В первом случае магнит вносят в стальное сплошное кольцо
Какой железный сердечник будет больше нагреваться в переменном магнитном поле: сердечник, набранный из тонких изолированных пластин, или сплошной сердечник? Ответ поясните.
Рассмотрим простейший опыт, демонстрирующий возникновение индукционного тока в замкнутом витке из провода, помещённом в изменяющееся магнитное поле. Судить о наличии в витке индукционного тока можно по нагреванию проводника. Если, сохраняя прежние внешние размеры витка, сделать его из более толстого провода, то сопротивление витка уменьшится, а индукционный ток возрастет. Мощность, выделяемая в витке в виде тепла, увеличится.
Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают и в массивных образцах металла, а не только в проволочных контурах. Эти токи обычно называют вихревыми токами, или токами Фуко, по имени открывшего их французского физика. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления и скорости изменяющегося магнитного поля, от свойств материала, из которого сделан образец. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.
Если поместить внутрь катушки массивный железный сердечник и пропустить по катушке переменный ток, то сердечник нагревается очень сильно. Чтобы уменьшить нагревание, сердечник набирают из тонких пластин, изолированных друг от друга слоем лака.
Токи Фуко используются в индукционных печах для сильного нагревания и даже плавления металлов. Для этого металл помещают в переменное магнитное поле, создаваемое током частотой 500–2000 Гц.
Тормозящее действие токов Фуко используется для создания магнитных успокоителей — демпферов. Если под качающейся в горизонтальной плоскости магнитной стрелкой расположить массивную медную пластину, то возбуждаемые в медной пластине токи Фуко будут тормозить колебания стрелки. Магнитные успокоители такого рода используются в гальванометрах и других приборах.
Задания Д19 № 1496Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещённом в переменное магнитное поле, зависит
1) от скорости изменения магнитного поля, от материала и формы проводника
2) только от материала и формы проводника
3) только от формы проводника
4) только от скорости изменения магнитного поля
«Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления и скорости изменяющегося магнитного поля, от свойств материала, из которого сделан образец.»
Правильный ответ указан под номером 1.
Тип 20 № 21342. Сплошной сердечник будет нагреваться больше, поскольку он имеет меньшее электрическое сопротивление, чем сердечник, набранный из тонких изолированных пластин. Соответственно, сила вихревого тока в нем будет больше.
Аналоги к заданию № 1498: 2134 Все
Тип 19 № 14516Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.
1. Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещённом в переменное магнитное поле, зависит от скорости изменения магнитного поля, от материала и формы проводника.
2. Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещённом в переменное магнитное поле, зависит только от материала и формы проводника.
3. Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью υ в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рис.), то амплитуда колебаний пластины увеличится
4. Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью υ в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рис.), то колебания пластины резко затухнут
5. Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью υ в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рис.), то пластина будет совершать обычные свободные колебания
Когда пластина начнёт входит в магнитное поле, магнитный поток через начнёт изменяться. Следовательно, в пластине появятся токи Фуко, направленный так, чтобы создаваемое ими магнитное поле препятствовало изменению магнитного потока. Таким образом, колебания пластины резко затухнут.
В тексте такому применению токов Фуко посвящён последний абзац.
Тип 20 № 1498 Тип 24 № 80Сплошной кубик с ребром 10 см плавает на границе раздела воды и неизвестной жидкости, плотность которой меньше плотности воды, погружаясь в воду на 2 см (см. рис.). Плотность вещества, из которого изготовлен кубик, равна 840 кг/м 3 . Свободная поверхность неизвестной жидкости располагается выше, чем верхняя поверхность кубика. Определите плотность неизвестной жидкости.
Из второго закона Ньютона
где Vв — объём части кубика, погружённой в воду.
Vж — объём части кубика, погружённой в неизвестную жидкость.
Тогда условие плавания кубика:
Ответ: 800 кг/м 3 .
Задания Д3 № 84Два сплошных шара одинакового объёма, алюминиевый (1) и медный (2), падают с одинаковой высоты из состояния покоя. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Сравните кинетические энергии и E1 и E2 скорости шаров υ1 и υ2 непосредственно перед ударом о землю.
На падающий шар действует сила тяжести и сила сопротивления воздуха, которая пренебрежимо мала по условию. Сила тяжести зависит только от массы тела:
где m — масса тела, g — ускорение свободного падения. По второму закону Ньютона ускорение тела прямо пропорционально силе, действующей на тело и обратно пропорциональна массе тела:
Подставив F = Fтяж, получаем, что ускорение тела не зависит от его массы и равно g.
Таким образом, оба шара будут двигаться с одинаковым ускорением и перед ударом о землю разовьют одинаковую скорость. Кинетическая энергия зависит от скорости и массы тела. Поскольку плотность меди больше алюминия, то при равных объёмах масса медного шара больше, следовательно, кинетическая энергия медного шара будет больше энергии алюминиевого.
Правильный ответ указан под номером 3.
Аналоги к заданию № 84: 624 Все
Тип 16 № 292Ученик провел эксперимент по изучению выталкивающей силы, действующей на тело, полностью погруженное в жидкость, причем для эксперимента он использовал различные жидкости и сплошные цилиндры разного объема, изготовленные из разного материала.
Результаты экспериментальных измерений объема цилиндров V и выталкивающей силы (с указанием погрешности измерения) для различных цилиндров и жидкостей он представил в таблице.
| № опыта | Жидкость | Материал цилиндра | V, см 3 | FАрх, Н |
|---|---|---|---|---|
| 1 | вода | алюминий | 40 | 0,4±0,1 |
| 2 | масло | алюминий | 90 | 0,8±0,1 |
| 3 | вода | сталь | 40 | 0,4±0,1 |
| 4 | вода | сталь | 80 | 0,8±0,1 |
Какие утверждения соответствуют результатам проведенных экспериментальных измерений? Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.
1) Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости.
2) Выталкивающая сила не зависит от плотности материала цилиндра.
3) Выталкивающая сила увеличивается при увеличении объема тела.
4) Выталкивающая сила, действующая на тело при погружении в масло, больше выталкивающей силы, действующей на тело при погружении в воду.
5) Выталкивающая сила не зависит от объема тела.
Проанализируем каждое утверждение.
1) Не следует из экспериментальных данных, поскольку не проводилось измерений с одинаковыми по объёму цилиндрами и различными по плотности жидкостями.
2) Следует из результатов измерений 1 и 3.
3) Следует из результатов измерений 3 и 4.
4) Утверждение не соответствует экспериментальным наблюдениям.
5) Этому утверждению противоречит пара данных 3 и 4.
Аналоги к заданию № 292: 481 Все
правильными ответами будет 1 и 3 , т .к
Утверждение: "Выталкивающая сила не зависит от плотности материала цилиндра". Среди четырёх проведённых опытов следует выделить те, в которых жидкость и объём – одинаковые, а плотность материала цилиндра – разная. Если внимательно посмотреть на таблицу, то можно заметить, что такие опыты есть. Это первый и третий опыты. Заметим, что в обоих опытах сила Архимеда была одинаковой и равной 0,4±0,1 Н, то есть она не зависит от материала цилиндра. Это утверждение соответствует экспериментальным наблюдениям.
Утверждение "Выталкивающая сила не зависит от рода жидкости". Среди четырёх проведённых опытов следует выделить те, в которых материал цилиндра и его объём – одинаковые, а жидкость – разная. Анализ таблицы показывает, что таких опытов – нет. Утверждение не соответствует экспериментальным наблюдениям.
Утверждение: "Выталкивающая сила увеличивается при увеличении объёма тела". Среди четырёх проведённых опытов следует выделить те, в которых материал цилиндра и жидкость – одинаковые, а объём тела – разный. Если внимательно посмотреть на таблицу, то можно заметить, что такие опыты есть. Это третий и четвёртый опыты. В четвёртом опыте использовался больший объём, чем в третьем опыте. Видим, что сила Архимеда увеличилась. Это утверждение соответствует экспериментальным наблюдениям.
Утверждение: "Выталкивающая сила не зависит от объёма тела". Также как и в предыдущем пункте следует выделить те опыты, в которых материал цилиндра и жидкость – одинаковые, а объём тела – разный. Это третий и четвёртый опыты. Анализ таблицы показывает, что для разных объёмов в этих опытах сила Архимеда принимала различные значения. Выходит, что она зависит от объёма. Утверждение не соответствует экспериментальным наблюдениям.
Утверждение: "Выталкивающая сила, действующая на тело при погружении в масло, больше выталкивающей силы, действующей на это тело при погружении в воду". Чтобы иметь возможность сравнивать выталкивающие силы, следует выделить те опыты, в которых материал цилиндра и его объём – одинаковые, а жидкость – разная. Анализ таблицы показывает, что таких опытов – нет. Выходит, что мы просто не можем сравнивать. Утверждение не соответствует экспериментальным наблюдениям.
Выталкивающая сила не зависит от плотности материала цилиндра — это утверждение 2, а не 1.
В первом случае магнит вносят в стальное сплошное кольцо
Самостоятельная работа "Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея"
1.Внутри катушки, соединенной с гальванометром, находится малая катушка, подключенная к источнику постоянного тока. В каком(-их) случае(-ях) гальванометр зафиксирует индукционный ток?
А . Малая катушка покоится относительно большой.
Б. В малой катушке выключают электрический ток.
1) только в случае А 2) только в случае Б 3) в обоих случаях 4) ни в одном из случаев
2.В первом случае магнит вносят в эбонитовое сплошное кольцо, а во втором случае в медное кольцо с разрезом (см. рисунок).
1) возникает только в эбонитовом кольце 2) возникает только в медном кольце
3) возникает в обоих кольцах 4) не возникает ни в одном из колец
3.Постоянный магнит северным полюсом вносят в катушку, замкнутую на гальванометр (см. рисунок).
Если вносить магнит в катушку южным полюсом с той же скоростью, то показания гальванометра будут примерно соответствовать рисунку
4. В большую катушку, замкнутую на гальванометр, вставлена малая катушка, соединённая с источником тока. Зависимость силы тока I в малой катушке от времени t показана на графике. В какой(-ие) промежуток(-ки) времени в большой катушке возникает индукционный ток?
1) только 0–1 2) только 2-3 3) 0-1 и 2–3 4) 0 –3
Самостоятельная работа «Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея»
1 .Внутри катушки, соединенной с гальванометром, находится малая катушка, подключенная к источнику постоянного тока. В каком(-их) из перечисленных опытов гальванометр зафиксирует индукционный ток?
А. В малой катушке выключают электрический ток.
Б. Малую катушку вынимают из большой.
1) только в опыте А 2) только в опыте Б 3) в обоих опытах 4) ни в одном из опытов
2. В первом случае магнит вносят в сплошное стальное кольцо, а во втором случае выносят из сплошного медного кольца (см. рисунок).
1) возникает только в стальном кольце 2) возникает только в медном кольце
3 .Постоянный магнит вносят в катушку, замкнутую на гальванометр (см. рисунок).
Если вносить магнит в катушку с большей скоростью, то показания гальванометра будут примерно соответствовать рисунку
1) только 0–1 2) только 1–2 3) 1–2 и 2–3 4) 0 –3
1. Проводник, замкнутый на гальванометр, перемещается в магнитном поле подковообразного магнита перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Индукционный ток в этом проводнике возникнет, если
А. проводник вносят в магнитное поле.
Б. проводник выносят из магнитного поля.
Верным(-и) является(-ются) утверждение(-я)
1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б
2. В первом случае магнит вносят в стальное сплошное кольцо, а во втором случае в медное кольцо с разрезом (см. рисунок).
3. Постоянный магнит с некоторой скоростью вносят в катушку, замкнутую на гальванометр (см. рисунок).
Если вынимать магнит из катушки с той же скоростью, то показания гальванометра будут примерно соответствовать рисунку
4.В большую катушку, замкнутую на гальванометр, вставлена малая катушка, соединённая с источником тока. Зависимость силы тока I в малой катушке от времени t показана на графике. В какой(-ие) промежуток(-ки) времени в большой катушке возникает индукционный ток?
1) 0–40 и 80-100 2) только 0-40 3) 40-80 и 100–120 4) 0 –120
1. Имеются две одинаковые катушки, замкнутые на гальванометры. Один достаточно сильный полосовой постоянный магнит вносят в катушку А, а другой проносят сверху над катушкой В. В какой катушке гальванометр зафиксирует индукционный ток?
1) только в катушке А 2) только в катушке В
3) и в катушке А, и в катушке В 4) ни в катушке А, ни в катушке В
2. Алюминиевое кольцо с разрезом поднимают над полосовым магнитом, а такое же, но сплошное кольцо смещают вправо (см. рисунок). При этом индукционный ток
1) возникает только в первом кольце 2) возникает только во втором кольце
3) возникает и в первом, и во втором кольце 4) не возникает ни в первом, ни во втором кольце
3. Постоянный магнит вносят в катушку, замкнутую на гальванометр (см. рисунок).
Если выносить магнит из катушки с большей скоростью, то показания гальванометра будут примерно соответствовать рисунку
4 .Две катушки надеты на железный сердечник (см. рис. 1). Через первую катушку протекает электрический ток (график зависимости силы тока I от времени t представлен на рис. 2).
Гальванометр, на который замкнута вторая катушка, зафиксирует индукционный ток
1) только в интервале времени от 0 до t 1 2) только в интервале времени от t 1 до t 2 3) только в интервале времени от t 2 до t 3 4) в интервалах времени от 0 до t 1 и от t 2 до t 3
Презентация к уроку "Явление электромагнитной индукции. Решение задач", (9,11 класс)
2.На столе находятся следующие приборы и оборудование:
А) катушка электромагнита (без сердечника)
Б) гальванометр
В) полосовой магнит
Г) источник тока
Д) вольтметр
Что необходимо взять, чтобы продемонстрировать ЭМИ?
3.Учитель на уроке, используя катушку, замкнутую на гальванометр, и полосовой магнит, последовательно провёл опыты по наблюдению явления ЭМИ. Условия проведения опытов и показания гальванометра представлены в таблице.
Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам
проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.
1) Величина индукционного тока зависит от геометрических размеров катушки.
2) При изменении магнитного потока, пронизывающего катушку, в катушке возникает электрический (индукционный) ток.
3) Величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего катушку.
4) Направление индукционного тока зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий катушку.
5) Направление индукционного тока зависит от направления магнитных линий, пронизывающих катушку.
4.При внесении южного полюса магнита в катушку амперметр фиксирует возникновение индукционного тока. Что необходимо сделать, чтобы увеличить силу индукционного тока?
1) увеличить скорость внесения магнита
2) вносить в катушку магнит северным полюсом
3) изменить полярность подключения амперметра
4) взять амперметр с меньшей ценой деления
5.В каком(-их) из перечисленных опытов в металлическом кольце возникает индукционный ток:
6.В катушке, соединенной с гальванометром, перемещают магнит. Величина индукционного тока зависит от того:
А. вносят магнит в катушку или его выносят из катушки
Б. каким полюсом выносят магнит из катушки
7.В катушке, соединенной с гальванометром, перемещают магнит. Величина индукционного тока зависит от того:
А. вносят магнит в катушку или его выносят из катушки
Б. от скорости перемещения магнита
8.В первом случае магнит вносят в эбонитовое сплошное кольцо, а во втором в медное кольцо с разрезом
9.В первом случае магнит вносят в стальное сплошное кольцо, а во втором – выносят из сплошного медного кольца
10.В первом случае магнит вносят в стальное сплошное кольцо, а во втором в медное кольцо с разрезом
11.В первом случае магнит вносят в пластмассовое сплошное кольцо, а во втором в алюминиевое кольцо с разрезом
12.Алюминиевое кольцо с разрезом поднимают над полосовым магнитом, а такое же, но сплошное кольцо, смещают вправо. При этом индукционный ток
13.Один раз кольцо падает на стоящий вертикально полосовой магнит так, что надевается на него, а второй так, что пролетает мимо него. Ток в кольце
14.По вертикальному проводнику течет электрический ток в направлении, показанном на рисунке. Как направлен вектор магнитной индукции магнитного поля, создаваемого током, в точке А?
К какому виду излучения относятся электромагнитные волны
5 мм
10-9м
3· 108ГГц
10-8м
100ГГц
5· 103ГГц
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Презентация по физике на тему "Явление электромагнитной индукции" (9 класс)
Явление электромагнитной индукции. Направление индукционного тока. Правило Ленца.
Повторение:
1. Расскажите о векторе магнитной индукции по плану: определение, формула, единицы, направление.
2. Что такое магнитный поток? От чего он зависит? Единица магнитного потока.
3. Определи силу тока, проходящего по прямолинейному проводнику, находящемуся в однородном магнитном поле с индукцией 23 Тл, если на активную часть проводника длиной 69 см действует сила 0,2 кН. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.
(Ответ округли до десятых.)
Великому английскому физику Майклу Фарадею (1791-1867)потребовалось почти 10 лет, чтобы ответить в 1831 году на вопрос: как превратить магнетизм в электричество?
Электромагнитная индукция.
Явление возникновения индукционного тока в контуре называют электромагнитной индукцией.
Электрический ток в замкнутом контуре, возникающий при изменении магнитного поля, называется индукционным.
Индукционный ток возникает при всяких изменениях магнитного потока Ф, пронизывающего контур замкнутого проводника.
Наблюдение явления электромагнитной индукции
При относительном движении катушки и магнита.
При изменении силы тока в соседней катушки:
А) при замыкании и размыкании цепи
Б) при изменении силы тока реостатом
3. При относительном движении катушек.
Применение электромагнитной индукции
Направление индукционного тока в контуре. Правило Ленца.
Направление индукционного тока в контуре зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток через этот контур.
Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которое вызвало этот ток.
1. Кем открыто явление возникновения тока в проводнике при изменении магнитного поля?
А. Ш. Кулон Б. М. Фарадей В. Х. Эрстед Г. Дж. К. Максвелл
2. В катушке, соединённой с миллиамперметром, приводят в движение дугообразный магнит. Величина индукционного тока зависит от:
А. скорости перемещения магнита
Б. того, каким полюсом перемещают магнит
В. того, вносят магнит или выносят
3. Укажи правильное утверждение, которое отражает сущность явления электромагнитной индукции: «В замкнутом контуре электрический ток появляется. »
А. при увеличении магнитного потока
Б. если магнитный поток не равен нулю
В. при отсутствии магнитного поля
4. Какой из перечисленных физических процессов объясняется явлением электромагнитной индукции?
1. Отталкивание одноименных полюсов двух полосовых магнитов
2. Появление тока в проволочной рамке при её вращении в магнитном поле дугообразного магнита
3. Отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током
4. Действие магнитного поля на проводник с током
5. В первом случае магнит вносят в стальное сплошное кольцо, а во втором случае — в медное кольцо с разрезом.
Индукционный ток
А. возникает только в стальном кольце
Б. возникает в обоих кольцах
В. не возникает ни в одном из колец
Г. возникает только в медном кольце
При этом магнитный поток
А. не изменяется
Б. в первом случае уменьшается, во втором — увеличивается
Г. меняется только во втором случае
усиливается в обоих случаях
6. В каком из перечисленных технических объектов используется явление электромагнитной индукции:
А. электроводонагреватель Б. электрофорная машина
В. Электродвигатель Г. генератор электрического тока
7. Выбери фамилию учёного, внёсшего большой вклад в появление и развитие электротехники:
А. М. Фарадей Б. И. Ньютон В. М. В. Ломоносов
8. В каком случае возникает индукционный ток?
(Выбери два правильных ответа.)
А. Полосовой магнит внутри катушки вращают вокруг его вертикальной оси
Б. Постоянный магнит приближают к катушке, соединённой с гальванометром
В. Катушка лежит рядом с дугообразным магнитом
Г. Проволочную рамку вращают в магнитном поле
10. Направление индукционного тока в замкнутом контуре определяется по правилу:
А. Джоуля — Ленца
Б. Ампера
В. Якоби
Г. Ленца
Эмилий Христианович Ленц
1804-1865г.
11. При вдвигании полосового магнита в алюминиевое кольцо и выдвигании из него магнита в кольце возникает индукционный ток. Этот ток создаёт магнитное поле. Каким полюсом обращено магнитное поле тока в кольце к вдвигаемому северному полюсу магнита?
А. Южным
Б. Обоими полюсами
В. Магнитное поле тока не имеет полюсов
Г. Северным
Домашняя работа
П. 39, 40, лаб. раб. №4
Читайте также: