Разбор задач по теме явления электромагнитной индукции

Магнетизм

явления электромагнитной индукции

Задача 16 из варианта 16 Камзеева ОГЭ (2024г)

Задание 16. Учитель на уроке, используя катушку, замкнутую на гальванометр, и полосовой магнит (см. рисунок), последовательно провёл опыты по наблюдению явления электромагнитной индукции. Условия проведения опытов и показания гальванометра представлены как опыт 1 и опыт 2.

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.

Решение.

1) Ток, возникающий в катушке при электромагнитной индукции, определяется выражением:

,

где ∆Ф – величина изменения магнитного потока в катушке; L – индуктивность катушки.

При этом геометрические размеры катушки не играют никакой роли. (Большую роль играет число витков в катушке N, так как индуктивность L возрастает с числом витков N, а, следовательно, см. формулу, это приводит к возрастанию силы тока).

2) Да, как показано в п. 1 при изменении магнитного потока, то есть при  , возникает электрический ток.

3) Скорость изменения магнитного потока, то есть величина   не влияет на величину индукционного тока в катушке.

4) Направление магнитного потока, то есть   влияет на направление тока в цепи (см. формулу выше).

5) Направление магнитных линий, пронизывающих катушку, зависит от направления тока в ней, а не наоборот.

Ответ: 24.

Задача 16 из варианта 17 Камзеева ОГЭ (2024г), изменили на 2 картинке (опыт 2) полюса магнитов

Задание 16. Учитель на уроке, используя катушку, замкнутую на гальванометр, и полосовой магнит (см. рисунок), последовательно провёл опыты 1 и 2 по наблюдению явления электромагнитной индукции. Описание действий учителя и показания гальванометра представлены как опыт 1 и опыт 2.

Какие утверждения соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений?

Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. 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 изменяющегося магнитного потока, пронизывающего катушку.

Решение.

1) В опытах использовалась одна и та же катушка, поэтому зависимость тока от геометрических размеров катушки определить было бы невозможно.

2) В опытах магнит вводят в катушку, то есть происходит изменение магнитного потока в ней. Вследствие этого гальванометр показывает появление тока в катушке.

3) В опытах магнит вводили с одной и той же скоростью, поэтому определить зависимость величины тока от скорости изменения магнитного потока по ним невозможно.

4) При внесении магнита в катушку магнитный поток увеличивался, следовательно, из опытов нельзя определить зависимость направления тока при уменьшении магнитного потока.

5) В первом опыте магнит вводили в катушку северным полюсом, а во втором опыте – южным полюсом. При этом стрелка гальванометра отклонялась в разные стороны, что свидетельствует о разном направлении течении тока в зависимости от направления магнитных линий.

Ответ: 25.

Или так рассуждаем:

1) В опыте использовалась одна катушка, значит, нельзя сделать вывод о данной зависимости.
Утверждение 1 – Неверно
2) Да, ведь стрелка гальванометра отклоняется, значит, возникает ток.
Утверждение 2 – Верно
3) Для определения данной зависимости необходимо вносить (выносить) магнит с различной скоростью, что в данном эксперименте не сделано.
Утверждение 3 – неверно
4) Для определения данной зависимости необходимо вносить и выносить магнит, а в данных опытах только вносят магнит.
Утверждение 4 – Неверно
5) Да, при изменении направления магнита (сначала вносят северным полюсом, а затем южным), изменяется направление индукционного тока (отклонение стрелки).
Утверждение 5 – Верно

Ответ: 25

Ещё примеры:

Задача 1

Используя катушку, замкнутую на амперметр, и полосовой магнит, ученик изучал явление электромагнитной индукции. На рисунке представлены результаты опыта для случая внесения магнита в катушку (1), для случая покоящегося магнита (2) и для случая вынесения магнита из катушки (3).

Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих экспериментальным наблюдениям. Укажите их номера.

1) Величина индукционного тока зависит от геометрических размеров катушки.

2) Величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего катушку.

3) В постоянном магнитном поле индукционный ток в катушке не возникает.

4) Направление индукционного тока зависит от того, вносят магнит в катушку или выносят из неё.

5) Величина индукционного тока зависит от магнитных свойств магнита.

Решение

1) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 1 – Неверно
2) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 2 – Неверно
3) Да, это видно в опыте (2).
Утверждение 3 – Верно
4) Да, это видно из опытов (1) и (3).
Утверждение 4 – Верно

5) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 5 – Неверно

Ответ: 34

Задача 2

Учитель на уроке, используя катушку, замкнутую на гальванометр, и полосовой магнит, последовательно провёл опыты по наблюдению явления электромагнитной индукции. Перемещение магнита и показания гальванометра представлены на рисунке.

Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих проведённым опытам. 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.

Решение

1) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 1 – Неверно
2) Да, это видно из показаний гальванометра.
Утверждение 2 – Верно
3) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 3 – Неверно
4) Да, это видно из показаний амперметров.
Утверждение 4 – Верно
5) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 5 – Неверно

Ответ: 24

Задача 3

Используя две катушки, одна из которых подсоединена к источнику тока, а другая замкнута на амперметр, ученик изучал явление электромагнитной индукции. На рис. 1 представлена схема эксперимента, а на рис. 2 – показания амперметра для момента замыкания цепи с катушкой 1 (1), для установившегося постоянного тока, протекающего через катушку 1 (2), и для момента размыкания цепи с катушкой 1 (3).

1) Экспериментальная установка позволяет наблюдать индукционный ток, возникающий в катушке 1 при замыкании цепи.
2) Сила индукционного тока в катушке 2 минимальна в момент замыкания цепи.
3) В постоянном магнитном поле индукционный ток в катушке 2 не возникает.
4) Направление индукционного тока в катушке 2 меняется в зависимости от того, замыкается или размыкается цепь с катушкой 1.
5) Величина индукционного тока зависит от геометрических размеров катушки 2.

Решение

1) Нет, в катушке 1 не возникает индукционный ток.
Утверждение 1 – Неверно
2) Нет, она минимальна при постоянном токе.
Утверждение 2 – Неверно
3) Да, т.к. из условия следует, что при постоянном токе, следовательно и при постоянном магнитном поле, не возникает индукционный ток.
Утверждение 3 – Верно
4) Да, это видно из показаний амперметров.
Утверждение 4 – Верно
5) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 5 – Неверно

Ответ: 34

Задача 4

Используя две катушки, одна из которых подсоединена к источнику тока, а другая замкнута на амперметр, ученик изучал явление электромагнитной индукции. На рис. 1 представлена схема эксперимента, а на рис. 2 – показания амперметра для момента замыкания цепи с катушкой 1 (1), для установившегося постоянного тока, протекающего через катушку 1 (2), и для момента размыкания цепи с катушкой 1 (3).

1) В момент размыкания и замыкания цепи в катушке 2 наблюдали возникновение индукционного тока.
2) Величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего катушку.
3) В постоянном магнитном поле индукционный ток в катушке 2 не возникает.
4) Величина индукционного тока в катушке 2 зависит от того, увеличивается или уменьшается электрический ток в катушке 1.
5) Величина индукционного тока зависит от геометрических размеров катушки 1.

Решение

1) Да, это видно из показаний амперметров.
Утверждение 1 – Верно
2) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 2 – Неверно
3) Да, т.к. из условия следует, что при постоянном токе, следовательно и при постоянном магнитном поле, не возникает индукционный ток.
Утверждение 3 – Верно
4) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 4 – Неверно
5) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 5 – Неверно

Ответ: 13

Задача 5

Используя две катушки, одна из которых подсоединена к источнику тока, а другая замкнута на амперметр, ученик изучал явление электромагнитной индукции. На рис. 1 представлена схема эксперимента, а на рис. 2 – показания амперметра для момента замыкания цепи с катушкой 1 (1), для установившегося постоянного тока, протекающего через катушку 1 (2), и для момента размыкания цепи с катушкой 1 (3).

Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих экспериментальным наблюдениям. Укажите их номера.
1) В моменты размыкания и замыкания цепи в катушке 2 возникает индукционный ток.
2) Сила индукционного тока зависит от величины магнитного потока, пронизывающего катушку.
3) В постоянном магнитном поле сила индукционного тока в катушке 2 принимает максимальное значение.
4) Экспериментальная установка позволяет наблюдать возникновение индукционного тока в катушке 2.
5) Величина индукционного тока зависит от магнитных свойств среды.

Решение

1) Да, это видно из показаний амперметров.
Утверждение 1 – Верно
2) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 2 – Неверно
3) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 3 – Неверно
4) Да, это следует из условия
Утверждение 4 – Верно
5) Из опыта это неизвестно.
Утверждение 5 – Неверно

Ответ: 14

Задача 6

Используя две катушки, одна из которых подсоединена к источнику тока, а другая замкнута на амперметр, ученик изучал явление электромагнитной индукции. На рисунке А представлена схема эксперимента, а на рисунке Б — показания амперметра для момента замыкания цепи с катушкой 1 (рис. 1), для установившегося постоянного тока, протекающего через катушку 1 (рис. 2), и для момента размыкания цепи с катушкой 1 (рис. 3).

Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих экспериментальным наблюдениям. Укажите их номера.

1) В момент размыкания и замыкания цепи в катушке 2 возникает индукционный ток.

2) Сила индукционного тока зависит от величины магнитного потока, пронизывающего катушку.

3) В постоянном магнитном поле сила индукционного тока в катушке 2 принимает максимальное значение.

4) Экспериментальная установка позволяет наблюдать возникновение индукционного тока в катушке 2.

5) Величина индукционного тока зависит от магнитных свойств среды.

Решение

1) Да, на рис. 1 и 3 амперметр показывает ненулевые значения, следовательно, во второй катушке возникал индукционный ток.
Утверждение 1 – Верно
2) Из результатов эксперимента такой вывод сделать сложно.
Утверждение 2 – Неверно
3) Нет, на рис. 2 мы видим нулевое значение тока.
Утверждение 3 – Неверно
4) Да, это отмечает стрелка амперметра.
Утверждение 4 – Верно
5) Из результатов эксперимента такой вывод сделать сложно.
Утверждение 5 – Неверно

Ответ: 14

Задача 7

Используя две катушки, одна из которых подсоединена к источнику тока, а другая замкнута на амперметр, ученик изучал явление электромагнитной индукции. На рисунке А представлена схема эксперимента, а на рисунке Б  — показания амперметра для момента замыкания цепи с катушкой 1 (рис. 1), для установившегося постоянного тока, протекающего через катушку 1 (рис. 2), и для момента размыкания цепи с катушкой 1 (рис. 3).

Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих экспериментальным наблюдениям. Укажите их номера.

1)  В катушке 1 электрический ток протекает только в момент замыкания и размыкания цепи.

2)  Направление индукционного тока зависит от скорости изменения модуля магнитного потока, пронизывающего катушку 2.

3)  При изменении магнитного поля, создаваемого катушкой 1, в катушке 2 возникает индукционный ток.

4)  Направление индукционного тока в катушке 2 зависит от того, увеличивается или уменьшается электрический ток в катушке 1.

5)  Величина индукционного тока зависит от магнитных свойств среды.

Решение.

1)  Катушка 1 подсоединена к источнику тока и ток в ней течет только когда цепь замкнута.

2)  Скорость изменения модуля магнитного потока влияет на величину индукционного тока, а не на его направление. На направление индукционного тока влияет характер изменения магнитного потока - увеличивается или уменьшается, соответственно правилу Ленца.

3)  Индукционный ток  — электрический ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции

4)  В зависимости от того, увеличивается или уменьшается электрический ток, увеличивается или уменьшается магнитная индукция, а следовательно, увеличивается или уменьшается магнитный поток, что по правилу Ленца влияет на направление индукционного тока.

5)  Величина индукционного тока не зависит от магнитных свойств среды

Ответ: 34.

Задача 8

В катушке, соединенной с гальванометром, перемещают магнит. Направление индукционного тока зависит

А.  от того, вносят магнит в катушку или его выносят из катушки

Б.  от скорости перемещения магнита

Правильным ответом является

1)  только А

2)  только Б

3)  и А, и Б

4)  ни А, ни Б

Решение.

Направление индукционного тока зависит только от того, вносят магнит в катушку или его выносят из катушки. От скорости перемещения магнита зависит величина индукционного тока, но не направление.

Правильный ответ указан под номером 1.