Задачи на применение закона электромагнитной индукции с решением

Иван Иван 30 Июль 2020 43 Время чтения: 14 минут

Доверь свою работу кандидату наук!

Содержание
Содержание

    Закон электромагнитной индукции, или закон Фарадея – основной закон электродинамики. В сегодняшней статье разберем решение нескольких задач на применение закона электромагнитной индукции.

    Подписывайтесь на наш телеграм – там есть не только задачи, но и много интересного для учащихся всех специальностей. А еще, не пропустите приятные скидки и акции на нашем втором канале!

    Электромагнитная индукция: задачи с решением

    Прежде чем решать задачи на электромагнитную индукцию, вспомните теорию и держите под рукой полезные формулы.

    Не знаете, как подступиться к задаче? Держите универсальную памятку по решению абсолютно любых физических задач.

    Задача №1 на закон электромагнитной индукции

    Условие

    Проводник, свитый в 5 витков, находится в магнитном поле. Магнитный  поток через поверхность витка изменяется по закону Фt=50-3t (Вб) . Определить направление и силу индукционного тока в проводнике, если его сопротивление равно 5 Ом.

    Решение

    Согласно основному закону электромагнитной индукции в проводнике возникает ЭДС индукции, величина которой определяется скоростью изменения магнитного потока, пронизывающего контур:

    ε=-NdФdt

    Индукционный ток в проводнике можно найти по закону Ома:

    I=εR

    Вычислим производную и найдем ток:

    dФdt=d50-3tdt=-3

    Тогда:

    I=3NR=3·55=3 А

    Уменьшение потока вызывает увеличение ЭДС, то есть направления потока и поля индукционного тока совпадают:

    Ответ: 3 А.

    Задача №2 на закон электромагнитной индукции

    Условие

    По катушке индуктивностью L=8 мкГн течет ток I=6 А. Определить среднее значение ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре, если сила тока изменяется практически до нуля за время ∆t=5 мс.

    Решение

    По определению, магнитный поток равен:

    Ф=L·I

    ЭДС самоиндукции определим по закону Фарадея:

    <ε>=Фt=-LIt

    Учитывая, что индуктивность неизменна, и магнитный поток изменяется только за счёт изменения силы тока до нуля (ΔI = I), можно записать:

    <ε>=-LIt

    Подставим числа и вычислим:

    <ε>=-8·10-6·65·10-3=-9,6·10-3 В

    Ответ: -9,6 мВ.

    Задача №3 на закон электромагнитной индукции

    Условие

    Магнитный поток через контур проводника сопротивлением 0,04 Ом за 3 секунды изменился на 0,013 Вб. Найдите силу тока в проводнике, если изменение потока происходило равномерно.

    Решение

    В данном случае силу тока можно выразить через закон Ома с учетом закона электромагнитной индукции:

    Ii=εiR=-Фt1R

    Подставляем значения и вычисляем:

    Ii=0,0133·0,04=0,11 А.

    Ответ: 0,11 А.

    Задача №4 на закон электромагнитной индукции

    Условие

    Прямой проводящий стержень длиной 40 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Концы стержня замкнуты гибким проводом, находящимся вне поля. Сопротивление всей цепи 0,5 Ом. Какая мощность потребуется для равномерного перемещения стержня перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью 10 м/с?

    Решение

    Если стержень будет двигаться равномерно, магнитный поток через площадь, «заметаемую» стержнем за некоторое время, будет равен:

    Ф=ВS=Blvt

    При этом разность потенциалов на стержне будет равна ЭДС и, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея:

    U=dФdt=Blv

    Искомая мощность будет равна мощности, выделяемой на сопротивлении:

    P=U2R=Blv2R=0,1·0,4·1020,5=0,32 Вт

    Ответ: 0,32 Вт.

    Нужно больше задач на мощность? Читайте наш блог!

    Задача №5 на закон электромагнитной индукции

    Условие

    В проволочное кольцо, присоединенное к баллистическому гальванометру, вставили прямой магнит. При этом по цепи прошел заряд q=50мкКл. Определить изменение магнитного потока через кольцо, если сопротивление цепи гальванометра R=10 Oм.

    Решение

    По закону Фарадея, ЭДС находится как отношения изменения магнитного потока ко времени, за которое оно произошло:

    εi=ФtФ=εi·t

    C другой стороны, по закону Ома, можно записать:

    εi=IR

    Ток, в свою очередь, равен отношению проходящего заряда ко времени:

    I=Qt

    C учетом всего этого выражения для ЭДС и потока можно переписать:

    εi=R·QtФ=RQtt=RQФ=10·50·10-6=5·10-4 Вб

    Ответ: 0,5 мВб.

    Вопросы на тему «Электромагнитная индукция»

    Вопрос 1. Что такое электромагнитная индукция?

    Ответ. Электромагнитная индукция — это явление, когда в замкнутом проводнике (контур, рамка) возникает ток, при помещении этого проводника в изменяющееся магнитное поле.

    Вопрос 2. Что такое магнитный поток?

    Ответ. Магнитный поток, или поток магнитной индукции через какую-то поверхность – это скалярная физическая величина, равна произведению модуля магнитной индукции на площадь данной поверхности и косинус угла между вектором индукции и нормалью к поверхности.

    Ф=BScosα

    Магнитный поток характеризует густоту силовых линий магнитного поля, пронизывающих поверхность. Единица измерения – Вебер.

    Вопрос 3. Сформулируйте закон Фарадея

    Ответ. Закон электромагнитной индукции Фарадея гласит:

    ЭДС индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего контур, взятой с противоположным знаком.

    εi=-dФdt

    Вопрос 4. Что означает знак «-» в формуле для закона электромагнитной индукции.

    Ответ. Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца: индукционный ток всегда имеет такое направление, что он ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток. В соответствии с правилом Ленца ток направлен так, что созданный им магнитный поток противодействует изменению внешнего магнитного потока. Именно поэтому в формуле присутствует знак «-».

    Вопрос 5. Как закон Фарадея применяется на практике?

    Ответ. Закон электромагнитной индукции Фарадея нашел широчайшее применение. В качестве самого распространенного примера можно привести такое устройство, как электродвигатель, принцип действия которого основан именно на этом законе.

    Нужна помощь в решении задач и других заданий по учебе? Профессиональный сервис для студентов всегда поспособствует качественному выполнению всех работ.

    Оцените материал
    43
    Узнать стоимость
    Примеры работ

    Доверь свою работу кандидату наук!

    Ваш email уже зарегистрирован. Чтобы оформить заявку, пожалуйста, авторизуйтесь в личном кабинете.
    Пожалуйста, убедитесь, что вводите e-mail верно
    {$ $select.selected.title $}
    Осталось указать: Вид работы Тему Почту
    Я даю согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности
    и принимаю условия договора публичной оферты
    = Полное сопровождение до защиты + Шпаргалки для экзамена в подарок! + Предоплата всего 25%
    Посмотрите примеры наших работ
    Мы выполнили 696 975 работ
    Управление персоналом
    Тема: «Теоретические характеристики обеспечения эффективных социально-трудовых отношений в современных экономико-управленческих процессах управления персоналом»
    Время выполения: 7 дней
    Стоимость заказа: 9 000 руб.
    Смотреть работу
    Экономическая социология
    Тема: «Проблемы и перспективы развития социальной защиты безработных в РФ»
    Время выполения: 8 дней
    Стоимость заказа: 9 500 руб.
    Смотреть работу
    Медицина
    Тема: «Гормональная фаза деятельности организма: состав и структурная организация эндокринной системы»
    Время выполения: 3 дней
    Стоимость заказа: 700 руб.
    Смотреть работу
    Психология
    Тема: «Виды психологического консультирования и их специфика»
    Время выполения: 2 дней
    Стоимость заказа: 500 руб.
    Смотреть работу
    Психология личности
    Тема: «Теоретические аспекты изучения готовности к выбору профессии и склонности к риску у старшеклассников с различным типом характера»
    Время выполения: 5 дней
    Стоимость заказа: 2 300 руб.
    Смотреть работу
    Педагогика
    Тема: «Основные возрастные особенности формирования учебной деятельности»
    Время выполения: 6 дней
    Стоимость заказа: 2 000 руб.
    Смотреть работу
    Экономика предприятия
    Тема: «Факторы, влияющие на оборачиваемость дебиторской задолженности»
    Время выполения: 8 дней
    Стоимость заказа: 2 000 руб.
    Смотреть работу
    Педагогическая психология
    Тема: «Отчет по психолого-педагогической практике»
    Время выполения: 9 дней
    Стоимость заказа: 2 300 руб.
    Смотреть работу
    Психология здоровья
    Тема: «Роль занятий физической культурой в процессе формирования психических качеств личности»
    Время выполения: 2 дней
    Стоимость заказа: 900 руб.
    Смотреть работу
    Гражданское право
    Тема: «Правомерное поведение, правонарушения и юридическая ответственность»
    Время выполения: 3 дней
    Стоимость заказа: 1 000 руб.
    Смотреть работу

    Контрольные, курсовые, дипломные

    от лучших специалистов

    Узнай стоимость
    Ваш email уже зарегистрирован. Чтобы оформить заявку, пожалуйста, авторизуйтесь в личном кабинете.
    Пожалуйста, убедитесь, что вводите e-mail верно
    {$ $select.selected.title $}
    Осталось указать: Вид работы Тему Почту
    Я даю согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности
    и принимаю условия договора публичной оферты
    Комментарии отсутствуют
    Написать комментарий
    Оставить комментарий
    Укажите: Имя E-mail Комментарий
    Пользователь с таким E-mail уже существует! Авторизуйтесь
    Вы уже наш клиент? Авторизуйтесь
    Оставляя комментарий, я соглашаюсь на обработку своих персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности