Магнитное поле. Электромагнитная индукция

Методические указания

и особенности решения задач

При решении задач на эту тему рекомендуется:

• сделать рисунок, показать на нем заряды и проводники с током, направление магнитных полей, а также направление магнитного поля Земли, если это требуется по условию задачи. При этом следует помнить, что за направление тока принимается направление движения положительных зарядов;

• показать на рисунке направление всех сил, действующих на заряды или проводники с током, при наличии нескольких полей и сил различной природы использовать принцип суперпозиции; в случае равновесия системы зарядов или проводников с током использовать для каждого из них общее условия равновесия ;

• при расчете ЭДС индукции и самоиндукции использовать закон электромагнитной индукции (Закон Фарадея) и правило Ленца. При этом следует помнить, что изменение магнитного потока через поверхность, ограниченную проводящим контуром, будет определяться как изменением индукции магнитного поля (изменением силы тока в контуре) или формы контура, так и движением контура (проводника) в магнитном поле;

• при расчете перемещений, скоростей, ускорений и масс электрических зарядов (проводников с током) использовать формулы кинематики, второй закон Ньютона и закон сохранения энергии.

Задачи для самостоятельного решения

1.1. Силовые линии однородного магнитного поля с индукцией 0,3 Тл параллельны плоскости квадрата со стороной 0,5 м. Определить поток магнитной индукции пронизывающей плоскость квадрата.

Ответ: 0.

1.2. Поток магнитной индукции, сцепленный с кантором индуктивностью 0,01 Гн, равен 0,6 Вб. Найти силу тока в контуре.

Ответ: 60.

1.3. Магнитное поле создается постоянным током, протекающим по плоскому витку. Во сколько раз нужно увеличить силу тока в витке, чтобы число силовых линий, пересекающих плоскость витка, возросло в 4 раза?

Ответ: 4.

1.4. Определить величину магнитного потока, сцепленного с контуром индуктивности 12 мГн, при протекании по нему тока силой 5 А.

Ответ: 0,06.

Примерный перечень тестовых заданий:

1. Магнитное поле создается

1) Движущимися электрическими зарядами (токами).

2) Неподвижными электрическими зарядами.

3) Магнитное существует везде, где есть тело.

4) Магнитное поле создают только металлы.

5) Только постоянными магнитами.

2. Магнитное поле действует на

1) неподвижные электрические заряды

2) движущиеся электрические заряды (токи)

3) только на прямолинейные проводники с током

4) только на круговые проводники с током

5) только металлические тела

3. Индукция магнитного поля является

1) энергетической характеристикой поля

2) качественной характеристикой поля

3) силовой характеристикой поля

4) нет правильного ответа

5) гравитационной характеристикой поля

4. В каких единицах измеряется индукция магнитного поля?

1) A/м 2) В 3) К 4) Тл 5) Вб

5. Закон Био-Савара-Лапласа позволяет рассчитывать

1) силу тока в проводнике

2) величину заряда, проходящего в проводнике

3) индукцию магнитного поля, созданного проводниками с токами произвольной конфигурации

4) все перечисленные величины

5) напряжение в проводнике с током произвольной конфигурации

6. Два параллельных проводника с одинаково направленными токами

1) притягиваются

2) отталкиваются

3) не взаимодействуют

4) взаимодействуют только при определенной силе тока

5) взаимодействуют только вблизи друг друга

7. Цилиндрическая катушка с большим числом витков провода называется

1) конденсатором

2) соленоидом

3) тороидом

4) выпрямителем

5) дросселем

8. Магнитное поле заставляет жесткий контур с током

1) двигается прямолинейно и равномерно

2) двигаться прямолинейно и равноускорено

3) вращаться

4) не оказывается никакого воздействия

5) колебаться

9. Если в магнитное поле (В) поместить проводник ( l ) с током ( I ), то на него действует сила Ампера (F_A), величина которой определяется по формуле:

1) F_A=IlВsinα 2) F_A= 3) F_A= 4) F_A=UIt 5) F_A=YBcosα

10. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле определяется выражением:

1) dA=Id Ф 2) dA=Bdr 3) dA=Pd t 4) dA=I²R 5) dA=YdB

11. Магнитный поток определяется выражением:

1) Ф=B•S cosα 2) Ф=UI 3) Ф= 4) Ф=kIt 5) Ф=BSsinα

12. В каких единицах в системе СИ определяется величина магнитного потока?

1) Вб 2) м² 3) кг 4) Н 5) Тл

13. В замкнутом проводящем контуре возникает электродвижущая сила электромагнитной индукции

1) Если контур помещен в магнитное поле

2) Если контур помещен в электрическое поле

3) При всяком изменении магнитного потока сквозь площадь, ограниченную контуром

4) Нет правильного ответа

5) Если контур помещен в однородное магнитное поле

14. Закон электромагнитной индукции записывается формулой

1) ε_i= - 2) ε=I(R+r) 3) ε= 4) ε= 5)ε_i= -

15. Переменное магнитное поле создает:

1) электрическое поле

2) вихревое электрическое поле

3) гравитационное поле

4) поле силы тяжести

5)поле тяготения

16. Индуктивность L контура зависит от

1) геометрической формы

2) размеров

3) наличия вблизи контура ферромагнитных материалов

4) от всех указанных обстоятельств

5) способа намотки

17. Явление самоиндукции возникает

1) если в контуре течет постоянный ток

2) если в контуре течет изменяющийся во времени ток

3) если контур имеет определенную геометрическую форму

4) если контур имеет определенные размеры

5) если контур с постоянным током неподвижен.

18. По какой формуле определяется магнитный поток, пронизывающий контур с током?

1) 2) 3) 4) 5)

19. В каких единицах в системе СИ определяется индуктивность контура?

1) Гн 2) Кл 3) Ф 4) рад 5) Гц

20. По какой формуле определяется э.д.с. самоиндукции в контуре, если по контуру течет переменный ток?

1) 2) 3) 4) 5)

21. Энергия магнитного поля тока определяется по формуле:

1) 2) 3) 4) 5)

22. Гипотеза Ампера утверждает, что:

1) Любое вещество – это магнит

2) В веществе существуют молекулярные токи, физическая природа которых объясняется тем, что электроны вращаются по орбитам вокруг ядра

3) В веществе есть заряды

4) Вещества бывают или магнитами или диэлектриками

5) В веществе существуют магнитные заряды.

23. Ферромагнетики – это вещества, магнитная проницаемость которых

1) меньше единицы

2) равна единице

3) намного больше единицы

4) равна нулю

5) меньше нуля

24. Наличие магнитного поля можно определить:

1) по силовому воздействию на движущиеся заряды

2) по силовому воздействию неподвижные заряды

3) по силовому воздействию металлические тела

4) по силовому воздействию диамагнетики

5) по силовому воздействию твердые тела.

25. Направление магнитного поля:

1) совпадает с направлением силы действующей на северный полю магнитной стрелки

2) совпадает с направлением силы действующей на южный полю магнитной стрелки

3) совпадает с направлением тока в проводнике

4) противоположно направлению тока в проводнике

5) совпадает с нормалью к проводнику с током.

26. По какой формуле определяют вращающий момент действующей на рамку с током в магнитном поле?

1) 2) 3) 4) 5)

27. Магнитные силовые линии – это линии,

1) касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором В

2) вдоль которых движутся магнитные заряды

3) вдоль которых движутся электрические заряды

4) вдоль которых движутся диамагнетики

5) вдоль которых движутся парамагнетики.

28. Принцип суперпозиции магнитных полей позволяет определить:

1) индукцию результирующего магнитного поля.

2) скорость движения зарядов в магнитном поле

3) направление движения магнитных зарядов

4) величину индукции магнитных полей

5) направление напряженности магнитных полей.

29.Какова связь между напряженностью и индукцией магнитного поля?

1) 2) 3) 4) 5)

30. Индукция магнитного поля в центре кругового тока вычисляется по формуле:

1) 2) 3) 4) 5)

31. Индукция магнитного поля на расстоянии R от прямолинейного проводника с током I вычисляется по формуле:

1) 2) 3) 4) 5)

32. Сила Ампера действует на:

1) проводник с током в магнитном поле

2) проводник в электрическом поле

3) проводник с током в электрическом поле

4) проводник в магнитном поле

5) проводник с током в вакууме.

33.В каких единицах измеряется напряженность магнитного поля?

1) 2) В 3) Вб 4) Тл 5) м

34.Сила Лоренца действует на:

1) электрический заряд, движущейся в магнитном поле

2) проводник в магнитном поле

3) проводник в электрическом поле

4) неподвижный электрический заряд в магнитном поле

5) магнитный заряд в электрическом поле

35. Силу Лоренца, действующую на движущийся заряд в магнитном поле, вычисляют по формуле:

1) 2) 3) 4) 5)

36. Направление силы Лоренца определяют по:

1) правилу левой руки

2) правилу буравчика

3) правилу треугольника

4) правилу многоугольника

5) правилу параллелограмма.

37. Как связана в системе Си скорость света с в вакууме с электрической и магнитной постоянными?

1) 2) 3) 4) 5)

38. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме позволяет определять:

1) индукцию магнитного поля проводников с током различной конфигурации.

2) напряжение в цепи переменного тока.

3) силу тока в цепи постоянного тока

4) э.д.с. источника тока

5) индуктивность колебательного контура.

39. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме записывается в виде:

1) 2) 3) 4) 5)

40. Период вращения заряженной частицы, движущейся перпендикулярно магнитному полю, зависит от:

1) массы и заряда частицы и от индукции магнитного поля

2) индукции магнитного поля

3) массы частицы

4) заряда частицы

5) скорости частицы

41. Эффект Холла заключается в:

1) возникновении поперечной разности потенциалов при прохождении тока через проводник или полупроводник, помещенных в магнитное поле.

2) возникновении тока в проводнике, помещенного в магнитное поле

3) возникновении магнитного поля в проводнике или полупроводнике при помещении его в электромагнитное поле.

4) возникновении индукционного тока при помещении проводника или полупроводника в электрическое поле

5) возникновении магнитного поля в проводнике при прохождении электрического тока

42. Величина э.д.с. Холла зависит от:

1) силы проходящего тока I, индукции магнитного тока В, толщины пластинки d и концентрации носителей п.

2) индукции магнитного поля В и силы проходящего тока I.

3) силы проходящего тока I и длины пластины l

4) силы проходящего тока I, индукции магнитного поля В и длины пластинки.

5) силы проходящего тока I, индукции магнитного поля В , длины пластинки и концентрации носителей.

43. Теорема Гаусса для магнитного поля математически записывается в виде:

1) 2) 3) 4) 5)

44. Теорема Гаусса для магнитного поля говорит о:

1) отсутствии магнитных зарядов и о замкнутости линий магнитной индукции

2) разомкнутости линий индукции магнитного поля

3) отсутствии электрических зарядов в магнитном поле

4) присутствии магнитных зарядов и о замкнутости магнитных силовых линий.

5) присутствии магнитных зарядов и разомкнутости линий индукции магнитного поля.

45. Работа перемещения замкнутого контура с током в магнитном поле определяется по формуле:

1) 2) 3) 4) 5)

46. В каких единицах в системе Си измеряется электродвижущая сила индукции?

1) В 2) Вт 3) Н 4) Н ^.м 5) кН

47. Разность потенциалов U на концах проводника длиной l , движущегося со скоростью v в однородном магнитном поле, вычисляется по формуле:

1) 2) 3) 4) 5)

48. Электродвижущая сила индукции , возникающая в рамке, содержащей N витков, при вращении рамки в однородном магнитном поле определяется по формуле:

1) 2) 3) 4) 5)

49. Что определяется по правилу Ленца?

1) направление индукционного тока

2) направление электродвижущей силы индукции

3) направление электродвижущей силы самоиндукции

4) величину индукционного тока

5) направление магнитного потока

50. Магнитный поток, пронизывающий вращающуюся рамку в любой момент времени, определяется по формуле:

1) 2) 3) 4) 5)