Повторение ЕГЭ презентация

Повторение ЕГЭ 3.3 Магнитные и Электромагнитные явления

Вектор индукции магнитного поля B- силовая характеристикой магнитного поля. Вектор индукции магнитного поля B- силовая характеристикой магнитного поля. бесконечного прямолинейного проводника с током (знать только зависимость) внутри (середине) цилиндрической катушки (соленоида) Принцип суперпозиции: если магнитное поле в данной точке пространства создается несколькими проводниками с током, то индукция B результирующего поля:

Правило буравчика или правило правой руки: Правило буравчика или правило правой руки: вверх вниз Сила Ампера – это сила, с которой магнитное поле действует на отдельный участок проводника с током. Правило левой руки:

Сила Лоренца – это сила, с которой магнитное поле действует на движущейся заряд. Сила Лоренца – это сила, с которой магнитное поле действует на движущейся заряд. Правило левой руки: (Для отрицательной частицы направление силы будет противоположным по отношению к положительной частице.) 1. Если скорость заряженной частицы массой т направлена вдоль вектора магнитной индукции поля, то частица будет двигаться равномерно прямолинейно (сила Лоренца Fл = 0, т.к. α = 0°). 2. Если скорость заряженной частицы перпендикулярна вектору индукции магнитного поля, то частица будет двигаться по окружности радиуса R, плоскость которой перпендикулярна линиям магнитной индукции. ; ;

Поток вектора магнитной индукции: Поток вектора магнитной индукции: (Вб) Электромагнитная индукция — это явление возникновения ЭДС индукции при изменении магнитного потока через площадь, ограниченную контуром. Условия наблюдения: Проводящий контур Замкнутый контур Изменение магнитного потока Закон электромагнитной индукции Фарадея: Эту формулу можно применять только при равномерном изменении магнитного потока. Магнитный поток внутри катушки, состоящей из N витков, равен сумме магнитных потоков, создаваемых каждым витком, т.е. Φ = N ⋅Φ1 .

ЭДС индукции в прямом проводнике длиной l, движущемся поступательно в магнитном поле: ЭДС индукции в прямом проводнике длиной l, движущемся поступательно в магнитном поле: l Правило Ленца. Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, при котором созданный им собственный магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремится компенсировать изменение внешнего магнитного потока, вызвавшее данный ток. Если Ф , то Вi В ; Если Ф ,то Вi B

Индуктивность: Индуктивность: Индуктивность катушки (соленоида) L длиной l и площадью поперечного сечения S, содержащего N витков, в вакууме (не для запоминания) Самоиндукция — это явление возникновения в контуре ЭДС индукции, создаваемой вследствие изменения силы тока в самом контуре. ЭДС самоиндукции: Энергия магнитного поля катушки с током:

Задачи для повторения: 1. Намагниченный стальной стержень начинает свободное падение с нулевой начальной скоростью из положения, изображённого на рис. 1. Пролетая сквозь закреплённое проволочное кольцо, стержень создаёт в нём электрический ток, сила которого изменяется со временем так, как показано на рис. 2. Почему в моменты времени t1 и t2 ток в кольце имеет различные направления? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Влиянием тока в кольце на движение магнита пренебречь.

2. Сквозь металлическое и деревянное кольца, не касаясь их, падают одинаковые намагниченные стержни, как показано на рисунке. По-разному ли влияют кольца на ускорение а стержней, и если да, то в чем состоит это различие? Рассмотрите две стадии падения стержня: стержень сближается с кольцом; стержень удаляется от кольца. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения. 2. Сквозь металлическое и деревянное кольца, не касаясь их, падают одинаковые намагниченные стержни, как показано на рисунке. По-разному ли влияют кольца на ускорение а стержней, и если да, то в чем состоит это различие? Рассмотрите две стадии падения стержня: стержень сближается с кольцом; стержень удаляется от кольца. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

3. Квадратную рамку из медной проволоки со стороной b = 5 см перемещают вдоль оси Ох по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью v= 1 м/с. Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка успевает полностью пройти между полюсами магнита. Индукционные токи, возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают внешнюю силу F, направленную вдоль оси Ох. Чему равно сопротивление проволоки рамки, если суммарная работа внешней силы за время движения равна А=2,5·10-3Дж? Ширина полюсов магнита d = 20 см, магнитное поле имеет резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция В = 1 Тл 3. Квадратную рамку из медной проволоки со стороной b = 5 см перемещают вдоль оси Ох по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью v= 1 м/с. Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка успевает полностью пройти между полюсами магнита. Индукционные токи, возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают внешнюю силу F, направленную вдоль оси Ох. Чему равно сопротивление проволоки рамки, если суммарная работа внешней силы за время движения равна А=2,5·10-3Дж? Ширина полюсов магнита d = 20 см, магнитное поле имеет резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция В = 1 Тл

4. На ри­сун­ке при­ведён гра­фик за­ви­си­мо­сти мо­ду­ля ин­дук­ции B маг­нит­но­го поля от вре­ме­ни t. В это поле пер­пен­ди­ку­ляр­но ли­ни­ям маг­нит­ной ин­дук­ции помещён про­во­дя­щий пря­мо­уголь­ный кон­тур со­про­тив­ле­ни­ем R = 50 мОм. Най­ди­те пло­щадь кон­ту­ра, если за все время в кон­ту­ре вы­де­ли­лось 1,5 мДж теп­ло­ты. 4. На ри­сун­ке при­ведён гра­фик за­ви­си­мо­сти мо­ду­ля ин­дук­ции B маг­нит­но­го поля от вре­ме­ни t. В это поле пер­пен­ди­ку­ляр­но ли­ни­ям маг­нит­ной ин­дук­ции помещён про­во­дя­щий пря­мо­уголь­ный кон­тур со­про­тив­ле­ни­ем R = 50 мОм. Най­ди­те пло­щадь кон­ту­ра, если за все время в кон­ту­ре вы­де­ли­лось 1,5 мДж теп­ло­ты.

5. Электрическая цепь состоит из двух лампочек, двух диодов и витка провода, соединённых, как показано на рисунке. Какая из лампочек загорится, если отодвигать от витка северный полюс магнита? Ответ объясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения. 5. Электрическая цепь состоит из двух лампочек, двух диодов и витка провода, соединённых, как показано на рисунке. Какая из лампочек загорится, если отодвигать от витка северный полюс магнита? Ответ объясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.

6. Многовитковая катушка медного провода подключена к источнику тока через реостат. Вблизи торца катушки на шёлковых нитях подвешено замкнутое медное кольца с малым сопротивлением. Ось кольца совпадает с осью катушки. Опишите, как начнёт двигаться кольцо (притянется, оттолкнётся или останется неподвижным относительно катушки), если движок реостата резко сдвинуть вверх в крайнее положение. 6. Многовитковая катушка медного провода подключена к источнику тока через реостат. Вблизи торца катушки на шёлковых нитях подвешено замкнутое медное кольца с малым сопротивлением. Ось кольца совпадает с осью катушки. Опишите, как начнёт двигаться кольцо (притянется, оттолкнётся или останется неподвижным относительно катушки), если движок реостата резко сдвинуть вверх в крайнее положение.

7. Прямолинейный проводник с током и проводящая рамка лежат в плоскости, перпендикулярной линиям индукции однородного магнитного поля. Опираясь на законы физики, укажите направление силы, действующей на рамку, когда величина магнитной индукции В уменьшается. 7. Прямолинейный проводник с током и проводящая рамка лежат в плоскости, перпендикулярной линиям индукции однородного магнитного поля. Опираясь на законы физики, укажите направление силы, действующей на рамку, когда величина магнитной индукции В уменьшается.

8. На железном стержне намотаны две катушки изолировнного медного провода А и Б. Катушка А подключена к источнику с ЭДС и внутренним сопротивлением, как показано на рисунке. Катушка Б замкнута на амперметр малого сопротивления. Ползунок реостата передвигают влево. В каком направлении протекает при этом ток через амперметр, подключенный к катушке Б? Ответ обоснуйте, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. 8. На железном стержне намотаны две катушки изолировнного медного провода А и Б. Катушка А подключена к источнику с ЭДС и внутренним сопротивлением, как показано на рисунке. Катушка Б замкнута на амперметр малого сопротивления. Ползунок реостата передвигают влево. В каком направлении протекает при этом ток через амперметр, подключенный к катушке Б? Ответ обоснуйте, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

9. Параллельно катушке индуктивности L включена лампочка. Яркость свечения лампочки прямо пропорциональна напряжению на ней. На рис. б представлен график зависимости силы тока I в катушке от времени t. Сопротивлением катушки пренебречь. Опираясь на законы физики, изобразите график зависимости яркости свечения лампочки от времени. 9. Параллельно катушке индуктивности L включена лампочка. Яркость свечения лампочки прямо пропорциональна напряжению на ней. На рис. б представлен график зависимости силы тока I в катушке от времени t. Сопротивлением катушки пренебречь. Опираясь на законы физики, изобразите график зависимости яркости свечения лампочки от времени.

10. По горизонтально расположенным проводящим шероховатым рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением могут скользить два одинаковых стержня массой m = 50 г и сопротивлением R = 0,3 Ом каждый. Расстояние между рельсами l = 15 см, а коэффициент трения между стержнями и рельсами . Рельсы со стержнями находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией В = 1Тл. Под действием горизонтальной силы, действующей на первый стержень вдоль рельс, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго? Самоиндукцией контура пренебречь. 10. По горизонтально расположенным проводящим шероховатым рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением могут скользить два одинаковых стержня массой m = 50 г и сопротивлением R = 0,3 Ом каждый. Расстояние между рельсами l = 15 см, а коэффициент трения между стержнями и рельсами . Рельсы со стержнями находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией В = 1Тл. Под действием горизонтальной силы, действующей на первый стержень вдоль рельс, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго? Самоиндукцией контура пренебречь.

11. В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряжённостью Е и магнитное поле с индукцией В. Поля однородные, . В камеру влетает протон p, вектор скорости которого перпендикулярен Е и В как показано на рисунке. Модули напряжённости электрического поля и индукции магнитного поля таковы, что протон движется прямолинейно. Объясните, как изменится начальный участок траектории протона, если напряжённость электрического поля уменьшить. В ответе укажите, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Влиянием силы тяжести пренебречь. 11. В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряжённостью Е и магнитное поле с индукцией В. Поля однородные, . В камеру влетает протон p, вектор скорости которого перпендикулярен Е и В как показано на рисунке. Модули напряжённости электрического поля и индукции магнитного поля таковы, что протон движется прямолинейно. Объясните, как изменится начальный участок траектории протона, если напряжённость электрического поля уменьшить. В ответе укажите, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Влиянием силы тяжести пренебречь.