Южный полюс магнита находится внутри сплошного металлического кольца

Обновлено: 21.09.2024

Образец ВПР 2018 по физике 11 класс с ответами. Всероссийская проверочная работа 2018 года по физике 11 класс, содержит 18 заданий. На выполнение работы по физике отводится 1 час 30 минут (90 минут).

1. Прочитайте перечень понятий, с которыми Вы встречались в курсе физики:

электроёмкость, паскаль, литр, энергия, генри, плотность

Разделите эти понятия на две группы по выбранному Вами признаку. Запишите в таблицу название каждой группы и понятия, входящие в эту группу.

Название группы понятий

Понятия

2. Выберите два верных утверждения о физических величинах или понятиях. Запишите в ответ их номера.

1. Упругими называются деформации, которые исчезают после того, как действие внешних сил прекращается.
2. При равноускоренном движении тело за каждый час проходит одинаковые расстояния.
3. Кинетическая энергия тела зависит от высоты, на которой находится тело над поверхностью Земли.
4. Силой Ампера называют силу, с которой электрическое поле действует на заряженные частицы.
5. Фотоны не обладают массой покоя и движутся в вакууме со скоростью, равной скорости света в вакууме.

3. При вытекании воздуха из надутого воздушного шарика он приходит в движение (см. рисунок).

Как называется такой вид движения в физике?

4. Прочитайте текст и вставьте на место пропусков словосочетания из приведённого списка.

На рисунке изображён момент демонстрационного эксперимента по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится внутри сплошного металлического кольца, но не касается его. Коромысло с металлическими кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. Если начать выдвигать магнит из сплошного кольца, то кольцо будет _______________________________. Если магнит начать ______________________с разрезом, то кольцо будет ___________________________.

оставаться неподвижным
перемещаться вслед за магнитом
отталкиваться от магнита
совершать колебания
выдвигать из кольца
вдвигать в кольцо

5. Под колокол воздушного насоса поместили слегка надутый и завязанный шарик. По мере выкачивания воздуха из-под колокола шарик раздувается (см. рисунок). Как изменяются при этом объём воздуха в шарике, его давление и плотность?

Для каждой величины определите характер изменения и поставьте в таблице знак «٧» в нужной клетке таблицы.

Характер изменения величины
увеличивается	уменьшается	не изменяется
Объём воздуха в шарике
Давление воздуха в шарике
Плотность воздуха в шарике

6. Связанная система элементарных частиц содержит 9 электронов, 10 нейтронов и 8 протонов. Используя фрагмент Периодической системы элементов Д.И. Менделеева, определите, ионом или нейтральным атомом какого элемента является эта связанная система.

7. На рисунках А, Б, В приведены спектры излучения атомарных паров стронция, неизвестного образца и кальция. Содержится ли в образце стронций и кальций? Ответ поясните.

8. Воду, первоначальная температура которой равна 25 °С, нагревают на плитке неизменной мощности. Для нагревания воды до температуры кипения потребовалась энергия, равная 100 кДж. Далее на кипение воды было затрачено 40 кДж. Изобразите описанные процессы на графике зависимости температуры воды от полученной энергии.

9. Летом Андрей живёт в дачном доме, в котором электропроводка выполнена медными проводами сечением 1,5 мм2. Линия для розеток оснащена автоматическим выключателем с установкой срабатывания 16А (цепь размыкается при превышении данного значения тока). Напряжение электрической сети 220 В.

В таблице представлены электрические приборы, используемые в доме, и потребляемая ими мощность.

Электрические приборы	Потребляемая мощность, Вт
Телевизор	500
Электрический обогреватель	2000
СВЧ-печь	800
Электрический чайник	2000
Электрический утюг	1500

В доме работает электрический обогреватель. Какой(-ие) из указанных приборов можно включить в сеть дополнительно к обогревателю? Запишите решение и ответ.

10. С помощью барометра проводились измерения атмосферного давления. Верхняя шкала барометра проградуирована в мм рт. ст., а нижняя шкала – в гПа (см. рисунок). Погрешность измерений давления равна цене деления шкалы барометра.

Запишите в ответ показания барометра в мм рт. ст. с учётом погрешности измерений.

11. Космонавты исследовали зависимость силы тяжести от массы тела на посещённой ими планете. Погрешность измерения силы тяжести равна 2,5 Н, а массы тела – 50 г. Результаты измерений с учётом их погрешности представлены на рисунке.

Каково приблизительно ускорение свободного падения на этой планете?

12. В катушку индуктивности вносят магнит. При этом в её обмотке возникает индукционный ток. Вам необходимо исследовать, зависит ли направление индукционного тока, возникающего в катушке, от направления вектора
магнитной индукции магнита. Имеется следующее оборудование (см. рисунок):

— катушка индуктивности;
— амперметр (на шкале которого «0» посередине);
— магнит;
— соединительные провода.

В ответе:
1. Опишите экспериментальную установку.
2. Опишите порядок действий при проведении исследования.

13. Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе принципа их действия.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А. двигатель постоянного тока
Б. лампа накаливания

1) взаимодействие постоянных магнитов
2) действие магнитного поля на проводник с током
3) тепловое действие тока
4) химическое действие тока

Прочитайте фрагмент инструкции к стиральной машине и выполните задания 14 и 15.

Прежде чем включать машину в розетку, подсоедините провод заземления к водопроводной трубе, если она сделана из металла. Если вода подаётся по трубам из синтетического материала, такого как винил, заземление не может быть произведено к водопроводной трубе. Необходимо использовать другой способ заземления.

Внимание: Не подсоединяйте провод заземления к газовой трубе, громоотводу, телефонным линиям и т.п.

Для максимальной безопасности подсоедините провод заземления к медной пластине или штырю заземления и закопайте пластину или штырь в землю на глубину не менее 20 см.

14. В инструкции требуется при установке стиральной машины подсоединить провод заземления. Для чего делают заземление?

15. Почему в инструкции запрещается делать заземление через водопроводную трубу из синтетического материала, такого как винил?

Прочитайте текст и выполните задания 16–18.

Рентгеновские лучи

Рентгеновское излучение − это электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением.
Рентгеновские лучи возникают всегда, когда движущиеся с высокой скоростью электроны тормозятся материалом анода (например, в газоразрядной трубке низкого давления). Часть энергии, не рассеивающаяся в форме тепла, превращается в энергию электромагнитных волн (рентгеновские лучи).
Есть два типа рентгеновского излучения: тормозное и характеристическое. Тормозное рентгеновское излучение не является монохроматическим, оно характеризуется разнообразием длин волн, которое может быть представлено сплошным
(непрерывным) спектром.
Характеристическое рентгеновское излучение имеет не сплошной, а линейчатый спектр. Этот тип излучения возникает, когда быстрый электрон, достигая анода, выбивает электроны из внутренних электронных оболочек атомов анода. Пустые места в оболочках занимаются другими электронами атома. При этом испускается рентгеновское излучение с характерным для материала анода спектром энергий.
Монохроматическое рентгеновское излучение, длины волн которого сопоставимы с размерами атомов, широко используется для исследования структуры веществ. В основе данного метода лежит явление дифракции рентгеновских лучей на трёхмерной кристаллической решётке. Дифракция рентгеновских лучей на монокристаллах была открыта в 1912 г. М. Лауэ. Направив узкий пучок рентгеновских лучей на неподвижный кристалл, он наблюдал на помещённой за кристаллом пластинке дифракционную картину, которая состояла из большого количества расположенных в определённом порядке пятен.
Дифракционная картина, получаемая от поликристаллического материала (например, металлов), представляет собой набор чётко обозначенных колец. От аморфных материалов (или жидкостей) получают дифракционную картину с размытыми кольцами.

16. Какой из типов рентгеновского излучения имеет линейчатый спектр?

17. На рисунках представлены дифракционные картины, полученные на монокристалле, металлической фольге и воде. Какая из картин соответствует дифракции на монокристалле?

18. Можно ли исследовать атомную структуру монокристалла, используя инфракрасные лучи? Ответ поясните.

Ответы на Образец ВПР 2018 по физике 11 класс
1.
Название группы понятий
Физические величины
Единицы физических величин
Понятия
Плотность, энергия, электроёмкость
Генри, паскаль, литр
2. 15
3. реактивное движение (или реактивное)
4. перемещаться вслед за магнитом вдвигать в кольцо / выдвигать из кольца оставаться неподвижным
5.
Объём воздуха в шарике увеличивается.
Давление воздуха в шарике уменьшается.
Плотность воздуха в шарике уменьшается.
6. ион кислорода
7. В спектре образца присутствуют спектральные линии атомарного стронция, но отсутствуют спектральные линии кальция. Следовательно, в неизвестном образце содержится стронций, но не содержится кальций.
8.

9. Максимальная мощность, на которую рассчитана проводка, P = IU = 16 220 = 3520 Вт.
Суммарная мощность всех включённых в сеть электроприборов не должна превышать 3,5 кВт. Электрический обогреватель имеет мощность 2000 Вт. Значит одновременно с ним можно включить в сеть либо только утюг, либо только телевизор, либо только СВЧ-печь. Либо можно одновременно включить телевизор и СВЧ-печь (их суммарная потребляемая мощность 1300 Вт)
10. (744 ± 1) мм рт. ст.
11. любое значение в интервале от 7,3 до 8,8 м/с 2
12.
1) Используется установка, изображённая на рисунке. Катушка подсоединяется к амперметру. Магнит вносят в катушку и наблюдают появление индукционного тока.
2) Направление вектора магнитной индукции магнита изменяют, внося магнит в катушку сначала северным, а затем южным полюсом. При этом скорость движения магнита в двух опытах примерно одинакова.
3) О направлении индукционного тока судят по направлению отклонения стрелки амперметра.
13. 23
14. При неполадках в электросети машины ее корпус может оказаться под напряжением.
Если корпус машины заземлен, то при прикосновении к нему через тело человека не будет течь ток, поскольку его сопротивление много больше сопротивления провода заземления.
15. Труба из пластика (винила) не проводит электрический ток, а значит, не может использоваться для заземления.
16. характеристическое рентгеновское излучение
17. 2
18.
1) Нельзя.
2) Длины волн инфракрасного излучения много больше размеров атомов, поэтому ИК лучи будут огибать атомы («не замечая» их)

Южный полюс магнита находится внутри сплошного металлического кольца

На рисунке изображен прибор, состоящий из двух проводящих алюминиевых колец, скрепленных легкой планкой. Размеры и массы колец одинаковы, но одно из них разрезано. Прибор установлен на подставке и может свободно вращаться. Если в сплошное кольцо вдвигать южный полюс магнита, то кольцо будет удаляться от магнита. Какой(-ие) метод(-ы) изучения явления в этом случае используется(-ются)?

Отзыв

Вопрос 2

Текст вопроса

На рисунке изображена схема опыта Фарадея. При введении магнита в катушку стрелка гальванометра отклоняется вправо. При выведении магнита из катушки стрелка гальванометра

Вопрос 3

CA1ADD На рисунке запечатлен тот момент демонстрации по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится вблизи сплошного алюминиевого кольца. Коромысло с алюминиевыми кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. Если теперь передвинуть магнит вправо, то ближайшее к нему кольцо будет

удаляться от магнита

Вопрос 4

FB2041 На рисунке изображен момент демонстрационного эксперимента по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится внутри сплошного металлического кольца, но не касается его. Коромысло с металлическими кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. При выдвижении магнита из кольца оно будет

перемещаться вслед за магнитом

Вопрос 5

335263 Учитель продемонстрировал опыт по наблюдению напряжения, возникающего в катушке при пролёте через неё магнита (рис. 1). Напряжение с катушки поступало в компьютерную измерительную систему и отображалось на мониторе (рис. 2).

Что исследовалось в опыте?

зависимость направления индукционного тока от изменения магнитного потока

Вопрос 6

При каком направлении движения контура в магнитном поле в нем возникает индукционный ток?

При повороте вокруг стороны АВ

Вопрос 7

Проволочную рамку вдвигают в однородное магнитное поле (как показано на рисунке). Индукционный ток направлен:

I — по часовой стрелке, II — равен нулю, III — против часовой стрелки

Вопрос 8

I — против часовой стрелки, II — равен нулю, III — против часовой стрелки

Вопрос 9

Металлический стержень движется со скоростью в однородном магнитном поле так, как показано на рисунках А, Б. Какие заряды образуются на краях стержня в обоих случаях?

В обоих случаях 1 — отрицательные, 2 — положительные

Вопрос 10

Металлический стержень движется со скоростью V, в однородном магнитном поле так, как показано на рисунках А, Б. Какие заряды образуются на краях стержня в обоих случаях?

В обоих случаях 1 — положительные, 2 — отрицательные

Вопрос 11

На рисунке изображена схема опыта Фарадея. При введении
магнита в катушку стрелка гальванометра отклоняется вправо. При выведении магнита из катушки стрелка гальванометра

Вопрос 12

На рисунке изображён момент демонстрационного эксперимента по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится внутри сплошного металлического кольца, но не касается его. Коромысло с металлическими кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. При выдвижении магнита из кольца оно будет

Вопрос 13

Постоянный магнит вводят в замкнутое алюминиевого кольцо на тонком длинном подвесе (рис.). Первый раз — северным полюсом, второй раз — южным полюсом. При этом

в обоих опытах кольцо отталкивается от магнита

Вопрос 14

Вблизи северного полюса магнита падает медная рам ка ABCD (рис.). При прохождении верхнего и нижне го положений рамки, показанных на рисунке, индукционный ток в стороне АВ рамки

направлен вверх и вниз соответственно

Вопрос 15

Два рельса замкнуты на конце проводником (рис., вид сверху). Другой проводник, параллельный ему и имеющий с рельсами надежный контакт в точках 1 и 2, скользит по ним с постоянной скоростью v в магнитном поле, вектор магнитной индукции которого В. Как направлен индукционный ток на участке цепи 1—2 и каково соотношение потенциалов в точках 1 и 2?

Вопрос 16

Проволочное кольцо покоится в магнитном поле, линии индукции которого перпендикулярны плоскости кольца. В первый промежуток времени проекция вектора магнитной индукции на некоторую фиксированную ось линейно растет от Во до 5В₀, во второй — за то же время уменьшается от 5_В₀ до 0, затем за третий такой же промежуток времени уменьшается от 0 до -5В₀. На каких отрезках времени совпадают направления тока в кольце?

Урок 5. Электромагнитная индукция

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром, меняется со временем. Магнитный поток Ф – графически величина пропорциональная числу линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S.

Единица измерения магнитного потока: магнитный поток в один вебер создаётся однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1 м 2 , расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции.

Правило Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

Сила индукционного тока пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

Основная и дополнительная литература по теме:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017стр. 107-112

ЕГЭ 2017. Физика. 1000 задач с ответами и решениями. Демидова М.Ю., Грибов В.А., Гиголо А.И. М.: Экзамен, 2017.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Электрические и магнитные поля создаются одними и теми же источниками – электрическими зарядами. Отсюда естественнее было предположить, что между этими полями имеется связь. Экспериментально это предположение было доказано в 1831 г. английским учёным М. Фарадеем, открывшим явление электромагнитной индукции. Все опыты Фарадея по изучению явления электромагнитной индукции объединял один признак – магнитный поток пронизывающий замкнутый контур проводника менялся. При всяком изменении магнитного потока через замкнутый контур, в нем возникал индукционный ток.

Сила индукционного тока пропорциональна ЭДС индукции.

Направление индукционного тока менялось в зависимости от направления движения магнита относительно катушки. Это направление тока, можно найти используя правило Ленца.

М. Фарадеем экспериментально было установлено, что при изменении магнитного потока, в проводящем контуре возникает электродвижущая сила индукции, которая равна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:

Знак минус в этой формуле отражает правило Ленца.

Закон электромагнитной индукции формулируется для ЭДС индукции.

ЭДС индукции в движущихся проводниках:

Джеймс Максвелл в 1860 году сделал вывод что переменное со временем магнитное поле всегда порождает вихревое электрическое поле, а переменное во времени электрическое поле в свою очередь порождает магнитное поле. Следовательно, существует единая теория электромагнитного поля.

Разбор типового контрольного задания

На рисунке изображен момент демонстрационного эксперимента по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится внутри сплошного металлического кольца, но не касается его. Коромысло с металлическими кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. При выдвижении магнита из кольца влево кольцо будет

1) оставаться неподвижным

2) перемещаться вправо

3) совершать колебания

4) перемещаться вслед за магнитом

При выдвижении магнита из кольца влево магнитный поток от магнита через кольцо будет уменьшаться. В замкнутом кольце возникает индукционный ток. Направление этого тока по правилу Ленца такое, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока. Так как коромысло вокруг вертикальной оси может свободно вращаться, и магнитное поле магнита неоднородно, коромысло под действием сил Ампера начнёт двигаться так, чтобы препятствовать изменению магнитного потока. Следовательно, коромысло начнёт перемещаться вслед за магнитом.

Ответ:4) перемещаться вслед за магнитом.

Проводник МN с длиной активной части 1м и сопротивлением 2 Ом находится в однородном магнитном поле индукцией 0,2 Тл. Проводник подключён к источнику тока с ЭДС 4 В (внутренним сопротивлением источника и сопротивлением подводящих проводников пренебречь). Какова сила тока в проводнике, если:

№1 проводник покоится;

№2 проводник движется в право со скоростью 6 м/с.

№1: Ток в неподвижном проводнике течёт от N к М

v = 0; Закон Ома для полной цепи I = Ɛ/R = 4В/2Ом = 2А

№2: Если проводник движется в право со скоростью 6 м/с, то по правилу правой руки индукционный ток потечёт от точки N к точке М:

Правило Ленца

Если присоединить катушку, в которой возникает индукционный ток, к гальванометру, можно обнаружить, что направление этого тока зависит от того, приближается ли магнит к катушке, или удаляется от нее. Причем возникающий индукционный ток взаимодействует с магнитом — притягивает или отталкивает его.

Катушка с протекающей по ней током подобна магниту с двумя полюсами — северным и южным. Направление индукционного тока определяет, какой конец катушки играет роль северного полюса, из которого выходят линии магнитной индукции. В каких случаях катушка будет притягивать магнит, а в каких отталкивать, можно предсказать, опираясь на закон сохранения энергии.

Взаимодействие индукционного тока с магнитом

Если магнит приближать к катушке, то в ней появится индукционный ток такого направления, что магнит обязательно отталкивается. Для сближения магнита и катушки при этом нужно совершить положительную работу. Катушка становится подобной магниту, обращенному одноименным полюсом к приближающемуся к ней магниту. Одноименные же полюсы отталкиваются. При удалении магнита, наоборот, в катушке возникает ток такого направления, чтобы появилась притягивающая магнит сила.

Представьте, что все было бы иначе. Тогда при введении магнита в катушку он сам бы устремлялся в нее. Это противоречит закону сохранения энергии, так как при этом увеличилась бы кинетическая энергия при одновременном возникновении индукционного тока, который также затрачивает часть энергии. Кинетическая энергия и энергия тока в этом случае возникали бы из ничего, без затрат энергии, что невозможно.

Справедливость вывода можно подтвердить с помощью следующего опыта. Пусть на свободно вращающемся стержне закреплены два алюминиевых кольца: с разрезом и без разреза. Если поднести магнит к кольцу без разреза, оно будет отталкиваться. Если поднести его к кольцу с разрезом, ничего не произойдет. Это связано с тем, что в нем не возникает индукционный ток. Этому препятствует разрез. Но если отдалять магнит от кольца без разреза, то оно начнет притягиваться.

Опыты показывают, что притягивание или отталкивание кольца с индукционным током зависит от того, удаляется магнит, или притягивается. А различаются они характером изменения линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную кольцом. В первом случае (рис. а) магнитный поток увеличивается, во втором (рис. б) — уменьшается. То же самое можно наблюдать в опытах с магнитом и проводящей катушкой.

Причем в первом случае линии индукции B’ магнитного поля, созданного возникшем в катушке индукционным током, выходят из верхнего конца катушки, та как катушка отталкивает магнит. Во втором же случае напротив, они входят в этот конец.

Описанные выше опыты позволяют делать вывод, что при увеличении магнитного потока через витки катушки индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует нарастанию магнитного потока через витки катушки. Если же магнитный поток через катушку ослабевает, то индукционный ток создает магнитное поле с такой индукцией, которая увеличивает магнитный поток через витки катушки.

Правило направления индукционного тока носит название правила Ленца.

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

Применять правило Ленца для нахождения направления индукционного тока I i в контуре надо так:

Установить направление линий магнитной индукции → B внешнего магнитного поля.
Выяснить, увеличивается ли поток магнитной индукции этого поля через поверхность, ограниченную контуром ( Δ Φ > 0 ), или уменьшается ( Δ Φ < 0 ).
Установить направление линий магнитной индукции → B ‘ магнитного поля индукционного тока I i . Эти линии должны быть согласно правилу Ленца направлены противоположно линиям → B при Δ Φ > 0 и иметь одинаковое с ними направление при Δ Φ < 0 .
Зная направление линий магнитной индукции → B ‘ , найти направление индукционного тока I i , пользуясь правилом правой руки.

Пример №1. Найти направление индукционного тока, возникающего в кольце во время приближения к нему магнита (см. рисунок).

Линии магнитной индукции магнита обращены в сторону кольца, так как он направлен к нему северным полюсом. Так как магнит приближается к кольцу, магнитный поток увеличивается. Следовательно, кольцо отталкивается. Тогда оно обращено к магниту одноименным — северным — полюсом. Применим правило правой руки. Так как линии магнитной индукции выходят из северного полюса, направим к нему большой палец. Теперь четыре пальца руки покажут направление индукционного тока. В нашем случае он будет направлен против направления хода часовой стрелки.

МАГНИТ	ПОВОРОТ КОРОМЫСЛА И ТОК В КОЛЬЦЕ
А)	движется по направлению к кольцу, северный полюс обращён к кольцу	1)	коромысло с кольцом поворачивается, отталкиваясь от магнита, ток идёт по часовой стрелке
Б)	движется к кольцу, к кольцу обращён южный полюс	2)	коромысло с кольцом поворачивается, отталкиваясь от магнита, ток идёт против часовой стрелки
3)	коромысло с кольцом поворачивается, притягиваясь к магниту, ток идёт по часовой стрелке
4)	коромысло с кольцом поворачивается, притягиваясь к магниту, ток идёт против часовой стрелки

Алгоритм решения

Записать правило Ленца.
В соответствии с правилом Ленца установить, что произойдет, если к кольцу поднести магнит северным полюсом.
В соответствии с правилом Ленца установить, что произойдет, если к кольцу поднести магнит южным полюсом.

Решение

Запишем правило Ленца:

Следовательно, если поднести к кольцу магнит северным полюсом, линии магнитной индукции поля, образованного магнитом, будут направлены в сторону кольца (т.к. они выходят из северного полюса). Тогда в кольце образуется такой ток, при котором с той стороны, с которой подносят магнит, тоже сформируется северный полюс. Используем правило правой руки и расположим большой палец правой руки так, чтобы он указывал в сторону северного полюса кольца с индукционным током. Тогда четыре пальца покажут направление этого тока. Следовательно, индукционный ток направлен по часовой стрелке.

Если поднести к кольцу магнит южным полюсом, линии магнитной индукции поля, образованного магнитом, будут направлены в сторону от кольца (т.к. они выходят из северного полюса). Тогда в кольце образуется такой ток, при котором с той стороны, с которой подносят магнит, тоже сформируется южный полюс. Используем правило правой руки и получим, что в этом случае индукционный ток будет направлен против часовой стрелки.

Так как магнит подносят к кольцу, а не отодвигают от него, то кольцо всегда будет отталкиваться, поскольку в нем возникают силы противодействия. Следовательно, позиции А соответствует строка 1, а позиции Б — строка 2.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

а) силы гравитационного взаимодействия между кольцом и магнитом

б) силы Ампера, действующей со стороны магнитного поля магнита на кольцо, по которому идёт индукционный ток

в) кулоновских (электростатических) сил, которые возникают при движении магнита относительно кольца

г) воздушных потоков, вызванных движением руки и магнита

Проанализировать предложенные варианты ответа.
Установить природу взаимодействия магнита и кольца.
Выбрать верный ответ.

Гравитационные силы между магнитом и кольцом ничтожно малы при данных массах и расстояниях, поэтому они не могли вызвать притяжения кольца к магниту.

Кулоновские силы характеризуют силу электростатического взаимодействия зарядов. Поскольку магнит не имеет заряда, между ним и кольцом такие силы не возникают.

Металлическое кольцо достаточно тяжелое для того, чтобы заставить его стремительно двигаться вслед за магнитом.

Но вариант с силой Ампера подходит, так как сила Ампера — это сила, с которой действует магнитное поле на проводник с током. В момент, когда магнит двигают в стороны от кольца, магнитный поток, пронизывающий его, меняется. Это вызывает образование в кольце индукционного тока, который также порождает магнитное поле, противодействующее магнитному полю постоянного магнита.

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата вправо.

А) Сила тока в катушке № 1 увеличивается.

Б) Вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой № 1, всюду увеличивается.

В) Магнитный поток, пронизывающий катушку № 2, увеличивается.

Г) Вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой № 2, в центре этой катушки направлен от наблюдателя.

Д) В катушке № 2 индукционный ток направлен по часовой стрелке.

Проверить истинность каждого утверждения.
Выбрать только истинные утверждения.

Согласно утверждению А, при перемещении ползунка реостата вправо сила тока в катушке №1 увеличивается. Перемещая ползунок реостата вправо, мы увеличиваем сопротивление. Следовательно, сила тока уменьшается. Утверждение А — неверно.

Согласно утверждению Б, при перемещении ползунка реостата вправо вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой №1, всюду увеличивается. Так как сила тока уменьшается, вектор индукции магнитного поля ослабевает. Утверждение Б — неверно.

Согласно утверждению В, при перемещении ползунка реостата вправо магнитный поток, пронизывающий катушку №2, увеличивается. Так как магнитное поле ослабевает, будет уменьшаться и магнитный поток, пронизывающий катушку № 2. Утверждение В — неверно.

Согласно утверждению Г, при перемещении ползунка реостата вправо вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой №2, в центре этой катушки направлен от наблюдателя. В катушке №1 ток течёт по часовой стрелке, и по правилу буравчика эта катушка будет создавать магнитное поле, направленное от наблюдателя. В силу того, что сила тока в цепи уменьшается, будет уменьшаться и магнитный поток, пронизывающий вторую катушку. При этом согласно правилу Ленца во второй катушке будет создаваться индукционный ток, который направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, которым он вызван. В этом случае вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой №2, в центре этой катушки сонаправлен с внешним полем и направлен от наблюдателя. Утверждение Г — верно.

Согласно утверждению Д, при перемещении ползунка реостата вправо в катушке №2 индукционный ток направлен по часовой стрелке. По правилу правой руки, индукционный ток в катушке 2 направлен по часовой стрелке. Утверждение Д — верно.

Презентация на тему Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея

Открытие явления электромагнитной индукции
Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.

Фарадей (Faraday) Майкл
(22.09.1791–25.08.1867)
Английский физик и химик.

Опыт Фарадея
Здесь должен быть видеофрагмент
«Опыты Фарадея»

Явление электромагнитной индукции
Явление электромагнитной индукции:
заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.
Переменное электрическое поле
Переменное магнитное
поле
"Я превращал магнетизм в электричество"
Майкл Фарадей

Явление электромагнитной индукции
Здесь должен быть видеофрагмент
«Явление электромагнитной индукции»

Магнитный поток
Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину
Φ = B · S · cos α
где B – модуль вектора магнитной индукции,
α – угол между вектором и нормалью к плоскости контура
Единица магнитного потока в системе СИ называется вебером (Вб)

Явление электромагнитной индукции
Здесь должен быть видеофрагмент -анимация
«Явление электромагнитной индукции»

Закон электромагнитной индукции Фарадея
Правило Ленца:
При изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции Eинд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:
В этом примере а инд < 0. Индукционный ток Iинд течет навстречу выбранному положительному направлению обхода контура.

Зависимость индукционного тока от скорости изменения магнитного потока
Здесь должен быть видеофрагмент
«Зависимость индукционного тока от скорости изменения магнитного потока»

Правило Ленца
I случай
II случай
III случай
IV случай

Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум причинам:
1. Магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле.
2. Изменение во времени магнитного поля при неподвижном контуре.

Получение индукционного тока
Здесь должен быть видеофрагмент
«Получение индукционного тока»

Генератор переменного тока
Здесь должен быть видеофрагмент
«Генератор переменного тока»

Выводы
Явление электромагнитной индукции наблюдается в случаях:
движение магнита относительно катушки (или наоборот);
движение катушек относительно друг друга;
изменение силы тока в цепи первой катушки
( с помощью реостата или замыканием и размыканием выключателя);
вращением контура в магнитном поле;
вращением магнита внутри контура.

ГИА 2008 г. 11. При внесении южного полюса магнита в катушку амперметр фиксирует возникновение индукционного тока. Что необходимо сделать, чтобы увеличить силу индукционного тока?
увеличить скорость внесения магнита
вносить в катушку магнит северным полюсом
изменить полярность подключения амперметра
взять амперметр с меньшей ценой деления

(ГИА 2009 г.) 11. Две одинаковые катушки А и Б замкнуты каждая на свой гальванометр. В катушку А вносят полосовой магнит, а из катушки Б вынимают такой же полосовой магнит. В каких катушках гальванометр зафиксирует индукционный ток?
ни в одной из
в обеих катушках
только в катушке А
только в катушке

ГИА-2010-11. Один раз полотном магнит падает сквозь неподвижное металлическое кольцо южным полюсом вниз, второй раз северным полюсом вниз. Ток в кольце
1) возникает в обоих случаях
2) не возникает ни в одном из случаев
3) возникает только в первом случае
4) возникает только во втором случае

(ЕГЭ 2001 г., Демо) 21. Ток в катушке меняется согласно графику на рисунке. В какие промежутки времени около торца катушки можно обнаружить не только магнитное, но и электрическое поле ?
От 0 до 2 с и от 5 до 7 с.
Только от 0 до 2 с.
Только от 2 до 5 с.
Во все указанные промежутки времени.

(ЕГЭ 2002 г., Демо) А19. В металлическое кольцо в течение первых двух секунд вдвигают магнит, в течение следующих двух секунд магнит оставляют неподвижным внутри кольца, в течение последующих двух секунд его вынимают из кольца. В какие промежутки времени в катушке течет ток?
0–6 с
0–2 с и 4–6 с
2–4 с
только 0–2 с

(ЕГЭ 2004 г., демо) А15. Постоянный магнит вводят в замкнутое алюминиевое кольцо на тонком длинном подвесе (см. рисунок). Первый раз – северным полюсом, второй раз – южным полюсом. При этом
в обоих опытах кольцо отталкивается от магнита
в обоих опытах кольцо притягивается к магниту
в первом опыте кольцо отталкивается от магнита, во втором – кольцо притягивается к магниту
в первом опыте кольцо притягивается к магниту, во втором – кольцо отталкивается от магнита

(ЕГЭ 2003 г. демо) А28. Магнит выводят из кольца так, как показано на рисунке. Какой полюс магнита ближе к кольцу?
северный
южный
отрицательный
положительный

(ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А19. На рисунке приведена демонстрация опыта по проверке правила Ленца. Опыт проводится со сплошным кольцом, а не разрезанным, потому что
сплошное кольцо сделано из стали, а разрезанное – из алюминия
в сплошном кольце не возникает вихревое электрическое поле, а в разрезанном – возникает
в сплошном кольце возникает индукционный ток, а в разрезанном – нет
в сплошном кольце возникает ЭДС индукции, а в разрезанном – нет

(ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А23. На рисунке показаны два способа вращения рамки в однородном магнитном поле. Ток в рамке
возникает в обоих случаях
не возникает ни в одном из случаев
возникает только в первом случае
возникает только во втором случае

(ЕГЭ 2010 г., ДЕМО) А15. На рисунке изображен момент демонстрационного эксперимента по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится внутри сплошного металлического кольца, но не касается его. Коромысло с металлическими кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. При выдвижении магнита из кольца оно будет
оставаться неподвижным
двигаться против часовой стрелки
совершать колебания
перемещаться вслед за магнитом

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Читайте также: