Задания для подготовки к ЕГЭ Электромагнитная индукция
На рисунке представлена электрическая цепь, состоящая из идеального источника тока с ЭДС равным \(\epsilon\) (внутреннее сопротивление равно нулю), двух резисторов сопротивлениями \(R\) и \(2R\), а также идеального вольтметра. Как изменятся показания вольтметра, если мы заменим его на реальный вольтметр с конечным сопротивлением? Ответ поясните, используя физические законы.
На столе установили два незаряженных электрометра и соединили их алюминиевым стержнем с изолирующей ручкой (рис. а). Затем к первому электрометру поднесли, не касаясь шара, положительно заряженную палочку (рис. б). Не убирая палочки, убрали стержень, а затем убрали палочку.
Ссылаясь на известные Вам законы и явления, объясните, почему электрометры оказались заряженными, и определите знаки заряда каждого из электрометров после того, как палочку убрали.
Многовитковая катушка медного провода подключена к источнику тока через реостат. Вблизи торца катушки на шёлковых нитях подвешено замкнутое медное кольцо с малым сопротивлением. Ось кольца совпадает с осью катушки (см. рисунок). Опишите, как начнёт двигаться кольцо (притянется, оттолкнётся или останется неподвижным относительно катушки), если движок реостата резко сдвинуть вниз в крайнее положение. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
Непосредственно над неподвижно закреплённой проволочной катушкой вдоль её оси на пружине подвешен полосовой магнит (см. рис.). Куда начнёт двигаться магнит сразу после замыкания ключа? Ответ поясните, указав, какие физические явления и законы вы использовали для объяснения.
Кольцо радиуса 10 см из тонкой проволоки с сопротивлением 0,01 Ом находится в однородном магнитном поле, линии индукции которого пересекают плоскость кольца под углом \(60 ^\circ\). За какое время в кольце выделится количество теплоты 555 мкДж, если магнитная индукция возрастает со скоростью 0,05 Тл/с?
Медное кольцо, площадь которого 0,08 м\(^2,\) а сопротивление \(4 \cdot 10^{-3}\) Ом, помещено в однородное магнитное поле так, что плоскость кольца перпендикулярна линиям индукции поля. Какое количество теплоты выделяется в кольце за 0,1 с, если индукция магнитного поля убывает со скоростью 0,01 Тл/с?
По параллельным проводникам \(bc\) и \(ad\), находящимся в магнитном поле с индукцией \(B\), со скоростью \(v = 1~м/с\) скользит проводящий стержень \(MN\), который находится в контакте с проводниками (см. рисунок). Магнитное поле перпендикулярно плоскости проводников. Расстояние между проводниками \(l = 30 ~см\). Между проводниками подключен резистор с сопротивлением \(R = 2~ Ом.\). Сопротивление стержня и проводников пренебрежимо мало. При движении стержня по резистору \(R\) течет ток \(I = 60~мА\). Какова индукция магнитного поля?
В однородном магнитном поле находится проволочное кольцо, линии индукции поля перпендикулярны плоскости кольца. Модуль индукции магнитного поля уменьшают с постоянной скоростью. Далее кольцо заменяют на другое, у которого площадь поверхности в 2 раза меньше, расположение кольца относительно линий индукции осталось таким же. Также увеличивают скорость изменения модуля индукции магнитного поля в 4 раза. Как в результате этого изменятся магнитный поток, проходящий через контур кольца в момент начала изменения модуля магнитной индукции и ЭДС индукции, возникающая в кольце?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Кольцо из проволоки находится в однородном магнитном поле. Модуль индукции магнитного поля уменьшают с постоянной скоростью. Затем кольцо заменяют на другое с площадью в два раза больше, оставляя расположение относительно линий магнитной индукции тем же, при этом скорость изменения модуля индукции магнитного поля уменьшают в 4 раза. Как в результате этого изменятся следующие физические величины: магнитный поток через контур кольца вначале опыта и ЭДС индукции, возникающая в кольце.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится.
Маленький шарик массой \(m\) и зарядом \(q\), закрепленный тонкой непроводящей нитью, вращается на гладкой поверхности по окружности с постоянной по модулю скоростью \(v\) в однородном магнитном поле \(\vec{B}\). Как изменятся сила Лоренца и сила натяжения нити, если увеличить массу шарика.
Альфа-частица движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение альфа-частицы и частота её обращения, если уменьшить её кинетическую энергию? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться
Внутри катушки 1, включенной в цепь последовательно с реостатом, находится катушка 2. Ползунок реостата перемещают влево. Выберите из предложенных утверждений все верные:
1) Сила тока в катушке № 1 увеличивается.
2) Модуль вектора индукции магнитного поля, созданного катушкой № 1, увеличивается.
3) Модуль магнитного потока, пронизывающего катушку № 2, уменьшается.
4) Вектор магнитной индукции магнитного поля, созданного катушкой № 2 в её центре, направлен от наблюдателя.
5) В катушке № 2 индукционный ток направлен по часовой стрелке
По гладким параллельным рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают лёгкий тонкий проводник. Контур находится в однородном магнитном поле с индукцией B (см. рис. а). При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на графике б.
Выберите все верные утверждения, соответствующие приведённым данным и описанию опыта.
1) Поскольку рейсы гладкие, для перемещения проводника с постоянной скоростью не нужно прикладывать к нему дополнительную силу
2) Максимальная ЭДС наводится в контуре в интервале времени от 0 с до 5 с
3) Ток течёт через лампочку непрерывно в течение первых 8 с
4) Максимальная ЭДС наводится в контуре в интервале времени от 10 до 20 с
5) В интервале времени от 12 с до 18 с через лампу течёт ток
На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.
1) В промежутке 0-1 с сила тока в левой катушке равномерно увеличивается.
2) В промежутке 1-4 с модуль магнитной индукции в сердечнике минимален.
3) Модуль силы тока в левой катушке в промежутке 4-6 с меньше, чем в промежутке 6-8 с.
4) В промежутках 0-1 с и 6-8 с направления тока в левой катушке различны.
5) В промежутке времени 1-4 с сила тока в левой катушке отлична от нуля.
При пропускании тока через катушку, площадью \(100~см^2\) и числом витков 2000, силой 10 А в ней возникает магнитное поле с индукцией 3 Тл. Чему равна индуктивность катушки. Ответ дайте в Гн.