1. Сформулируйте закон электромагнитной индукции. Как этот закон записывается математически?
Закон электромагнитной индукции утверждает, что в замкнутом проводящем контуре возникает ЭДС индукции, которая пропорциональна скорости изменения магнитного потока через площадь контура. Математически закон записывается как: E = -dΦ/dt, где E — электродвижущая сила индукции, Φ — магнитный поток, а dΦ/dt — скорость его изменения.
2. Что показывает знак «минус» в формуле закона электромагнитной индукции?
Знак «минус» в формуле закона электромагнитной индукции отражает правило Ленца, согласно которому индуцированный ток создаёт магнитное поле, противодействующее изменению внешнего магнитного потока, вызвавшего этот ток.
3. В чём сущность явления электромагнитной индукции?
Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении ЭДС и электрического тока в проводящем контуре, когда через него изменяется магнитный поток. Это может происходить из-за изменения магнитного поля, движения контура в магнитном поле или изменения формы или площади контура.
4. Чем отличается вихревое электрическое поле от электростатического?
Вихревое электрическое поле отличается от электростатического тем, что его силовые линии замкнуты и не имеют источников, тогда как силовые линии электростатического поля начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных. Вихревое электрическое поле создаётся изменяющимся магнитным полем и не связано с распределением зарядов.
1. Магнитный поток, пронизывающий контур проводника, рав-номерно изменился на 4 мВб за 0,2 с. Какова скорость изменения магнитного потока? Чему равна ЭДС индукции в контуре?
Чтобы найти скорость изменения магнитного потока, используется формула: dΦ/dt = ΔΦ / Δt, где ΔΦ = 4 мВб = 4 * 10⁻³ Вб, а Δt = 0,2 с.
dΦ/dt = (4 * 10⁻³) / 0,2 = 0,02 Вб/с (или 20 мВб/с).
По закону электромагнитной индукции: E = -dΦ/dt.
ЭДС индукции: E = -0,02 В (модуль равен 0,02 В).
2. При равномерном изменении в течение 0,5 с магнитного потока, пронизывающего контур проводника, в нём возникла ЭДС индукции 0,4 В. Чему равны изменение магнитного потока и сила индукционного тока, если сопротивление проводника 2 Ом?
Δt = 0,5 с, ЭДС индукции E = 0,4 В.
По формуле закона электромагнитной индукции: ΔΦ = E * Δt.
ΔΦ = 0,4 * 0,5 = 0,2 Вб (или 200 мВб).
Чтобы найти силу индукционного тока: I = E / R, где R = 2 Ом.
I = 0,4 / 2 = 0,2 А.
3. На рисунке 65 приведён график зависимости магнитного потока, пронизывающего контур проводника, от времени. Постройте соответствующий ему график зависимости от времени наводимой в контуре ЭДС.
Смотри вложение вверху.
4*. В однородном магнитном поле движется со скоростью 4 м/с перпендикулярно линиям магнитной индукции провод длиной 1,5 м (см. с. 73—74). При этом в нём возникает ЭДС индукции 0,3 В. Чему равен модуль вектора магнитной индукции магнитного поля?
Для решения используем формулу ЭДС индукции, возникающей в движущемся проводнике: E = B * v * L,
где: E = 0,3 В — ЭДС индукции, v = 4 м/с — скорость проводника, L = 1,5 м — длина проводника, B — модуль вектора магнитной индукции (нужно найти).
Выражаем B: B = E / (v * L).
Подставляем значения: B = 0,3 / (4 * 1,5) = 0,3 / 6 = 0,05 Тл.
В чём причина возникновения индукционного тока в проводниках, движущихся в магнитном поле?
Индукционный ток в проводниках, движущихся в магнитном поле, возникает из-за действия силы Лоренца на свободные заряды внутри проводника. Когда проводник движется в магнитном поле, на заряды действует сила, перпендикулярная как направлению движения проводника, так и линиям магнитной индукции. Эта сила вызывает разделение зарядов, что приводит к появлению разности потенциалов между концами проводника и, при наличии замкнутой цепи, к протеканию индукционного тока.
Этот процесс является следствием закона электромагнитной индукции, который описывает связь между изменением магнитного потока или движением в магнитном поле и возникновением электродвижущей силы.