебаний медленным, отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Период возникших в цепи свободных колебаний больше 4 мкс.

–Б. Период возникших в цепи свободных колебаний больше 5 мкс.

–В. За период энергия колебаний уменьшается более чем на 5 нДж.

+Г. За период энергия колебаний уменьшается более чем на 1 нДж.

12. В сеть переменного напряжения 50 Гц включены последовательно конденсатор емкостью 100 мкФ и катушка. Индуктивность катушки без сердечника равна 10 мГн, а при полностью введенном сердечнике 0,3 Гн. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Когда в катушке нет сердечника, ее индуктивное сопротивление меньше, чем емкостное сопротивление конденсатора.

–Б. При выдвигании сердечника из катушки сила тока в цепи все время уменьшается.

–В. При выдвигании сердечника из катушки сила тока в цепи все время увеличивается.

+Г. Если постепенно вводить в катушку сердечник, сила тока в цепи сначала возрастает, а затем убывает.

Вариант 2

Записывая ответы на задания теста, обведите буквы, отвечающие утверждениям, которые вы считаете правильными, и зачеркните буквы, отвечающие утверждениям, которые вы считаете неправильными. Например, если вы считаете правильными утверждения А и В, а неправильными - утверждения Б и Г, запишите . Если хотя бы одна буква из 4-х будет не отмечена, задание считается невыполненным.

1. В однородном изменяющемся магнитном поле находится неподвижная замкнутая проволочная рамка. Выберите правильное утверждение.

+А. Если вектор индукции магнитного поля перпендикулярен плоскости рамки, в рамке возникает индукционный ток.

–Б. Индукционный ток в рамке возникает при любом положении рамки.

–В. ЭДС индукции в рамке зависит только от площади рамки.

–Г. Если вектор индукции магнитного поля перпендикулярен плоскости рамки, магнитный поток через плоскость рамки все время равен нулю.

2. Колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Не учитывая потерь энергии при колебаниях, выберите правильное утверждение.

–А. В этом контуре может существовать постоянный ток.

–Б. В контуре могут возникать только вынужденные электромагнитные колебания.

–В. Направление тока в контуре не изменяется.

+Г. При электромагнитных колебаниях в контуре сила тока максимальна в тот момент, когда заряд конденсатора равен нулю.

3. Для передачи электроэнергии на большое расстояние напряжение повышают с помощью трансформатора до 500 кВ. Выберите правильное утверждение.

–А. Это делают для увеличения силы тока в линии электропередачи.

–Б. Это делают только при передаче энергии с помощью постоянного тока.

+В. Это делают для уменьшения потерь электроэнергии при передаче.

–Г. Потери энергии в мощных трансформаторах превышают 50%.

4. В неподвижном замкнутом проволочном витке возник индукционный ток. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Индукционный ток возник под действием кулоновских сил.

–Б. Магнитный поток через виток не изменялся.

–В. Свободные электроны в проволоке начали упорядоченно двигаться под действием силы Лоренца.

+Г. Свободные электроны в проволоке начали упорядоченно двигаться под действием вихревого электрического поля.

5. В колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания с частотой 100 кГц. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Сила тока в контуре колеблется с частотой 100 кГц.

–Б. Заряды на обкладках конденсатора изменяются с частотой 50 кГц.

+В. Если емкость конденсатора равна 1 мкФ, то индуктивность катушки больше 1,5 мкГн.

–Г. Период колебаний в контуре равен 100 мкс.

6. Амперметр, включенный последовательно с конденсатором емкостью 20 мкФ в цепь переменного тока частотой 50 Гц, показывает силу тока 400 мА. Считая конденсатор идеальным, отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Амперметр показывает амплитудное значение силы тока в цепи.

+Б. При протекании переменного тока через конденсатор тепло не выделяется.

+В. Вольтметр, включенный параллельно конденсатору, покажет напряжение менее 120 В.

+Г. Амплитудное значение напряжения на конденсаторе менее 200 В.

8. При свободных колебаниях в контуре амплитудное значение заряда конденсатора равно 0,2 мКл. Емкость конденсатора 20 мкФ, индуктивность катушки 4 мГн. Считая колебания незатухающими, отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Частота собственных колебаний в контуре больше 1 кГц.

–Б. Сила тока в контуре и напряжение на конденсаторе колеблются в одной фазе.

–В. Напряжение на конденсаторе в некоторые моменты превышает 15 В.

–Г. Максимальная сила тока в катушке меньше 500 мА.

9. На рисунке показан график i (t ) для переменного тока. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Период тока равен 4 мкс.

+Б. Сила тока в цепи изменяется по закону

+В. Если данный переменный ток проходит через конденсатор емкостью 1 мкФ, емкостное сопротивление конденсатора меньше 1 Ом.

–Г. Действующее значение силы тока меньше 8 А.

10 . На рисунке показана электрическая цепь. ЭДС источника = 6 В, внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом, индуктивность катушки L = 0,2 Гн, сопротивления резисторов R 1 = 2,5 Ом и R 2 = 1 Ом. Активное сопротивление катушки не учитывайте. Ключ замыкают, а через длительное время размыкают. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Сразу после замыкания ключа сила тока в резисторе R 2 меньше, чем в катушке.

+Б. Перед размыканием ключа сила тока в катушке больше 1,5 А.

–В. После размыкания ключа в цепи выделится количество теплоты, большее 1 Дж.

–Г. После размыкания ключа в цепи выделится количество теплоты, большее 2 Дж.

11. В колебательном контуре емкость конденсатора равна 50 мкФ, а индуктивность катушки 0,2 Гн. Амплитудное значение силы тока 40 мА. Пренебрегая активным сопротивлением контура, отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Частота колебаний в контуре больше 40 Гц.

–Б. Частота колебаний в контуре зависит от амплитуды колебаний.

+В. Сила тока уменьшается от 40 мА до 20 мА за 1/6 периода.

+Г. Когда сила тока равна 30 мА, напряжение на конденсаторе
больше 1,5 В.

12. В цепь переменного тока последовательно включены конденсатор емкостью 1 мкФ и катушка с индуктивностью 0,5 Гн и активным сопротивлением 50 Ом. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Индуктивное сопротивление катушки при частоте 50 Гц больше 200 Ом.

+Б. При частоте 500 Гц индуктивное сопротивление катушки больше, чем емкостное сопротивление конденсатора.

+В. Резонанс в данной цепи наступает при частоте, меньшей 300 Гц.

–Г. При резонансе активное сопротивление катушки составляет более 15% ее индуктивного сопротивления.

Вариант 3

1. В проводнике, движущемся в магнитном поле, возникает ЭДС индукции. Выберите правильное утверждение.

–А. ЭДС индукции зависит только от скорости движения проводника.

–Б. ЭДС индукции зависит только от длины проводника.

+В. ЭДС индукции максимальна, когда скорость проводника перпендикулярна и проводнику, и вектору индукции магнитного поля.

–Г. Если увеличить индукцию магнитного поля, ЭДС индукции
в движущемся проводнике уменьшится.

2. Заряженный от источника постоянного напряжения конденсатор с помощью переключателя соединяют с катушкой индуктивности (см. рисунок). Выберите правильное утверждение.

–А. Когда конденсатор был соединен с источником, в цепи существовали вынужденные незатухающие колебания.

+Б. Когда конденсатор соединили с катушкой, в цепи возникли свободные колебания.

–В. При электромагнитных колебаниях в контуре заряд конденсатора и сила тока в катушке одновременно принимают максимальные значения.

–Г. Если последовательно с катушкой подключить резистор,
то колебания в контуре будут затухать медленнее.

3. Трансформатор повышает напряжение от 120 В до 36 кВ. Выберите правильное утверждение.

–А. Количество витков во вторичной обмотке меньше, чем в первичной.

–Б. Мощность тока во вторичной обмотке больше, чем мощность, потребляемая трансформатором из сети.

+В. Рабочий ток во вторичной обмотке меньше, чем в первичной.

–Г. ЭДС индукции в каждом из витков вторичной обмотки больше, чем ЭДС индукции в каждом из витков первичной обмотки.

4. Замкнутый неподвижный проводящий контур находится в постоянном однородном магнитном поле, направленном по нормали к плоскости контура. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. ЭДС индукции в контуре тем больше, чем больше индукция магнитного поля.

+Б. Если магнитное поле будет изменяться, возникнет вихревое электрическое поле.

–В. Если контур перемещать поступательно, в нем возникнет индукционный ток.

+Г. Если плоскость контура поворачивать, в контуре возникнет индукционный ток.

5. Для получения свободных электромагнитных колебаний заряженный конденсатор емкостью 1 мкФ соединили с катушкой, индуктивность которой 10 мГн. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Амплитуда колебаний зависит от первоначального заряда конденсатора.

–Б. Период колебаний в контуре зависит от первоначального заряда конденсатора.

–В. Частота колебаний в контуре меньше 800 Гц.

–Г. Период колебаний в контуре больше 1 мс.

6. Вольтметр, включенный в цепь переменного тока с частотой 50 Гц параллельно катушке индуктивностью 0,2 Гн, показывает 220 В. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Амплитуда напряжения больше 400 В.

+Б. Действующее значение напряжения равно 220 В.

+В. Действующее значение силы тока в катушке меньше 4 А.

+Г. Действующее значение силы тока в катушке больше 3 А.

8. На рисунке показан график изменения напряжения на конденсаторе при свободных колебаниях в колебательном контуре. Индуктивность контура равна 4 мГн. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Амплитудное значение напряжения на конденсаторе больше 10 В.

+Б. Емкость конденсатора контура больше 500 пФ.

–В. Напряжение на конденсаторе изменяется по закону

.

+Г. Максимальный заряд конденсатора меньше 9 нКл.

9. В катушке из 500 витков в течение 10 мс возбуждалась постоянная ЭДС индукции 2 кВ. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Магнитный поток через каждый виток изменился более
чем на 5 мВб.

–Б. Магнитный поток через каждый виток изменился менее
чем на 8 мВб.

+В. Чтобы ЭДС индукции увеличилась в 5 раз, скорость изменения магнитного потока надо увеличить также в 5 раз.

–Г. ЭДС индукции в каждом витке больше 5 В.

10 . В катушке с индуктивностью 20 мГн, подключенной к батарейке, установилась сила тока 0,5 А. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. ЭДС самоиндукции в катушке равна 10 мВ.

–Б. Если силу тока в катушке увеличить в 2 раза, энергия магнитного поля катушки увеличится также в 2 раза.

+В. Магнитный поток через катушку равен 10 мВб.

+Г. Если катушку отключить от источника тока и замкнуть накоротко, в ней выделится количество теплоты 2,5 мДж.

11. Неоновая лампа включена в сеть переменного напряжения 220 В, 50 Гц. Считая, что лампа и зажигается и гаснет при напряжении 156 В, отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Частота вспышек лампы 50 Гц.

–Б. Лампа горит более 2/3 периода.

–В. Лампа горит более 3/4 периода.

–Г. Каждая вспышка лампы длится менее 2 мс.

12. В колебательном контуре с конденсатором емкостью 1 мкФ резонанс наблюдается при частоте 400 Гц. Когда параллельно конденсатору подключили другой конденсатор, резонансная частота уменьшилась до 200 Гц. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Индуктивность контура меньше 300 мГн.

–Б. После подключения второго конденсатора общая емкость контура уменьшилась.

+В. Емкость второго конденсатора равна 3 мкФ.

+Г. При резонансе емкостное и индуктивное сопротивления контура одинаковы.

Вариант 4

1. В неподвижной проволочной рамке, находящейся в магнитном поле, возникает индукционный ток. Выберите правильное утверждение.

–А. Сила тока прямо пропорциональна сопротивлению рамки.

–Б. Сила тока тем больше, чем медленнее изменяется магнитный поток через рамку.

–В. Сила тока максимальна, когда магнитный поток через рамку
не изменяется.

+Г. Если плоскость рамки параллельна линиям индукции магнитного поля, магнитный поток через рамку равен нулю.

2. Колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Выберите правильное утверждение.

–А. Энергия заряженного конденсатора во время колебаний периодически переходит во внутреннюю энергию.

–Б. Если в контуре возникли свободные колебания, то их амплитуда со временем возрастает.

+В. В контуре могут происходить свободные затухающие колебания.

–Г. Знаки зарядов обкладок конденсатора не изменяются при колебаниях.

3. Сердечник трансформатора не является цельным, он собран из отдельных стальных пластин. Выберите правильное утверждение.

–А. Это сделано для уменьшения расхода стали.

+Б. Это сделано для уменьшения потерь энергии, обусловленных вихревыми токами в сердечнике.

–В. Между пластинами существует хороший электрический контакт.

–Г. Сердечник трансформатора может быть изготовлен из меди.

4. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений, касающихся явления самоиндукции, правильные, а какие - неправильные.

–А. Чем больше индуктивность контура, тем меньший магнитный поток создается протекающим в этом контуре током.

+Б. ЭДС самоиндукции в замкнутом контуре прямо пропорциональна скорости изменения силы тока в этом контуре.

–В. ЭДС самоиндукции всегда приводит к увеличению тока в контуре.

–Г. ЭДС самоиндукции максимальна, когда сила тока в контуре достигает максимального значения.

5. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 2,2 мкФ и катушки с индуктивностью 0,5 мГн. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Если увеличить емкость конденсатора, частота свободных колебаний в контуре также увеличится.

+Б. Собственная частота контура меньше 5 кГц.

–В. Собственная частота контура меньше 3 кГц.

+Г. Если индуктивность катушки уменьшить в 4 раза, частота свободных колебаний в контуре увеличится в 2 раза.

6. Амперметр, включенный последовательно с резистором сопротивлением 150 Ом в цепь переменного тока, показывает силу тока 600 мА. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Амплитудное значение силы тока в цепи больше 1 А.

–Б. Если подключить вольтметр параллельно с резистором, вольтметр покажет больше 100 В.

+В. Мощность тока в резисторе больше 40 Вт.

+Г. Мощность тока в резисторе больше 50 Вт.

8. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 0,2 мкФ и катушки с индуктивностью 100 мкГн. Конденсатор первоначально зарядили до напряжения 40 В. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Период свободных колебаний в контуре меньше 20 мкс.

+Б. Сдвиг фаз между колебаниями напряжения на конденсаторе
и силы тока составляет четверть периода.

+В. Максимальная сила тока в контуре больше 1,2 А.

+Г. Заряд конденсатора в некоторые моменты превышает 5 мкКл.

9. На рисунке показан график зависимости от времени ЭДС индукции в проволочном витке, вращающемся в однородном магнитном поле. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Амплитудное значение ЭДС равно 8 В.

+Б. Частота переменной ЭДС больше 45 Гц.

–В. ЭДС изменяется по закону = 8 cos 100 t .

–Г. Если площадь витка равна 10 дм 2 , то индукция магнитного поля больше 0,5 Тл.

10. Замкнутому проводу длиной 4 м придали форму квадрата и расположили его горизонтально в вертикальном магнитном поле с магнитной индукцией 50 мкТл. Сопротивление провода равно 2 Ом. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Магнитный поток через контур равен 200 мкВб.

–Б. При выключении внешнего поля по проводу пройдет заряд 50 мкКл.

–В. Если проводу придать форму окружности, магнитный поток через контур уменьшится.

–Г. Индукционный ток в контуре не зависит от сопротивления контура.

11. Конденсатор емкостью 10 мкФ зарядили до напряжения 400 В и подключили к катушке индуктивности. Из-за наличия активного сопротивления у контура амплитуда колебаний за период уменьшается на 1%. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

–А. Колебания в контуре являются гармоническими.

+Б. Энергия колебаний за период уменьшается более чем на 1,5%.

+В. За время полного затухания колебаний в контуре выделится 0,8 Дж теплоты.

–Г. Если активное сопротивление контура увеличить в 3 раза, амплитуда колебаний будет уменьшаться за период более чем на 7%.

12. В сеть переменного напряжения включены последовательно конденсатор переменной емкости и катушка индуктивности без сердечника. Изменяя емкость конденсатора, добились максимального значения силы тока в цепи. После этого в катушку вдвинули сердечник. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие - неправильные.

+А. Если немного увеличить емкость конденсатора, сила тока в цепи уменьшится.

+Б. Сила тока в цепи после вдвигания сердечника уменьшилась.

+В. Если сердечник увеличил индуктивность катушки в 20 раз, то для получения максимально возможной силы тока в цепи надо уменьшить емкость конденсатора в 20 раз.

–Г. После вдвигания сердечника емкостное сопротивление цепи стало больше, чем индуктивное сопротивление.

Электромагнитная индукция. Правило Ленца.

Цель урока: создать условия для осознания и осмысления сущности правила Ленца.

Образовательные:

Выяснить, как направлен индукционный ток в контуре;

сформулировать правило Ленца;

продемонстрировать на опытах и объяснить явление самоиндукции;

проверить усвоение изученного материала

Развивающие:

развитие логического мышления для объяснения результатов опытов;

развитие интеллектуальных умений учащихся (наблюдать, применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, анализировать, делать выводы);

Воспитательные:

формировать познавательный интерес к изучению физического явления, воспитывать культуру общественных навыков работы.)

Тип урока : изложение нового материала

Ход урока

Организационный момент.

Сегодня мы с вами на уроке познакомимся с ЭМИ. Что расшифровывается как электромагнитная индукция.

Урок начинается с проверки изученного материала

Проверочный тест : (Приложение 1)

Мотивационный этап

Возможно ли наличие тока в проводнике без источника тока?

Опыт : внесение (вынесение) полосового магнита из замкнутого контура, соединенного с гальванометром.

Проблема: Откуда появился ток в замкнутом контуре?

При затруднении учащимся можно дать несколько подсказывающих вопросов:

что из себя представляет контур? (ответ: контур замкнутый)

что существует вокруг полосового магнита? (ответ: вокруг магнита существует магнитное поле)?

что появляется, когда в контур вносят (выносят) магнит? (ответ: замкнутый контур пронизывает магнитный поток)

что происходит с магнитным потоком при внесении (вынесении) магнита в замкнутый контур? (ответ: магнитный поток изменяется)

Вывод: Причина возникновения электрического тока в замкнутом контуре - изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур.

Это явление впервые было обнаружено Майклом Фарадеем в 1820 году. Оно было названо явлением электромагнитной индукцией.(Сообщение учащихся о Фарадее..)

Учитель: Электромагнитная индукция - физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром. Ток, возникающий в замкнутом контуре, называется индукционным .

Способы получения индукционного тока:

1.перемещение магнита и катушки относительно друг друга;
2. перемещение одной катушки относительно другой;
3. изменение силы тока в одной из катушек;
4. замыкание и размыкание цепи;
5. перемещение сердечника;

Опыт : замыкание (размыкание) ключа

Причина возникновения тока : изменение силы тока в одной цепи приводит к изменению магнитной индукции.

Опыт перемещение движка реостата.

Причина возникновения тока : изменение сопротивления в первой цепи приводит к изменению силы тока, а соответственно и изменению магнитной индукции

Учитель: Отчего зависит величина и направление индукционного тока?

Опыт : внесение (вынесение) магнита сначала северным полюсом, затем южным полюсом.

Вывод : направление тока зависит от направления магнитного поля и направления движения магнита.

Опыт : внесение (вынесение) магнита в замкнутый контур сначала с одним магнитом, затем с двумя магнитами

Вывод : величина тока зависит от величины магнитной индукции

Опыт : вносим магнит сначала медленно, затем быстро.

Вывод : величина тока зависит от скорости внесения магнита.

Взаимодействие индукционного тока с магнитом. Если магнит приближать к катушке, то в ней появляется индукционный ток такого направления, что магнит обязательно отталкивается. Для сближения магнита и катушки нужно совершить положительную работу. Катушка становится подобной магниту, обращенному одноименным полюсом к приближающемуся к ней магниту. Одноименные же полюса отталкиваются.

При удалении магнита, наоборот, в катушке возникает ток такого направления, чтобы появилась притягивающая магнит сила.

В чем состоит различие двух опытов: приближение магнита к катушке и его удаление? В первом случае число линий магнитной индукции, пронизывающих витки катушки, или, что то же самое, магнитный поток, увеличивается (рис. 2.5, а), а во втором случае уменьшается (рис. 2.5, б). Причем в первом случае линии индукции магнитного поля, созданного возникшим в катушке индукционным током, выходят из верхнего конца катушки, так как катушка отталкивает магнит, а во втором случае, наоборот, входят в этот конец. Эти линии магнитной индукции на рисунке 2.5 изображены черным цветом. В случае а катушка с током аналогична магниту, северный полюс которого находится сверху, а в случае б - снизу.

Это правило можно подтвердить на опыте. В установке, изображенной на рисунке

На концах стержня, который может свободно вращаться вокруг вертикальной оси, закреплены два проводящих алюминиевых кольца . Одно из них с разрезом. Если поднести магнит к кольцу без разреза, то в нем возникнет индукционный ток и направлен он будет так, что это кольцо оттолкнется от магнита и стержень повернется. Если удалять магнит от кольца, то оно, наоборот, притянется к магниту. С разрезанным кольцом магнит не взаимодействует, так как разрез препятствует возникновению в кольце индукционного тока. Отталкивает или притягивает катушка магнит, это зависит от направления индукционного тока в ней. Поэтому закон сохранения энергии позволяет сформулировать правило, определяющее направление индукционного тока.

Правило Ленца. Теперь мы подошли к главному: при увеличении магнитного потока через витки катушки индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует усилению магнитного потока через витки катушки. Ведь линии индукции этого поля направлены против линий индукции поля, изменение которого порождает электрический ток. Если же магнитный поток через катушку ослабевает, то индукционный
ток создает магнитное поле с индукцией , увеличивающее магнитный поток через витки катушки.

В этом и состоит сущность общего правила определения направления индукционного т Учитель: Для определения направления индукционного тока в замкнутом контуре используется правило Ленца :

Индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.

Направление индукционного тока зависит:
1) от возрастания или убывания магнитного потока, пронизывающего контур;
2) от направления вектора индукции магнитного поля относительно контура

Направление индукционного тока-

Прямолинейный проводник:

Направление индукционного тока определяется по правилу правой руки:

Замкнутый контур:

Направление индукционного тока в замкнутом контуре определяется по правилу Ленца.

ока, которое применимо во всех случаях.

Правило Ленца-

Применение правила Ленца
1. показать направление вектора В внешнего магнитного поля;
2. определить увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур;
3. показать направление вектора Вi магнитного поля индукционного тока (при уменьшении магнитного потока вектора В внешнего м.поля и Вi магнитного поля индукционного тока должны быть направлены одинаково, а при увеличениии магнитного потока В и Вi должны быть направлены противоположно);
4. по правилу буравчика определить направление индукционного тока в контуре.

6. Домашнее задание. (на карточках) В стальной сердечник трансформатора, подключенного к напряжению 220В (РНШ) вносят замкнутый контур с лампочкой. Почему загорается лампочка при этом?

Учитель: Явление электромагнитной индукции нашло широкое применение в технике: трансформаторы, поезда на магнитной подушке, металлоискатели (детекторы металлов), запись и информации на магнитные носители и чтение с них

Итог урока. 1) В чем заключается явление ЭМИ?

2) Вспомним опыты, позволяющие наблюдать это явление.

3) Кто открыл явление ЭМИ?

4) Что мы определяли с помощью правила Ленца?

5) Применение ЭМИ.

Проверочный тест : (Приложение 1)

Как взаимодействуют два параллельных проводника, если электрический ток в них протекает в одном направлении:

А) сила взаимодействия равна нулю;

Б) проводники притягиваются;

В) проводники отталкиваются;

Г) проводники поворачиваются в одном направлении.

В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле?

1) электрон движется равномерно и прямолинейно;

2) электрон движется равномерно;

3) электрон движется равноускорено.

Г) такого случая нет.

3. Какая физическая величина имеет единицу 1 Тесла?

А) магнитный поток;

Б) магнитная индукция;

В) индуктивность.

4. Поток магнитной индукции через поверхность площадью S определяется по формуле:

Б) BStga ;

Г) BScosa .

5. Замкнутый контур площадью S повернули на 60 ? в однородном магнитном поле индукцией В. При этом магнитный поток, пронизывающий этот контур:

А) увеличился в 2 раза;

Б) уменьшился в 2 раза;

В) не изменился.

6. В замкнутом контуре площадью S, находящемся в однородном магнитном поле увеличили силу тока в 3 раза. Магнитный поток, пронизывающий этот контур, при этом:

А) уменьшился в 3 раза;

Б) увеличился в 3 раза;

В) не изменился.

7. В однородном магнитном поле индукцией 1 Тл перпендикулярно ему расположены два замкнутых контура площадью 10 и 20 см 2 соответственно. Магнитный поток, пронизывающий первый контур, по сравнению с магнитным потоком, пронизывающим второй контур: заряд следует поместить в центре... индукционный ток зависит от сопротивления контура . Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца . Индукционный ток всегда направлен так...

Контроль знаний учащихся по физике

Документ

Металли ческого кольца, как показано на рисунке. Опреде лите направление индукционного тока в кольце. 2. а) Сквозь... индукции. Запишите формулу. 12.Сформулируйте правило Ленца . 13.Объясните правило Ленца на основе закона сохранения...

Учебно-методический комплекс дисциплины «введение в физику» Код и направление подготовки

Учебно-методический комплекс

Предмет философии науки 4 Раздел I научное познание как социокультурный феномен 10

Документ

... как уже было показано, должны суммировать опыт словоупотребления и попытаться сформулировать общее правило ... Задача состояла в том, чтобы выяснить , каковы величина и направление ... экономической, образовательной и... контур ... цепь индукционной катушки...