Ответы в самом низу встроенного документа
СР-17. Явление электромагнитной индукции ВАРИАНТ № 1 1. Если постоянный магнит движется внутри катушки, соеди нённой с микроамперметром, то стрелка прибора показывает наличие тока в катушке. Какая сила приводит электроны в движение? 2. Один раз полосовой магнит падает сквозь неподвижное металли ческое кольцо южным полюсом вниз, а второй раз — северным полюсом вниз. В каком случае в кольце возникает ток? 3. Проводящее кольцо с разрезом поднимают вверх из начально го положения (см. рис.) к полосовому магниту, а сплошное проводящее кольцо из начального положения (см. рис.) сме щают вправо. В каком кольце при этом появится индукцион ный ток? 41 Электромагнетизм ВАРИАНТ № 2 1. Если на одной оси находится катушка, соединённая с микроам перметром, и катушка электромагнита, то ток возникает только при замыкании и размыкании цепи электромагнита. Назовите причину появления индукционного тока в этом случае. 2. Две одинаковые катушки замкнуты на микроамперметры. В ка тушку А вносят полосовой магнит, а из катушки Б вынимают такой же полосовой магнит. В какой катушке микроамперметр зафиксирует индукционный ток? 3. Одно проводящее кольцо с разрезом поднимают из начального положения вверх над полосовым магнитом, а второе сплошное проводящее кольцо из начального положения (см. рис.) сме щают вправо. В каком кольце при этом появится индукцион ный ток? 42 Самостоятельные работы СР-18. Магнитный поток ВАРИАНТ № 1 1. Угол между вектором магнитной индукции и плоскостью конту ра 30°. Определите угол между вектором магнитной индукции и положительной нормалью к контуру. 2. Плоскость замкнутого контура расположена под углом 45° к силовым линиям однородного магнитного поля. Что происхо дит с магнитным потоком при увеличении магнитной индук ции в 3 раза, если площадь контура и его ориентация не ме няются? 3. На рисунке показано направление линий индукции магнитного поля. В этом магнитном поле замкнутый виток проволоки сна чала перемещают вертикально вверх так, что плоскость витка параллельна линиям индукции магнитного поля (на рисунке — ситуация А), затем вращают вокруг горизонтальной оси (на ри сунке — ситуация Б). При каком движении рамки происходит изменение магнитного потока? 43 Электромагнетизм ВАРИАНТ № 2 1. Как должна располагаться плоскость витка по отношению к ли ниям магнитной индукции, чтобы магнитный поток был макси мальным? 2. Плоскость замкнутого контура расположена под углом 45° к си ловым линиям однородного магнитного поля. Что происходит с магнитным потоком при увеличении площади контура в 4 раза, и уменьшении магнитной индукции в 2 раза, если его ориента ция не меняется? 3. Проволочная рамка движется в неоднородном магнитном поле с силовыми линиями, выходящими из плоскости листа, на ри сунке А — со скоростью иг, а на рисунке В — со скоростью и2. Плоскость рамки остаётся перпендикулярной линиям век тора магнитной индукции. В каком случае возникает ток в рамке? Самостоятельные работы СР-19. Закон электромагнитной индукции. Изменение магнитного потока ВАРИАНТ № 1 1. Всегда ли при изменении потока магнитной индукции возникает ЭДС индукции? 2. За 5 мс в соленоиде, содержащем 500 витков провода, магнит ный поток равномерно убывает от 8 до 4 мВб. Найдите ЭДС ин дукции в рамке. 3. Магнитный поток, пронизывающий контур проводника, равно мерно изменился на 0,6 Вб за 0,5 с. Сопротивление проводника 0,24 Ом. Найдите силу индукционного тока. ВАРИАНТ № 2 1. Всегда ли при изменении потока магнитной индукции возникает индукционный ток? 2. Найдите скорость изменения магнитного потока в соленоиде из 2000 витков при возбуждении в нем ЭДС индукции 120 В. 3. Какой заряд пройдёт через поперечное сечение витка, сопротив ление которого 0,03 Ом, при уменьшении магнитного потока внутри витка на 12 мВб? 45 Электромагнетизм СР-20. Закон электромагнитной индукции. Изменение индукции магнитного поля ВАРИАНТ № 1 1. Тонкое медное кольцо площадью 100 см2 расположено во внеш нем магнитном поле так, что плоскость кольца перпендикулярна линиям магнитной индукции. За 2 мс магнитная индукция рав номерно увеличивается от 10 до 20 мТл. Определите модуль ЭДС индукции, возникающей при этом. 2. Квадратная рамка со стороной 6,8 см, сделанная из медной про волоки с площадью поперечного сечения 1 мм2, помещена в од нородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Индукция магнитного поля равномерно изменяется на 0,002 Тл за 0,1 с. Чему равна при этом сила тока в рамке? Удельное со противление меди 1,7 • 10“8 Ом • м. 3. Замкнутая катушка из 100 витков помещена в однородное маг нитное поле перпендикулярно её оси. При изменении магнитно го поля на 0,1 Тл за 0,1 с в катушке выделяется 0,002 Дж тепла. Чему равно сопротивление катушки, если площадь поперечного сечения катушки 10 см2? 46 Самостоятельные работы ВАРИАНТ № 2 1. Неподвижный контур площадью 0,03 м2 находится в однородном равномерно изменяющемся магнитном поле перпендикулярно линиям индукции. Найдите скорость изменения магнитной ин дукции, если при этом возникает ЭДС индукции 0,9 В. 2. Проводящее кольцо, площадью 0,4 м2 и сопротивлением 0,002 Ом, помещено в однородное магнитное поле так, что плоскость кольца перпендикулярна линиям индукции поля. Какое количество теп лоты выделяется в кольце за 0,2 с, если индукция магнитного по ля убывает со скоростью 0,08 Тл/с? 3. Проволочный виток, имеющий площадь 10 см2, разрезан в неко торой точке, и в разрез включён конденсатор ёмкости 10 мкФ. Виток помещён в однородное магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны к плоскости витка. Индукция маг нитного поля равномерно убывает за 0,2 с на 0,01 Тл. Определи те заряд на конденсаторе. 47 Электромагнетизм I СР-21. Закон электромагнитной индукции. Изменение площади контура. ЭДС индукции в движущихся проводниках ВАРИАНТ № 1 1. Плоский замкнутый контур площадью 10 см2 деформируют в од нородном магнитном поле с индукцией 10 мТл, оставляя его пер пендикулярным линиям индукции. За 2 мс площадь контура равномерно уменьшается до 2 см2. Определите среднюю силу то ка в контуре за этот промежуток времени, если сопротивление контура 4 Ом. 2. Проводник длиной 20 см движется в однородном магнитном по ле со скоростью 3 м/с перпендикулярно силовым линиям. Най дите величину индукции магнитного поля, если на концах про водника возникает разность потенциалов 0,06 В. 3. Автомобиль движется по горизонтальной дороге со скоростью 120 км/ч. Определите разность потенциалов, возникающую на концах задней оси автомобиля, если её длина 1,8 м, а верти кальная составляющая вектора индукции магнитного поля Зем ли 50 мкТл. ВАРИАНТ № 2 1. Плоский замкнутый контур площадью 10 см2 деформируют в од нородном магнитном поле с индукцией 0,02 Тл, оставляя его перпендикулярным линиям индукции. За 4 мс площадь контура равномерно уменьшается до 6 см2. Определите среднюю силу то ка в контуре за этот промежуток времени, если сопротивление контура 0,1 Ом. 2. Проводник длиной 25 см движется в однородном магнитном по ле со скоростью 5 м/с, направленной под углом 30° к линиям магнитной индукции. Найдите ЭДС индукции, возникающую в проводнике, если индукция магнитного поля 8 мТл. 3. Определите разность потенциалов, возникающую между концами крыльев самолёта Ту-104, размах крыльев которого 36,5 м. Само лёт летит горизонтально со скоростью 900 км/ч. Вертикальная со ставляющая вектора индукции магнитного поля Земли 50 мкТл. 48 Самостоятельные работы СР-22. Закон электромагнитной индукции. Изменение угла между контуром и полем. Вращение рамки в однородном магнитном поле ВАРИАНТ № 1 1. Круговой контур диаметром 4 см помещён в однородное магнит ное поле индукцией 0,2 Тл. Плоскость контура перпендикулярна направлению магнитного поля, сопротивление контура 1 Ом. Какой заряд протечёт по контуру при повороте его на 90°? 2. Угловая скорость вращения рамки в однородном магнитном поле 45 рад/с, а максимальный магнитный поток 2 Вб. Определите мак симальное значение ЭДС индукции, возникающей в этой рамке. 3. Круглая рамка площадью 300 см2 имеет 100 витков и вращается в однородном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл вокруг оси, проходящей через её диаметр и перпендикулярной вектору ин дукции. Найдите угловую скорость вращения рамки, если мак симальная величина ЭДС индукции равна 15 В. ВАРИАНТ № 2 1. Катушка, имеющая 100 витков и расположенная перпендику лярно магнитному полю с индукцией 6 Тл, поворачивается за 1 с на угол 90°. За это время в катушке наводится ЭДС со средним значением 0,6 В. Определите площадь поперечного сечения ка тушки. 2. Определите максимальный магнитный поток через рамку, вра щающуюся в однородном магнитном поле с частотой 10 Гц. Максимальная ЭДС, возникающая в рамке, 3 В. 3. Круглая рамка имеет 100 витков и вращается в однородном маг нитном поле с индукцией 0,4 Тл вокруг оси, проходящей через её диаметр и перпендикулярной вектору индукции. Найдите уг ловую скорость вращения рамки, если максимальная величина ЭДС индукции 20 В, а площадь рамки 0,08 м2. 49 Электромагнетизм СР-23. Правило Ленца ВАРИАНТ № 1 1. 2. 3. На рисунке запечатлён тот момент опыта по про верке правила Ленца, когда все предметы непод вижны. Северный полюс магнита находится вбли зи сплошного алюминиевого кольца. Коромысло с алюминиевыми кольцами может свободно вра щаться вокруг вертикальной опоры. Что произой дёт с кольцом, если в него начать вносить магнит? Катушка соединена с микроамперметром. От неё удаляют электромагнит. Определите направление индукционного тока, возникающего в катушке. Магнитное поле создано прямолинейным провод ником, по которому течёт ток, направленный вниз. К проводнику приближают замкнутый кон тур, имеющий форму квадрата (см. рис.). Какое направление имеет индукционный ток в контуре? 1м ВАРИАНТ № 2 1. Постоянный магнит удаляют от замкнутого алюминиевого кольца, подвешенного на тон ком длинном подвесе (см. рис.). В каком на правлении будет двигаться кольцо? 2. 3. Катушка соединена с микроамперметром. Из неё вынимают постоянный магнит (северный полюс заштрихован). Определите направле ние индукционного тока, возникающего в катушке. Магнит вводят в кольцо, в результате чего появляется ток, направление ко торого показано на рисунке. Какой полюс магнита ближе к кольцу? 6 50 ■нН Самостоятельные работы СР-24. Самоиндукция. Индуктивность ВАРИАНТ № 1 1. Какая ЭДС самоиндукции возбуждается в обмотке индуктивно стью 0,4 Гн при равномерном изменении силы тока в ней на 5 А за 0,02 с? 2. На рисунке представлен график изменения силы тока с течением времени в катушке индуктивностью L = 6 мГн. Определите зна чение ЭДС самоиндукции. 3. На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. Определи те модуль среднего значения ЭДС самоиндукции в интервале вре мени от 0 до 5 с. 51 Электромагнетизм ВАРИАНТ № 2 1. Определите индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2 А в течение 0,25 с возбуждает ЭДС самоиндукции 20 мВ. 2. Сила тока в катушке индуктивностью 0,25 Гн изменяется с те чением времени, как показано на графике. Определите модуль ЭДС самоиндукции, которая возникает в катушке. 3. На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 2 мГн. Определи те модуль среднего значения ЭДС самоиндукции в интервале времени от 10 с до 15 с. 52 Самостоятельные работы СР-25. Энергия магнитного поля ВАРИАНТ № 1 1. Энергия магнитного поля в дросселе при силе тока 2 А равна 8 Дж. Какую индуктивность имеет дроссель? 2. Чему равна энергия магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 1 Вб? 3. В катушке сила тока равномерно увеличивается со скоростью 2 А/с. При этом в ней возникает ЭДС самоиндукции 20 В. Како ва энергия магнитного поля катушки при силе тока в ней 5 А? ВАРИАНТ № 2 1. Энергия магнитного поля катушки, индуктивность которой 3 Гн, равна 6 Дж. Определите силу тока в катушке. 2. При силе тока в катушке 0,1 А энергия магнитного поля в ней равна 0,1 Дж. Определите магнитный поток, идущий через ка тушку. 3. В катушке сила тока равномерно увеличивается со скоростью 3 А/с. При этом в ней возникает ЭДС самоиндукции 15 В. Како ва энергия магнитного поля катушки при силе тока в ней 4 А? 53 Электромагнетизм КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ВАРИАНТ № 1 А1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнен, см. ри сунок), которая может поворачиваться вокруг вертикаль ной оси, перпендикулярной плоско сти чертежа, поднесли постоянный i g магнит. При этом стрелка 1) повернется на 180° 2) повернется на 90° по часовой стрелке 3) повернется на 90° против часовой стрелки 4) останется в прежнем положении А2. Участок проводника длиной 10 см находится в магнит ном поле. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. При перемещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера она совершила ра боту 0,004 Дж. Чему равна индукция магнитного поля? Проводник расположен перпендикулярно линиям маг нитной индукции. 1) 0,0005 Тл 3) 0,032 Тл 2) 0,005 Тл 4) 0,05 Тл АЗ. Протон р, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет го ризонтальную скорость й , перпенди- кулярную вектору индукции В маг нитного поля, направ ленного вниз (см. рис.). Куда направлена дейст вующая на протон сила Лоренца F ? 1) Вертикально вниз 2) Вертикально вверх 3) Горизонтально на нас 4) Горизонтально от нас 54 Контрольная работа А4. За 5 с магнитный поток, пронизывающий проволочную рамку, увеличился от 3 до 8 Вб. Чему равно при этом значение ЭДС индукции в рамке? 1) 0,6 В 3) 1,6 В 2) 1 В 4) 25 В А5. На рисунке показано изменение силы тока в катушке индуктивности от времени. Модуль ЭДС самоиндукции принимает равные значения в промежутках времени 1) 0-1 с и 1-3 с 3) 1-3 с и 4-7 с 2) 3-4 с и 4-7 с 4) 0-1 с и 3-4 с В1. Горизонтальные рельсы находятся на расстоянии 30 см друг от друга. На них лежит стержень массой 100 г пер пендикулярно рельсам. Вся система находится в верти кальном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. При про пускании по стержню тока 2 А, он движется с ускорением 2 м/с2. Найдите коэффициент трения между рельсами и стержнем. В2. Частица массой т, несущая заряд q, движется в одно родном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью и. Что произойдёт с радиусом ор биты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении индукции магнитного поля? ^ 0 ®п \Ш П Ц П К каждой позиции первого столбца подберите соответст вующую позицию второго и запишите в таблицу выбран ные цифры под соответствующими буквами. 55 Электромагнетизм ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ A) радиус орбиты Б) период обращения B) кинетическая энергия ИХ ИЗМЕНЕНИЕ 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится А Б В С1. Проволочный виток, имеющий площадь 10 см2, разре зан в некоторой точке, и в разрез включён конденсатор ёмкости 10 мкФ. Виток помещён в однородное магнит ное поле, силовые линии которого перпендикулярны к плоскости витка. Индукция магнитного поля равномер но убывает за 0,2 с на 0,01 Тл. Определите заряд на конденсаторе. 56 Контрольная работа ВАРИАНТ № 2 А1. На проводник, расположенный в однородном магнит ном поле под углом 30° к направлению линий магнит ной индукции, действует сила F. Если увеличить этот угол в 3 раза, то на проводник будет действовать сила, равная 1) 0 3) 2F 2) F/2 4) 3F А2. Участок проводника длиной 20 см находится в магнит ном поле индукцией 25 мТл. Сила Ампера при переме щении проводника на 8 см в направлении своего дейст вия совершает работу 0,004 Дж. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукций. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику? 1) 0,01 А 3) 10 А 2) 0,1 А 4) 64 А АЗ. Протон р, влетевший в зазор между полюсами электро магнита, имеет горизонтальную скорость и , перпендику- лярную вектору индукции В магнитного поля, направ ленного вверх (см. рис.). Куда направлена действующая на протон сила Лоренца F ? 1) Вертикально вниз 3) Горизонтально к нам 2) Вертикально вверх 4) Горизонтально от нас Электромагнетизм А4. Проволочная рамка площадью S = 2 м2 расположена пер пендикулярно линиям вектора магнитной индукции од нородного магнитного поля. Величина вектора магнитной индукции равна 0,04 Тл. За время t = 0,01 с магнитное поле равномерно спадает до нуля. Чему равна ЭДС ин дукции, генерируемая при этом в рамке? 1) 8 В 3) 0,8 мВ 2) 2 В 4) 0 В А5. На рисунке приведён график изменения силы тока в ка тушке индуктивности от времени. Модуль ЭДС самоиндукции принимает наибольшее зна чение в промежутке времени 1) 0-1 с 3) 5-6 с 2) 1-5 с 4) 6-8 с Bl. С какой скоростью вылетает а-частица из радиоактив ного ядра, если она, попадая в однородное магнитное поле индукцией В = 2 Тл перпендикулярно его сило вым линиям, движется по дуге окружности радиусом R = 1 м? (Масса а-частицы 6,7 • 10“27 кг, её заряд равен 3 ,2 -10"19 Кл). В2. Частица массой т, несущая заряд q, движется в одно родном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью и. Что произойдёт с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при уменьшении индукции магнитного поля? 58 Контрольная работа К каждой позиции первого столбца подберите соответст вующую позицию второго и запишите в таблицу выбран ные цифры под соответствующими буквами. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ A) радиус орбиты Б) период обращения B) кинетическая энергия ИХ ИЗМЕНЕНИЯ 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится А Б В С1. Частица зарядом q и массой т влетает в область одно родного магнитного поля с индукцией В . Скорость час тицы о направлена перпендикулярно силовым линиям поля и границе области. После прохождения области поля частица вылетает под углом а к первоначальному направлению движения. На каком расстоянии I от точ ки входа в поле вылетит частица из области, «занятой» полем? 59 Электромагнетизм ВАРИАНТ № 3 А1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнен, см. ри сунок), которая может поворачиваться вокруг верти кальной оси, перпендикулярной плос кости чертежа, поднесли постоянный магнит. При этом стрелка 1) повернётся на 180° 2) повернётся на 90° по часовой стрелке 3) повернётся на 90° против часовой стрелки 4) останется в прежнем положении А2. Участок проводника находится в магнитном поле, ин дукция которого 40 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 12,5 А. При пере мещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера, поле совершает работу 0,004 Дж. Про водник расположен перпендикулярно линиям магнит ной индукции. Чему равна длина участка проводника? 1) 10 м 3) 0,064 м 2) 0,1 м 4) 0,001 м АЗ. Электрон е~, влетевший в зазор между полюсами элек тромагнита, имеет горизонтально направленную скорость о, перпендикулярную вектору индукции магнитного по- —* ля Б (см. рис.). Куда направлена действующая на элек- —* трон сила Лоренца F ? 1) Вертикально вниз 2) Вертикально вверх 3) Горизонтально влево 4) Горизонтально вправо 60 Контрольная работа А4. В опыте по исследованию ЭДС электромагнитной ин дукции квадратная рамка из тонкого провода со сторо ной квадрата Ъ находится в однородном магнитном по ле, перпендикулярном плоскости рамки. Индукция поля возрастает за время t по линейному закону от О до максимального значения Втах. Как изменится ЭДС индукции, возникающая в рамке, если Ъ увеличить в 2 раза? ^ 0 е ю ЕЮ ЕЮ ап 1) Не изменится 2) Увеличится в 2 раза 3) Уменьшится в 2 раза 4) Увеличится в 4 раза А5. На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. Определите модуль среднего значения ЭДС само индукции в интервале времени от 10 до 15 с. ^ 0 ЕЮ Е Ю ЕЮ а п 1) 2 мкВ 2) 3 мкВ 3) 5 мкВ 4) 0 В1. Прямой проводник длиной 20 см и массой 50 г подвешен на двух легких нитях в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен горизонтально и перпендикулярно проводнику. Какой силы ток надо про пустить через проводник, чтобы одна из нитей разорва лась? Индукция поля 50 мТл. Каждая нить разрывается при нагрузке 0,4 Н. 61 Электромагнетизм е л Е П Е П В2. Частица массой /п, несущая заряд q, движется в одно родном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью и. Что произойдёт с радиусом ор биты, периодом обращения и импульсом частицы при увеличении индукции магнитного поля? К каждой позиции первого столбца подберите соответст вующую позицию второго и запишите в таблицу выбран ные цифры под соответствующими буквами. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ A) радиус орбиты Б) период обращения B) импульс частицы ИХ ИЗМЕНЕНИЯ 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится А Б В С1. Из провода длиной 2 м сделан квадрат, который распо ложен горизонтально. Какой электрический заряд прой дёт по проводу, если его потянуть за две диагонально противоположные вершины так, чтобы он сложился в линию? Сопротивление провода 0,1 Ом. Вертикальная составляющая магнитного поля Земли 50 мкТл. 62 Контрольная работа ВАРИАНТ № 4 А1. Прямолинейный проводник длины £ с током I помещён в однородное магнитное поле, направление линий индук ции которого противоположно направлению тока. Если силу тока уменьшить в 2 раза, а индукцию магнитного поля увеличить в 4 раза, то действующая на проводник сила Ампера 1) увеличится в 2 раза 2) не изменится 3) уменьшится в 4 раза 4) уменьшится в 2 раза А2. Участок проводника длиной 10 см находится в маг нитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 5 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной ин дукции. Какую работу совершает сила Ампера при пе ремещении проводника на 80 см в направлении своего действия? 1) 0,004 Дж 3) 0,5 Дж 2) 0,4 Дж 4) 0,625 Дж АЗ. Электрон е~, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет горизонтальную скорость й, перпендикулярную вектору индук- ции В магнитного поля (см. рис.). Куда направлена действующая на него сила Лоренца F ? 1) К нам из-за плоскости рисунка 2) От нас перпендикулярно плоскости рисунка 3) Горизонтально влево в плоскости рисунка 4) Горизонтально вправо в плоскости рисунка А4. При движении проводника в однородном магнитном поле в проводнике возникает ЭДС индукции При умень шении скорости движения проводника в 2 раза ЭДС ин дукции £' будет равна 1) 2 3)0,5.* 2) «* 4 )0 ,2 5 ^ А5. На железный сердечник надеты две катушки. К первой подключён амперметр, ток во второй меняется согласно приведённому графику. В какие промежутки времени амперметр покажет наличие тока в первой катушке? 1) 0-1 с и 2-4 с 3) 1-2 с и 4-7 с 2) 0-1 с и 4-7 с 4) 1-2 с и 3-4 с В1. Электрон, обладающий зарядом е = 1,6 • 10“19 Кл, дви жется в однородном магнитном поле индукцией В по круговой орбите радиусом R = 6 ■ 10~4 м. Значение им пульса частицы равно р = 4,8 ■ 10“24 кг ■ м/с. Чему равна индукция В магнитного поля? В2. Частица массой т, несущая заряд q, движется в одно родном магнитном поле индукцией В по окружности ра диуса R со скоростью и. Что произойдёт с радиусом ор биты, периодом обращения и импульсом частицы при уменьшении индукции магнитного поля? К каждой позиции первого столбца подберите соответст вующую позицию второго и запишите в таблицу выбран ные цифры под соответствующими буквами. 64 Контрольная работа ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ A) радиус орбиты Б) период обращения B) импульс частицы ИХ ИЗМЕНЕНИЯ 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится А Б В С1. Из точечного источника вылетают а-частицы массой т и зарядом q и движутся в однородном магнитном поле с индукцией В, силовые линии которого перпендикулярны плоскости рисунка. На расстоянии L от источника нахо дится мишень радиуса г. При каких значениях скорости а-частицы попадут на поверхность мишени? ВАРИАНТ № 5 А1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнён, см. рис.), которая может поворачиваться вокруг вертикальной оси, перпендикулярной плоскости чертежа, поднесли постоянный магнит. При этом стрелка 1) повернётся на 180° 2) повернётся на 90° по часовой стрелке 3) повернётся на 90° против часовой стрелки 4) останется в прежнем положении А2. Участок проводника длиной 5 см находится в магнит ном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 20 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной ин дукции. Какое перемещение совершает проводник в на правлении действия силы Ампера, если работа этой си лы 0,004 Дж? 1) 0,0008 м 3) 0,8 м 2) 0,08 м 4)8 м АЗ. Электрон е~, влетевший в зазор между полюсами элек тромагнита, имеет горизонтально направленную скорость и , перпендикулярную вектору индукции магнитного по- ля В (см. рис.). Куда направлена действующая на элек- трон сила Лоренца F ? 66 1) Вертикально вниз 3) Горизонтально влево 2) Вертикально вверх 4) Горизонтально вправо Контрольная работа А4. При движении проводника в однородном магнитном поле в проводнике возникает ЭДС индукции S \. При увели чении скорости движения проводника в 2 раза ЭДС ин дукции <?2 будет равна 1 ) 2 ^ 3 ) 0 ,5 ^ 2) £>1 4) 0,25 А5. На рисунке показано изменение силы тока в катушке индуктивности от времени. Модуль ЭДС самоиндукции принимает наибольшее значение в промежутках времени 1) 0-1 с и 2-3 с 3) 0-1 с и 3-4 с 2) 1-2 и 2-3 с 4) 2-3 с и 3-4 с В1. Горизонтальные рельсы находятся на расстоянии 40 см друг от друга. На них лежит стержень перпендикулярно рельсам. Какой должна быть индукция магнитного поля В для того, чтобы стержень начал двигаться, если по не му пропустить ток силой 50 А? Коэффициент трения о рельсы стержня 0,2. Масса стержня 500 г. В2. Частица массой т , несущая заряд q, движется в одно родном магнитном поле индукцией В по окружности ра диуса R со скоростью и. Что произойдёт с радиусом ор биты, периодом обращения и импульсом частицы при уменьшении заряда частицы? Электромагнетизм К каждой позиции первого столбца подберите соответст вующую позицию второго и запишите в_таблицу выбран ные цифры под соответствующими буквами. ИХ ИЗМЕНЕНИЯ 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится А Б В ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ A) радиус орбиты Б) период обращения B) импульс частицы С1. Положительно заряженная частица попадает в однород ное магнитное поле. Скорость частицы перпендикуляр на направлению вектора магнитной индукции поля. Об ласть поля имеет ширину I . При какой минимальной скорости частица преодолеет область, занятую магнит ным полем? 68 Самостоятельные работы ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ СР-26. Уравнение и график колебательного процесса ВАРИАНТ № 1 1. Колебания напряжения на конденсаторе в цепи переменного то ка описываются уравнением: и = 50cos(100rc£), где все величины выражены в единицах СИ. Чему равна частота колебаний на пряжения? 2. Амплитудное значение заряда на конденсаторе равно 2 мкКл. Чему равно значение заряда на конденсаторе через 1/6 часть периода колебаний после достижения этого значения? Колеба ния происходят по закону синуса. Начальная фаза колебаний равна нулю. 3. На рисунке показан график зависимости силы тока в металли ческом проводнике от времени. Определите амплитуду колеба ний тока. 69 Электромагнитные колебания и волны ВАРИАНТ № 2 1. Колебания напряжения на конденсаторе в цепи переменного то ка описываются уравнением: и = 50 cos(100ni)} где все величины выражены в единицах СИ. Чему равен период колебаний на пряжения? 2. Колебания напряжения на конденсаторе в цепи переменного то ка описывается уравнением: и = 50cos(100rcf), где все величины выражены в СИ. Определите напряжение на конденсаторе через Т/ 4 после начала колебаний. 3. На рисунке представлена зависимость силы тока в металличе ском проводнике от времени. Определите частоту колебаний тока. Самостоятельные работы СР-27. Колебательный контур ВАРИАНТ № 1 1. В колебательном контуре после разрядки конденсатора ток исче зает не сразу, а постепенно уменьшается, перезаряжая конденса тор. С каким явлением это связано? 2. Колебательный контур состоит из конденсатора электроёмко стью С и катушки индуктивностью L. Как изменится период электромагнитных колебаний в этом контуре, если электроём кость конденсатора и индуктивность катушки увеличить в 4 раза? 3. Во сколько раз изменится частота колебаний в колебательном контуре, если расстояние между пластинами воздушного конден сатора заполнить жидкостью, диэлектрическая проницаемость которой 9? ВАРИАНТ № 2 1. Чему равен период колебаний в колебательном контуре, состоя щем из конденсатора ёмкостью 4 мкФ и катушки индуктивно стью 1 Гн? Ответ выразите в миллисекундах, округлив его до целых. 2. Колебательный контур состоит из конденсатора электроёмко стью С и катушки индуктивностью L. Как изменится период электромагнитных колебаний в этом контуре, если электроём кость конденсатора и индуктивность катушки уменьшить в 3 раза? 3. Во сколько раз изменится собственная частота колебаний в коле бательном контуре, если зазор между пластинами конденсатора увеличить в 4 раза? 71 Электромагнитные колебания и волны СР-28. Сила тока в катушке, заряд и напряжение на конденсаторе ВАРИАНТ № 1 1. Заряд на пластинах конденсатора колебательного контура из меняется с течением времени в соответствии с уравнением q = 0,01 cos(40rc£). Запишите уравнение зависимости силы тока от времени. 2. Изменения электрического тока в контуре происходят по закону i = 0,01 cos(207tf). Чему равна частота колебаний заряда на кон денсаторе контура? 3. Колебания напряжения на конденсаторе в цепи переменного то ка описывается уравнением: и = 50cos(100Trt), где все величины выражены в СИ. Ёмкость конденсатора равна 2 мкФ. Определите заряд конденсатора через Т/А. после начала колебаний. ВАРИАНТ № 2 1. Заряд на пластинах конденсатора колебательного контура из меняется с течением времени в соответствии с уравнением q = 0,01 cos(40j:£). Определите амплитуду колебаний силы тока в контуре. 2. Заряд на пластинах конденсатора колебательного контура из меняется с течением времени в соответствии с уравнением q = 0,01 cos(40ni). Чему равен период колебаний напряжения? 3. Колебания напряжения на конденсаторе в цепи переменного то ка описывается уравнением: и = 50cos(100ji£)> где все величины выражены в СИ. Ёмкость конденсатора равна 2 мкФ. Определите заряд конденсатора через Т / 6 после начала колебаний. 72 Самостоятельные работы СР-29. Свободные электромагнитные колебания. Закон сохранения энергии ВАРИАНТ № 1 1. В колебательном контуре, состоящем из конденсатора, катушки индуктивностью 0,01 Гн и ключа, после замыкания ключа воз никают электромагнитные колебания, причём максимальная си ла тока в катушке составляет 4 А. Чему равно максимальное значение электрического поля в конденсаторе в ходе колебаний? 2. В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе 2 В. Определите напряжение на конденсаторе в тот момент, когда сила тока будет 3 мА. 3. Заряд конденсатора идеального колебательного контура, состоя щего из катушки индуктивностью 25 мкГн и конденсатора, при свободных колебаниях меняется по закону q = 10"4sin(2 • 103 t), где все величины выражены в СИ. Определите максимальную энергию конденсатора. ВАРИАНТ № 2 1. В идеальном электрическом колебательном контуре ёмкость кон денсатора 2 мкФ, а амплитуда напряжения на нём 10 В. Опреде лите максимальное значение энергии магнитного поля катушки. 2. Максимальный заряд конденсатора в колебательном контуре 6 мкКл. Индуктивность катушки 3 мГн, электроёмкость конден сатора 2 мкФ. В некоторый момент времени сила тока в колеба тельном контуре равна 0,024 А. Определите заряд на конденса торе в этот момент времени. 3. Определите период электромагнитных колебаний в колебатель ном контуре, если амплитуда силы тока равна 1п, а амплитуда электрического заряда на пластинах конденсатора qm. 73 Электромагнитные колебания и волны СР-30. Вынужденные электромагнитные колебания. Резонанс ВАРИАНТ № 1 1. Почему свободные электромагнитные колебания со временем за тухают? 2. Какие изменения амплитуды тока происходят при резонансе? 3. На рисунке представлен график зависимости амплитуды силы то ка вынужденных колебаний от частоты v вынуждающей ЭДС. При какой частоте происходит резонанс? ВАРИАНТ № 2 1. При каком условии наблюдается резонанс в электрических цепях? 2. Приведите примеры полезного использования резонанса в элек трических цепях. 3. На рисунке представлен график зависимости амплитуды силы тока вынужденных колебаний от часто ты v вынуждающей ЭДС. Опреде лите амплитуду колебаний при ре зонансе. 74 Самостоятельные работы СР-31. Переменный ток ВАРИАНТ № 1 1. Амплитуда колебаний напряжения на участке цепи переменного тока равна 50 В. Чему равно действующее значение напряжения на этом участке цепи? 2. Ёмкость конденсатора, включённого в цепь переменного тока, равна 2 мкФ. Уравнение колебаний напряжения на конденсаторе имеет вид: и = 75cos(2 • 103f), где все величины выражены в СИ. Определите амплитуду силы тока. 3. Индуктивность катушки равна 0,5 Гн. Уравнение колебаний силы тока в ней имеет вид: i = 0,8 cos(12,57if), где все величи ны выражены в СИ. Определите амплитуду напряжения на ка тушке. ВАРИАНТ № 2 1. Действующее значение силы тока в цепи переменного тока равно 5 А. Чему равна амплитуда колебаний силы тока в цепи? 2. Напряжение на конденсаторе в цепи переменного тока меняется с циклической частотой со = 4000 с-1. Амплитуда колебаний на пряжения и силы тока равны соответственно Um = 200 В и 1т — 4 А. Найдите ёмкость конденсатора. 3. Напряжение на выходных клеммах генератора меняется по за кону и = 280cos(100£). Определите действующее значение силы тока, если индуктивность катушки 0,25 Гн. 75 Электромагнитные колебания и волны СР-32. Производство, передача и потребление электрической энергии. Трансформатор ВАРИАНТ № 1 1. Каково основное назначение электрогенератора на ГЭС? 2. Какие проблемы возникают при передаче электрической энергии? 3. Трансформатор понижает напряжение с 240 В до 120 В. Опреде лите число витков во вторичной катушке трансформатора, если первичная катушка содержит 80 витков. ВАРИАНТ № 2 1. Каким образом электрическая энергия от электростанции пере дается к потребителям? 2. Для чего около электростанций устанавливают повышающий напряжение трансформатор? 3. Трансформатор понижает напряжение с 240 В до 12 В. Во сколько раз действующее значение силы тока в первичной ка тушке отличается от действующего значения силы тока во вто ричной? 76 Самостоятельные работы СР-33. Электромагнитные волны. Длина волны ВАРИАНТ № 1 1. Что является источником электромагнитных волн? 2. Радиостанция работает на частоте 60 МГц. Найдите длину элек тромагнитных волн, излучаемых антенной радиостанции. Ско рость распространения электромагнитных волн с = 3 • 108 м/с. 3. Колебательный контур радиоприёмника содержит конденсатор, ёмкость которого 10 нФ. Какой должна быть индуктивность контура, чтобы обеспечить приём волны длиной 300 м? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 • 108 м/с. ВАРИАНТ № 2 1. Назовите учёного, который теоретически предсказал существо вание электромагнитных волн. 2. Чему равна длина электромагнитной волны, распространяющей ся в воздухе, если период колебаний 0,01 мкс? Скорость распро странения электромагнитных волн с — 3 ■ 108 м/с. 3. Электрический колебательный контур радиоприёмника содержит катушку индуктивностью 10 мГн и два параллельно соединен ных конденсатора, ёмкости которых равны 360 пФ и 40 пФ. На какую длину волны настроен контур? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 • 108 м/с. 77 Электромагнитные колебания и волны СР-34. Различные виды электромагнитных излучений и их практическое применение ВАРИАНТ № 1 1. По какому принципу построена шкала электромагнитных волн? 2. У какого света больше частота — у жёлтого или зелёного? 3. Что является источником ультрафиолетовых волн? Где они ис пользуются? ВАРИАНТ № 2 1. Перечислите диапазоны электромагнитных волн в порядке воз растания частоты. 2. Что является источником инфракрасных волн? Где они исполь зуются? 3. Какое излучение используется в медицине, благодаря своей про никающей способности? 78 Контрольная работа КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ВАРИАНТ № 1 А1. В уравнении гармонического колебания q = qm cos(at + ф0) величина, стоящая под знаком косинуса, называется 1) фазой 3) амплитудой заряда 2) начальной фазой 4) циклической частотой А2. На рисунке показан график зависимости силы тока в ме таллическом проводнике от времени. Определите частоту колебаний тока. АЗ. Как изменится период собственных электромагнитных колебаний в контуре (см. рис.), если ключ К перевести из положения 1 в положение 2? 1) Уменьшится в 2 раза 2) Увеличится в 2 раза 3) Уменьшится в 4 раза 4) Увеличится в 4 раза Электромагнитные колебания и волны А4. По участку цепи с сопротивлением R течёт переменный ток, меняющийся по гармоническому закону. В некото рый момент времени действующее значение напряжения на этом участке уменьшили в 2 раза, а его сопротивление уменьшили в 4 раза. При этом мощность тока 1) уменьшится в 4 раза 2) уменьшится в 8 раз 3) не изменится 4) увеличится в 2 раза А5. Сила тока в первичной обмотке трансформатора 0,5 А, напряжение на её концах 220 В. Сила тока во вторичной обмотке 11 А, напряжение на её концах 9,5 В. Опреде лите КПД трансформатора. 1) 105 % 3) 85 % 2) 95 % 4) 80 % В1. В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора в колебательном контуре с течением времени. t, 10_6 с 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 q, 10'6 Кл 2 1,42 0 -1,42 -2 -1,42 0 1,42 2 1,42 Вычислите ёмкость конденсатора в контуре, если индук тивность катушки равна 32 мГн. Ответ выразите в пико фарадах и округлите до десятых. В2. Колебательный контур радиопередатчика содержит кон денсатор ёмкостью 0,1 нФ и катушку индуктивностью 1 мкГн. На какой длине волны работает радиопередат чик? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 • 108 м/с. Ответ округлите до целых. С1. Определите период электромагнитных колебаний в коле бательном контуре, если амплитуда силы тока равна 1т, а амплитуда электрического заряда на пластинах кон денсатора qm.