Используя две катушки одна из которых подсоединена

ВПР Физика 9 класс, Как ответить на вопрос об экспериментальной установке?

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.

Используя две катушки одна из которых подсоединена

Задание 16. 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.

1) Да, на рис. 1 и 3 амперметр показывает ненулевые значения, следовательно, во второй катушке возникал индукционный ток.

29.09.2021 Физика 9 класс ФИ2190101-ФИ2190104 ОГЭ 2022 работа статград ответы и задания

Ответы, решения и задания для вариантов ФИ2190101, ФИ2190102, ФИ2190103, ФИ2190104 тренировочной работы №1 ОГЭ 2022 статград по физике 9 класс 2021-2022 учебный год, официальная дата проведения работы: 29.09.2021 (29 сентября 2021 год).

1-2 вариант: скачать

3-4 вариант: скачать

Ссылка для скачивания всех ответов: скачать

На выполнение тренировочной работы по физике отводится 3 часа (180 минут). Тренировочная работа включает в себя 25 заданий.

Тренировочная работа №1 ОГЭ 2022 по физике для 9 класса ФИ2190101 ФИ2190102 задания и ответы

ФИ2190103-ФИ2190104

Задания и ответы 1 варианта:

1)Установите соответствие между физическими величинами и единицами измерения этих величин. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ: 514

2)Резистор подключён к источнику постоянного напряжения. Через резистор в течение некоторого времени протекает постоянный ток. Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: U − напряжение на резисторе; I − величина силы тока, протекающего через резистор; t − время, в течение которого через резистор протекал электрический ток. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ: 31

3)После прохождения оптического прибора, закрытого на рисунке ширмой, ход лучей 1 и 2 изменился соответственно на 1′ и 2′. За ширмой находится

• 1) собирающая линза
• 2) рассеивающая линза
• 3) плоское зеркало
• 4) плоскопараллельная стеклянная пластина

Ответ: 1

5)Минутная стрелка часов в два раза длиннее секундной. Во сколько раз линейная скорость конца секундной стрелки больше линейной скорости конца минутной стрелки?

Ответ: 30

6)На рисунке представлен график зависимости ускорения a прямолинейно движущегося тела массой 1 кг от времени t. Используя данные графика, вычислите, какую работу совершит за первую секунду движения равнодействующая сила, действующая на тело. Начальная скорость тела равна нулю.

Ответ: 8

7)На рисунке приведён график зависимости температуры t твёрдого тела от отданного им количества теплоты Q при остывании. Чему равна масса охлаждаемого тела, если известно, что его удельная теплоёмкость равна 400 Дж/(кг⋅°С)?

Ответ: 5

8)Какую длину никелиновой проволоки площадью поперечного сечения 1 мм2 потребуется взять, чтобы изготовить обмотку реостата сопротивлением 80 Ом?

Ответ: 200

9)Предмет, расположенный перед плоским зеркалом, приблизили к нему так, что расстояние между предметом и его изображением уменьшилось в 2 раза. Во сколько раз уменьшилось расстояние между предметом и зеркалом?

Ответ: 2

10)Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, представленный на рисунке, определите порядковый номер химического элемента, изотоп которого образуется в результате электронного бета-распада плутония.

Ответ: 95

11)С крыши высотного здания падает сосулька определённой массы. Как во время падения сосульки будут изменяться её скорость и потенциальная энергия относительно земли? Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

• 1) увеличится
• 2) уменьшится
• 3) не изменится

12)Реостат включён в сеть постоянного напряжения (см. рисунок). Ползунок реостата перемещают вправо. Как при этом изменяются следующие физические величины: электрическое сопротивление цепи и мощность электрического тока, потребляемая реостатом? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется

13)На рисунке представлены графики зависимости смещения х от времени t при колебаниях двух математических маятников. Используя данные графиков, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите в ответе их номера.

• 1) В положении, соответствующем точке Д на графике, маятник 1 имеет максимальную скорость.
• 2) В положении, соответствующем точке Б на графике, оба маятника имеют максимальную кинетическую энергию.
• 3) Оба маятника совершают затухающие колебания.
• 4) При перемещении маятника 2 из положения, соответствующего точке А, в положение, соответствующее точке Б, кинетическая энергия маятника возрастает.
• 5) Периоды колебаний маятников совпадают.

14)Используя данные этого рисунка, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Запишите в ответе их номера. 1) Уран–238 превращается в стабильный свинец–206 с последовательным выделением восьми альфа-частиц и шести бета-частиц. 2) Самый малый период полураспада в представленной цепочке радиоактивных превращений имеет протактиний–234. 3) Самой высокой энергией обладают альфа-частицы, образуемые в результате радиоактивного распада полония–218. 4) Висмут–214 является стабильным элементом. 5) Конечным продуктом распада урана является свинец с массовым числом 206.

15)На границе воздух-стекло световой луч частично отражается, частично преломляется (см. рисунок). Угол преломления равен примерно 1) 10о 2) 15о 3) 85о 4) 90

16)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).

17)Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R2, соберите экспериментальную установку для определения электрического сопротивления резистора R2. При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,4 А. На отдельном листе: 1) нарисуйте электрическую схему эксперимента; 2) запишите формулу для расчёта электрического сопротивления; 3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,4 А; 4) запишите численное значение электрического сопротивления с точностью до десятых долей.

19)Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Укажите их номера. 1) Галактические космические лучи движутся в межзвёздном пространстве по запутанным траекториям, огибая Землю. 2) Порядок средней энергии частиц в недрах Солнца составляет примерно 10-16 Дж. 3) Порядок средней энергии частиц в недрах Солнца составляет примерно 10-10 Дж. 4) Первичные космические лучи практически не достигают Земли, так как они постепенно теряют свою энергию, подлетая к атмосфере Земли. 5) Столкновение частиц первичных космических лучей с ядрами атомов в атмосфере приводит к превращению их в потоки новых элементарных частиц, поэтому первичные космические лучи практически не достигают Земли.

20)В какие периоды солнечные космические лучи наиболее опасны для экипажей космических кораблей? Ответ поясните.

21)Когда на открытой волейбольной площадке стало жарко, спортсмены перешли в прохладный спортивный зал. Придётся ли им подкачивать мяч или, наоборот, выпускать из мяча часть воздуха? Ответ поясните.

22)К стальной магнитной стрелке сбоку поднесли стеклянную палочку, предварительно потёртую о шёлковую ткань. Как будет вести себя магнитная стрелка? Ответ поясните.

23)В калориметр, содержащий 200 г воды при температуре 85 °С, опустили алюминиевую чайную ложку массой 14 г, имевшую температуру 20 °С. Пренебрегая потерями теплоты и теплоёмкостью калориметра, найдите температуру ложки после установления теплового равновесия.

24)Ударная часть молота массой 10 т свободно падает с высоты 2,5 м на стальную деталь. Какую массу имеет стальная деталь, если после 32 ударов она нагрелась на 20 °С? На нагревание детали расходуется 25% энергии молота.

25)Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 Ом поместили в сосуд, содержащий воду массой 1,2 кг при температуре 20 °С, и включили в сеть напряжением 220 В. Через 20 минут кипятильник выключили. До какой температуры нагрелась вода? Теплоёмкостью сосуда можно пренебречь, считать, что КПД кипятильника 100%.

Задания и ответы 2 варианта:

1)Установите соответствие между физическими величинами и единицами измерения этих величин. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ: 412

2)Цилиндрический проводник подключён к источнику постоянного напряжения. Через этот проводник в течение некоторого времени протекает постоянный электрический ток. Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: U − напряжение на проводнике; q − заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t; t − время, в течение которого через проводник протекал электрический ток. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ: 14

3)После прохождения оптического прибора, закрытого на рисунке ширмой, ход лучей 1 и 2 изменился соответственно на 1′ и 2′. За ширмой находится 1) собирающая линза 2) рассеивающая линза 3) плоское зеркало 4) плоскопараллельная стеклянная пластина

Ответ: 2

5)Минутная стрелка часов в полтора раза короче секундной. Во сколько раз линейная скорость конца секундной стрелки больше линейной скорости конца минутной стрелки?

Ответ: 90

6)На рисунке представлен график зависимости ускорения a прямолинейно движущегося тела массой 0,2 кг от времени t. Используя данные графика, вычислите, какую работу совершит за первые две секунды движения равнодействующая сила, действующая на тело. Начальная скорость тела равна нулю.

Ответ: 6,4

7)На рисунке приведён график зависимости температуры t твёрдого тела массой 2,5 кг от полученного им количества теплоты Q при нагревании. Чему равна удельная теплоёмкость этого тела?

Ответ: 2000

8)Найдите, чему равна площадь поперечного сечения медного трамвайного провода длиной 10 км, имеющего сопротивление 2,62 Ом. Ответ округлите до целого числа.

Ответ: 65

9)Предмет, расположенный перед плоским зеркалом, удалили от него так, что расстояние между предметом и его изображением увеличилось в 4 раза. Во сколько раз увеличилось расстояние между предметом и зеркалом?

Ответ: 4

10)Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, представленный на рисунке, определите порядковый номер химического элемента, изотоп которого образуется в результате бета-распада ядра нептуния.

Ответ: 94

11)С крыши высотного здания падает сосулька определённой массы. Как во время падения сосульки будут изменяться её ускорение и кинетическая энергия? Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится

12)Реостат включён в сеть постоянного напряжения (см. рисунок). Ползунок реостата перемещают влево. Как при этом изменяются следующие физические величины: электрическое сопротивление цепи и сила электрического тока в реостате?

17)Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R3, соберите экспериментальную установку для определения электрического сопротивления резистора R3. При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,5 А. На отдельном листе: 1) нарисуйте электрическую схему эксперимента; 2) запишите формулу для расчёта электрического сопротивления; 3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,5 А; 4) запишите численное значение электрического сопротивления с точностью до десятых долей.

19)Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Укажите их номера. 1) В центре Солнца температура достигает значения 2 000 000 градусов Цельсия. 2) Средняя температура фотосферы – всего 6000 градусов Цельсия. 3) Фотосфера – самый верхний слой атмосферы Солнца. 4) Основными составляющими солнечного ветра являются протоны и электроны. 5) Солнечная корона простирается на 15 тыс. км за орбиту Земли.

20)Когда с Земли можно увидеть солнечную корону? Ответ поясните.

21)Нагретая медицинская банка после прикладывания к телу человека «присасывается» к нему. Почему? Ответ поясните.

22)К стальной магнитной стрелке сбоку поднесли пластмассовую палочку, предварительно потёртую о шерсть. Как будет вести себя магнитная стрелка? Ответ поясните.

23)В калориметр, содержащий 200 г воды при температуре 90 °С, опустили стальную чайную ложку массой 25 г, лежавшую до этого на столе в комнате. После установления теплового равновесия вода в калориметре охладилась до 89 °С. Пренебрегая потерями теплоты и теплоёмкостью калориметра, определите, чему была равна температура ложки до того, как её опустили в калориметр.

24)Гиря падает на землю, ударяется о препятствие и нагревается от 30°С до 100°С. Чему была равна скорость гири перед ударом? Считать, что всё количество теплоты, выделяемое при ударе, поглощается гирей. Удельная теплоёмкость вещества, из которого изготовлена гиря, равна 140 Дж/(кг⋅°С).

25)Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 16 Ом поместили в сосуд, содержащий воду массой 0,21 кг при температуре 17 °С, и включили в сеть напряжением 36 В. Через 4 минуты кипятильник выключили. До какой температуры нагрелась вода? Теплоёмкостью сосуда можно пренебречь, считать, что КПД кипятильника 100%.

Какую сторону движется магнит указанный на рисунке

При внесении магнита в катушку, замкнутую на гальванометр, в ней возникает индукционный ток. Направление тока в катушке зависит

Варианты ответов

• от скорости движения магнита
• от того, каким полюсом вносят магнит в катушку
• от числа витков в катушке
• от чувствительности гальванометра

Вопрос 2

Опыт по демонстрации правила Ленца проводится со сплошным кольцом, а не с разрезанным, так как

Варианты ответов

• Сплошное кольцо сделано из стали, а разрезанное из алюминия
• Сплошное кольцо сделано из алюминия, а разрезанное из стали
• В сплошном кольце не возникает вихревое электрическое поле, а в разрезанном возникает
• В сплошном кольце возникает индукционный ток, а в разрезанном нет

Вопрос 3

При каком условии в замкнутом контуре возникает индукционный ток?

Варианты ответов

• При наличии переменного магнитного поля
• При наличии магнитного поля
• При отсутствии магнитного поля
• Среди ответов нет правильного

Вопрос 4

Как определяется направление индукционного тока, возникающего в прямолинейном проводнике?

Варианты ответов

• По правилу левой руки
• По правилу правой руки
• По правилу буравчика
• Среди ответов нет правильного

Вопрос 5

Кто открыл явление электромагнитной индукции?

Варианты ответов

• X. Эрстед
• Ш. Кулон
• А. Вольта
• М. Фарадей

Вопрос 6

Выводы катушки из медного провода присоединены к чувствительному гальванометру. В каком из перечисленных опытов гальванометр обнаружит возникновение электромагнитной индукции в катушке?
1) В катушку вставляется постоянный магнит.
2) Из катушки вынимается постоянный магнит.
3) Постоянный магнит вращается вокруг своей продоль­ной оси внутри катушки.

Варианты ответов

• В катушку вставляется постоянный магнит.
• Из катушки вынимается постоянный магнит
• Постоянный магнит вращается вокруг своей продоль­ной оси

Вопрос 7

В какую сторону движется магнит, указанный на рисунке?

Вопрос 8

Вторичные мгновенные токи, вызываемые влиянием первичных, были названы

Вопрос 9

В какую сторону происходит движение магнита?

Варианты ответов

• влево
• вправо
• верх
• низ

Вопрос 10

Кто из учёных обнаружил, что возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток. (Запишите только фамилию)

Постоянный магнит

Постоянным магнитом называется тело, обладающее собственным постоянным магнитным полем. Классический школьный магнит — параллелепипед, каждая из половин которого выкрашена в свой цвет (синий и красный). Такое цветовое решение не случайно: для любого магнита характерно наличие двух полюсов (концов): южный (S, красный) и северный (N, синий).

Визуализируем (рис. 1):

В школе проводят эксперимент с магнитной стрелкой. Сама магнитная стрелка представляет собой малый магнит установленный на подставке с тонкой иголкой, которая позволяет стрелке свободно вращаться. Тогда, если установить несколько магнитных стрелок вокруг основного магнита, они будут ориентированы по-разному (рис. 2).

Рис. 2. Магнитная стрелка в поле постоянного магнита

Ориентация стрелок зависит от их положения относительно магнита и магнитного поля этого источника. Мы можем ввести гипотетические гладкие линии, которые проходят через магнитные стрелки вдоль острия стрелок (рис. 3).

Рис. 3. Визуализация магнитного поля

Данные гипотетические линии назовём линиями магнитной индукции. Линии магнитной индукции замкнуты внутри магнита. Договоримся, что они начинаются на северном полюсе магнита (N) и заканчиваются на южном (S) (рис. 4).

Рис. 4. Поле постоянного магнита

Линии магнитной индукции на рисунке обладают некоторой информативностью: чем больше плотность линий в единице площади, тем сильнее магнитное поле (рис. 5).

Рис. 5. Поле постоянного магнита (плотность)

Выберем одинаковые по площади прямоугольники (зелёный и розовый) в различных точках магнитного поля. Заметно, что количество линий и их «густота» в зелёном прямоугольнике выше, чем в розовом. Это значит, что магнитное поле в зелёном прямоугольнике сильнее, чем в розовом.

Для математического описания величины поля используется вектор магнитной индукции.

2.12. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея

Если замкнутый контур поместить в магнитное поле, то говорит, что контур в магнитном поле пронизывается определённым магнитным потоком Ф, или потоком вектора магнитной индукции. Магнитный поток зависит от модуля вектора магнитной индукции, площади контура и его ориентации в пространстве по отношению к линиям магнитной индукции. Соответственно, при изменении любого из этих параметров, магнитный поток, пронизывающий контур, будет изменяться.

29 августа 1831 года Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции. Оно заключается в том, что при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего площадь, ограниченную замкнутым проводником, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий в течение всего процесса изменения магнитного потока.

Индукционный ток наблюдают в катушке замкнутой на гальванометр следующих случаях:

1. при взаимном движении магнита и катушки относительно друг друга;
2. при взаимном перемещении катушки и электромагнита относительно друг друга;
3. при замыкании и размыкании цепи электромагнита;
4. при регулировании силы тока в цепи электромагнита;
5. при перемещении сердечника электромагнита, вставленного в катушку.

Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток.

Решение заданий Открытого банка заданий ФИПИ

1. Две катушки надеты на железный сердечник (см. рис. 1). Через первую катушку протекает электрический ток (график зависимости силы тока от времени представлен на рис. 2). Вторая катушка замкнута на гальванометр.

Рис. 1	Рис. 2

Используя текст и рисунки, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) Заряд, прошедший через первую катушку в интервале времени от t₁ до t₂, равен нулю.
2) Индукционный ток, возникающий в катушке 2 в интервале времени от t₁ до t₂, имеет наибольшее значение.
3) В течение всего времени наблюдения (от 0 до t₃) в катушке 1 отсутствует магнитное поле.
4) В интервале времени от t₂ до t₃ магнитное поле в катушках не меняется.
5) В течение всего времени наблюдения (от 0 до t₃) в катушке 2 протекает индукционный ток.

Утверждение 1 — не верно. В интервале времени от t₁ до t₂, по первой катушке протекает электрический ток, значит через нее прошел некоторый электрический заряд;

Утверждение 2 — верно. Поскольку в другие моменты времени индукционный ток в первой катушке вообще не существовал, т.е. $I=0$;

Утверждение 3 — не верно. В интервале времени от t₁ до t₂ в первой катушке существовал индукционный ток, значит существовало и магнитное поле;

Утверждение 4 — верно. В первой катушке магнитного поля вообще нет, поэтому оно не меняется. Сила тока во второй катушке меняется в интервале времени от t₂ до t₃, значит ее магнитное поле неизменно;

Утверждение 5 — не верно. В катушке 2 индукционный ток возникает только при изменении силы тока в ней (явление самоиндукции), т.е. в интервале времени от t₁ до t₂.

Ответ: 24

2. Постоянный магнит вносят в катушку, замкнутую на гальванометр (см. рисунок).

Если вносить магнит в катушку с большей скоростью, то показания гальванометра будут примерно соответствовать рисунку

Наблюдения показывают, что сила индукционного тока, а значит и угол отклонения стрелки гальванометра, тем больше, чем быстрее изменяется магнитный поток, пронизывающий контур. Если вносить магнит в катушку с большей скоростью, то гальванометр зафиксирует больший ток. Поскольку в задании подразумевается, что магнит вносят тем же полюсом, то и стрелка будет отклоняться в ту же сторону.

Ответ: 3

3. В первом случае магнит вносят в эбонитовое сплошное кольцо, а во втором случае – в медное кольцо с разрезом (см. рисунок).

1) возникает только в эбонитовом кольце
2) возникает только в медном кольце
3) возникает в обоих кольцах
4) не возникает ни в одном из колец

В эбонитовом кольце ток не может возникнуть, поскольку эбонит — диэлектрик. Во втором случае ток, также не возникает, поскольку кольцо не замкнуто.

Ответ: 4

4. Две катушки надеты на железный сердечник (см. рис. 1). Через первую катушку протекает электрический ток (график зависимости силы тока от времени представлен на рис. 2). Вторая катушка замкнута на гальванометр.

Рис. 1	Рис. 2

Используя текст и рисунки, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) Заряд, прошедший через первую катушку в интервале времени от 0 до 40 с, равен 120 Кл.
2) Индукционный ток, возникающий в катушке 2 в интервале времени от 0 до 40 с, имеет наибольшее значение.
3) В течение всего времени наблюдения (от 0 до 120 с) в катушках существует магнитное поле.
4) В течение всего времени наблюдения (от 0 до 120 с) в катушке 2 протекает индукционный ток.
5) Заряд, прошедший через вторую катушку в интервале времени от 0 до 40 с, равен 80 Кл.

Утверждение 1 — верно. В интервале времени от 0 до 40 с, по первой катушке протекает электрический ток силой 3 А, значит через нее прошел электрический заряд

$q=3 \cdot 40=120$ Кл.

Утверждение 2 — не верно. В указанном интервале времени индукционный ток во второй катушке вообще не возникает, т.к. сила тока в первой катушке не меняется, что не вызывает изменение ее магнитного поля, а значит и не изменяется магнитный поток, пронизывающий вторую катушку;

Утверждение 3 — верно. Магнитное поле существует, пока по первой катушке течет ток. Катушки соединены общим железным сердечником, поэтому магнитное поле первой катушки будет пронизывать и вторую;

Утверждение 4 — не верно. Во второй катушке индукционный ток существует только тогда, когда изменяется сила тока в первой катушке, т.е. не всегда;

Утверждение 5 — не верно. В указанный интервал времени индукционного тока не было, значит и прошедший заряд равен нулю.

Ответ: 13

5. Внутри катушки, соединенной с гальванометром, находится малая катушка, подключенная к источнику постоянного тока. В каком(-их) из перечисленных опытов гальванометр зафиксирует индукционный ток?

А. В малой катушке выключают электрический ток.
Б. Малую катушку вынимают из большой.

1) только в опыте А
2) только в опыте Б
3) в обоих опытах
4) ни в одном из опытов

В то время, когда будет изменяться магнитное поле первой катушки, т.е. в моменты включения тока или при движении катушки с током относительно большой гальванометр будет фиксировать наличие индукционного тока.

Ответ: 3

6. В катушку, соединённую с гальванометром, вносят магнит. Сила индукционного тока зависит

А. от скорости перемещения магнита
Б. от того, каким полюсом вносят магнит в катушку

Правильным ответом является

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока, поэтому будет определяться скоростью перемещения магнита. От от того, каким полюсом вносят магнит в катушку зависит направление индукционного тока.

Ответ: 1

7. 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 в таблице.

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.

Утверждение 1 — не верно. В указанных опытах использовалась одна и та же катушка, поэтому данное утверждение проверить нельзя;

Утверждение 2 — верно. В обоих опытах при движении магнита относительно катушки изменялся магнитный поток, пронизывающий ее. При этом гальванометр фиксировал наличие индукционного тока;

Утверждение 3 — верно. При внесении магнита в катушку во втором случае гальванометр зафиксировал больший ток. При большей скорости магнита, магнитный поток изменяется быстрее;

Утверждение 4 — не верно. В указанных опытах магнитный поток только увеличивался;

Утверждение 5 — не верно. В указанных опытах магнит вносили северным полюсом, направление линий не менялось.

Ответ: 23

8. Кольцо из медной проволоки быстро вращается между полюсами сильного магнита (см. рисунок). Будет ли происходить нагревание кольца? Ответ поясните.

Ответ: при вращении кольца будет наблюдаться его нагревание.

Пояснение. При вращении кольца между полюсами магнита, магнитный поток, пронизывающий кольцо будет изменяться, поэтому в кольце будет возникать индукционный ток. При протекании индукционного тока по кольцу, в нем будет выделяться тепло, согласно закону Джоуля-Ленца.

9. Проводник, замкнутый на гальванометр, перемещается в магнитном поле подковообразного магнита перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Индукционный ток в этом проводнике возникнет, если

А. проводник вносят в магнитное поле.
Б. проводник выносят из магнитного поля.

Верным(-и) является(-ются) утверждение(-я)

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

Магнитное поле подковообразного магнита является неоднородным, поэтому при внесении в него проводника и, напротив, при выходе проводника из магнитного поля магнита, магнитный поток будет изменяться, значит в обоих случаях в проводнике возникнет индукционный ток.

Ответ: 3

10. В большую катушку, замкнутую на гальванометр, вставлена малая катушка, соединённая с источником тока. Зависимость силы тока I в малой катушке от времени t показана на графике. В какой(-ие) промежуток(-ки) времени в большой катушке возникает индукционный ток?

1) только 0–1
2) только 2–3
3) только 0–1 и 2–3
4) 0–3

Индукционный ток будет возникать в том случае, когда изменяется магнитное поле малой катушки. Изменение магнитного поля малой катушки будет обусловлено изменением силы тока в ней. Это происходит в моменты времени 0–1 и 2–3, значит индукционный ток будет также возникать только в эти моменты времени.

Ответ: 3

11. В первом случае магнит вносят в стальное сплошное кольцо, а во втором случае – в медное кольцо с разрезом (см. рисунок).

1) возникает только в стальном кольце
2) возникает только в медном кольце
3) возникает в обоих кольцах
4) не возникает ни в одном из колец

Оба кольца металлические, т.е. материалом являются проводники, но второе кольцо не замкнуто, значит в нем индукционный ток возникать не будет.

Ответ: 1

12. В каком(-их) из перечисленных опытов в металлическом кольце возникает индукционный ток:

А. В кольцо вдвигают постоянный магнит.
Б. Из кольца выдвигают постоянный магнит.

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

Оба кольца металлические, т.е. материалом являются проводники, но второе кольцо не замкнуто, значит в нем индукционный ток возникать не будет.

Ответ: 1

13. Как можно изменить направление индукционного тока в катушке, замкнутой на гальванометр, при перемещении в ней постоянного магнита?

1) увеличив скорость перемещения магнита
2) усилив магнитное поле постоянного магнита
3) увеличив число витков провода в катушке
4) изменив направление движения магнита

Изменение направления индукционного тока связано либо с изменением направления линий магнитного поля при перемещении магнита относительно катушки, либо с изменением характером изменения магнитного потока. Например, ток меняет свое направление, если сначала магнитный поток увеличивался, а затем уменьшается. Этого можно достигнуть, изменив направление движения магнита.

Ответ: 4

14. Алюминиевое кольцо с разрезом поднимают над полосовым магнитом, а такое же, но сплошное кольцо смещают вправо (см. рисунок). При этом индукционный ток

1) возникает только в первом кольце
2) возникает только во втором кольце
3) возникает и в первом, и во втором кольце
4) не возникает ни в первом, ни во втором кольце

Верхнее кольцо не замкнуто, в нем индукционный ток возникать не будет. Во втором кольце индукционный ток возникать будет, т.к. при его удалении от магнита, магнитный поток, пронизывающий кольцо, будет уменьшаться, а при любом изменении магнитного потока в замкнутом контуре возникает индукционный ток.

Ответ: 2

15. В катушку, соединенную с гальванометром, вносят магнит. Направление индукционного тока зависит

А. от скорости перемещения магнита
Б. от того, каким полюсом вносят магнит в катушку

Правильным ответом является

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

От скорости изменения магнитного потока зависит сила индукционного тока, поэтому она будет определяться скоростью перемещения магнита. Направление индукционного тока зависит от направления линий магнитного поля магнита, т.е. от от того, каким полюсом вносят магнит в катушку.

Ответ: 2

16. На демонстрационном столе находятся следующие приборы и оборудование:

А) катушка электромагнита (без сердечника)
Б) гальванометр
В) полосовой магнит
Г) источник тока
Д) вольтметр

Что из указанного необходимо взять, чтобы продемонстрировать явление электромагнитной индукции?

1) А, Б и В
2) А, В и Г
3) А, Б, В и Г
4) А, Б, В, Г и Д

Для демонстрации явления электромагнитной индукции необходим замкнутый контур — катушка электромагнита (без сердечника), прибор для регистрации возникающего тока — гальванометр и источник магнитного поля — магнит.

17. 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).

Рис. 1
Рис. 2

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 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.

Утверждение 1 — не верно. В электрический ток будет существовать в первой катушке пока замкнут ключ;

Утверждение 2 — не верно. В данных опытах не исследовалась скорость изменения магнитного потока;

Утверждение 3 — верно. В моменты замыкания и размыкания цепи магнитное поле первой катушки меняется, в это же время во второй катушке возникает ток. Если сила тока в первой катушке не меняется и вместе с ней не меняется магнитное поле катушки, то во второй катушке ток не возникает;

Утверждение 4 — верно. В момент замыкания и размыкания (возрастания и убывания магнитного потока) направление тока во второй катушке было разным;

Утверждение 5 — не верно. В указанных опытах среда не менялась.

Ответ: 34

18. 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) 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 или выносят магнит из катушки.
5) Величина индукционного тока зависит от магнитных свойств магнита.

Утверждение 1 — не верно. Во всех опытах катушка была одинаковой;

Утверждение 2 — не верно. В данных опытах ничего не говорится о скорости движения магнита, величина тока была одинаковой, разным было направление;

Утверждение 3 — верно. Когда магнит неподвижен относительно катушки, ток в катушке не возникает;

Утверждение 4 — верно. При внесении магнита в катушку, стрелка гальванометра отклоняется вправо, а тогда, когда вынимают магнит — влево;

Утверждение 5 — не верно. В указанных опытах ничего не говорится о магнитных свойствах магнита.

Ответ: 34

19. 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.

Утверждение 1 — не верно. Во всех опытах катушка была одинаковой;

Утверждение 2 — не верно. В данных опытах ничего не говорится о скорости движения магнита, величина тока была одинаковой, разным было направление тока;

Утверждение 3 — верно. Когда магнит неподвижен относительно катушки, ток в катушке не возникает;

Утверждение 4 — верно. При внесении магнита в катушку, стрелка гальванометра отклоняется вправо, а тогда, когда вынимают магнит — влево;

Утверждение 5 — не верно. В указанных опытах ничего не говорится о магнитных свойствах магнита.

Ответ: 34

20. На рисунке показана схема установки для демонстрации явления электромагнитной индукции. Она состоит из намотанной на полый каркас проволочной катушки, выводы которой подсоединены к амперметру, и закреплённого над ней постоянного магнита.

Проводятся следующие опыты:

I. катушку удаляют от магнита;
II. катушку приближают к магниту;
III. катушку поворачивают на 90°, относительно горизонтальной оси.

В каком опыте можно продемонстрировать явление электромагнитной индукции?

1) Только в первом.
2) Только во втором.
3) Только в третьем.
4) Во всех трёх.

В первом опыте при удалении катушки от магнита, магнитное поле ослабевает — магнитный поток уменьшается, значит, индукционный ток возникает. Во втором опыте при приближении катушки к магниту, магнитное поле усиливается — магнитный поток увеличивается, значит, индукционный ток возникает. В третьем опыте изменение магнитного потока происходит за счет изменения числа линий магнитного поля, пронизывающих катушку при ее повороте, т.е. в третьем опыте индукционный ток также возникает.

Ответ: 4

21. Один раз кольцо падает на стоящий вертикально полосовой магнит так, что надевается на него, второй раз так, что пролетает мимо него. Плоскость кольца в обоих случаях горизонтальна. 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

Магнитное поле полосового магнита неоднородно. Поэтому при движении колец в обоих случаях будет происходить изменение магнитного потока, т.е. индукционный ток будет возникать и в первом, и во втором случае.

Ответ: 1

22. При внесении южного полюса магнита в катушку амперметр фиксирует возникновение индукционного тока. Что необходимо сделать, чтобы увеличить силу индукционного тока?

1) увеличить скорость внесения магнита
2) вносить в катушку магнит северным полюсом
3) изменить полярность подключения амперметра
4) взять амперметр с меньшей ценой деления

Величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока. Магнитный поток будет изменяться быстрее, если магнить вдвигать быстрее.

Ответ: 1

25. Магнит выводят из кольца и в нем возникает индукционный ток, направление которого показано на рисунке. Какой полюс магнита ближе к кольцу?

1) северный
2) южный
3) положительный
4) отрицательный

Согласно правилу Ленца, индукционный ток направлен так, чтобы компенсировать изменение магнитного потока, в данном случае магнитный поток убывает, значит линии магнитного поля направлены также как и линии магнитного поля магнита. По правилу правой руки определяем, что линии магнитного поля индукционного тока направлены влево, т.е. линии магнитного поля также направлены влево. Как известно, линии магнитного поля постоянного магнита направлены от северного полюса к южному, значит ближайший к кольцу полюс — северный.

Ответ: 1

26. В каком случае колебания стрелки компаса затухают быстрее: если корпус компаса изготовлен из стали или из дерева? Ответ поясните.

Ответ: в случае стального корпуса затухание будет проходить быстрее.

Пояснение. При колебаниях магнитной стрелки в проводящем корпусе (в данном случае, стальном) будет возникать индукционный ток. Магнитное поле индукционного тока будет взаимодействовать с магнитной стрелкой, замедляя её движение.

Скачать файл с заданиями открытого банка ФИПИ Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея

Явление электромагнитной индукции

Вокруг электрического тока всегда существует магнитное поле. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.

Но если электрический ток, как говорят, «создаёт» магнитное поле, то не существует ли обратного явления? Нельзя ли с помощью магнитного поля «создать» электрический ток?

Такую задачу в начале XIX в. пытались решить многие учёные. Поставил её перед собой и английский учёный Майкл Фарадей. «Превратить магнетизм в электричество» — так записал в своём дневнике эту задачу Фарадей в 1821 г. Почти 10 лет упорной работы потребовалось учёному для её решения.

Майкл Фарадей (1791—1867)
Английский физик. Открыл явление электромагнитной индукции, экстратоки при замыкании и размыкании

Чтобы понять, как Фарадею удалось «превратить магнетизм в электричество», выполним некоторые опыты Фарадея, используя современные приборы.

На рисунке а показано, что если в катушку, замкнутую на гальванометр, вдвигается магнит, то стрелка гальванометра при этом отклоняется, указывая на появление индукционного (наведённого) тока в цепи катушки. Индукционный ток в проводнике представляет собой такое же упорядоченное движение электронов, как и ток, полученный от гальванического элемента или аккумулятора. Название «индукционный» указывает только на причину его возникновения.

Рис. Возникновение индукционного тока при движении магнита и катушки относительно друг друга

При извлечении магнита из катушки снова наблюдается отклонение стрелки гальванометра, но в противоположную сторону, что указывает на возникновение в катушке тока противоположного направления.

Как только движение магнита относительно катушки прекращается, прекращается и ток. Следовательно, ток в цепи катушки существует только во время движения магнита относительно катушки.

Опыт можно изменить. На неподвижный магнит будем надевать катушку и снимать её (рис. б). И опять можно обнаружить, что во время движения катушки относительно магнита в цепи снова появляется ток.

На рисунке изображена катушка А, включённая в цепь источника тока. Эта катушка вставлена в другую катушку С, подключённую к гальванометру. При замыкании и размыкании цепи катушки А в катушке С возникает индукционный ток.

Рис. Возникновение индукционного тока при замыкании и размыкании электрической цепи

Можно вызвать появление индукционного тока в катушке С и путём изменения силы тока в катушке А или движением этих катушек относительно друг друга.

Проделаем ещё один опыт. Поместим в магнитное поле плоский контур из проводника, концы которого соединим с гальванометром (рис. а). При повороте контура гальванометр отмечает появление в нём индукционного тока. Ток будет появляться и в том случае, если рядом с контуром или внутри него вращать магнит (рис б).

Рис. При вращении контура в магнитном поле(магнита относительно контура) изменение магнитного потока приводит к возникновению индукционного тока

Во всех рассмотренных опытах индукционный ток возникал при изменении магнитного потока, пронизывающего охваченную проводником площадь.

В случаях, изображённых на рисунках, магнитный поток менялся за счёт изменения индукции магнитного поля. Действительно, при движении магнита и катушки относительно друг друга катушка попадала в области поля с большей или меньшей магнитной индукцией (так как поле магнита неоднородное). При замыкании и размыкании цепи катушки А индукция создаваемого этой катушкой магнитного поля менялась за счёт изменения силы тока в ней.

При вращении проволочного контура в магнитном поле или магнита относительно контура магнитный поток менялся за счёт изменения ориентации этого контура по отношению к линиям магнитной индукции.

• при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего площадь, ограниченную замкнутым проводником, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий в течение всего процесса изменения магнитного потока

В этом и заключается явление электромагнитной индукции.

Открытие электромагнитной индукции принадлежит к числу самых замечательных научных достижений первой половины XIX в. Оно вызвало появление и бурное развитие электротехники и радиотехники.

На основании явления электромагнитной индукции были созданы мощные генераторы электрической энергии, в разработке которых принимали участие учёные и техники разных стран. Среди них были и наши соотечественники: Эмилий Христианович Ленц, Борис Семёнович Якоби, Михаил Иосифович Доливо-Добровольский и другие, внёсшие большой вклад в развитие электротехники.

Правило Ленца. Опыт, демонстрирующий правило Ленца

Направление индукционного тока в контуре определяется правилом Ленца. Это правило устанавливается при помощи следующего опыта. Имеется два алюминиевых кольца, соединенных алюминиевой перекладиной. Одно из этих колец имеет разрез (не замкнутое), второе кольцо сплошное. Перекладина установлена на острие иглы, которая закреплена на подставке. Приближаем магнит к кольцу, имеющему разрез, – видно, что с системой ничего не происходит. При приближении магнита к замкнутому концу, система начинает поворачиваться (кольцо отталкивается от полюса магнита) (см. Рис. 1). Если же надеть кольцо на магнит и затем вытягивать магнит из него, то кольцо тянется за магнитом.

Рис. 1. Опыт Ленца

Приближением или удалением магнита от сплошного кольца мы меняем магнитный поток, который пронизывает площадь кольца. Согласно теории явления электромагнитной индукции, в кольце должен возникнуть индукционный электрический ток. Из опытов Ампера известно, что там, где проходит ток, возникает магнитное поле. Следовательно, замкнутое кольцо начинает вести себя как магнит. То есть происходит взаимодействие двух магнитов (постоянный магнит, который мы двигаем, и замкнутый контур с током).

Так как система не реагировала на приближение магнита к кольцу с разрезом, то можно сделать вывод, что индукционный ток в незамкнутом контуре не возникает.

Причины отталкивания или притягивания кольца к магниту

1. При приближении магнита

При приближении полюса магнита кольцо отталкивается от него. То есть оно ведет себя как магнит, у которого с нашей стороны такой же полюс, как у приближающегося магнита. Если мы приближаем северный полюс магнита, то вектор магнитной индукции кольца с индукционным током направлен в противоположную сторону относительно вектора магнитной индукции северного полюса магнита (см. Рис. 2).

Рис. 2. Приближение магнита к кольцу

2. При удалении магнита от кольца

При удалении магнита кольцо тянется за ним. Следовательно, со стороны удаляющегося магнита у кольца образовывается противоположный полюс. Вектор магнитной индукции кольца с током направлен в ту же сторону, что и вектор магнитной индукции удаляющегося магнита (см. Рис. 3).

Рис. 3. Удаление магнита от кольца

Из данного опыта можно сделать вывод, что при движении магнита кольцо ведет себя также подобно магниту, полярность которого зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий площадь кольца. Если поток возрастает, то векторы магнитной индукции кольца и магнита противоположны по направлению. Если магнитный поток сквозь кольцо уменьшается со временем, то вектор индукции магнитного поля кольца совпадает по направлению с вектором индукции магнита.

Направление индукционного тока в кольце можно определить по правилу правой руки. Если направить большой палец правой руки по направлению вектора магнитной индукции, то четыре согнутых пальца укажут направление тока в кольце (см. Рис. 4).

Рис. 4. Правило правой руки

Закон электромагнитной индукции

При изменении магнитного потока, пронизывающего контур, в контуре возникает индукционный ток такого направления, чтобы своим магнитным потоком компенсировать изменение внешнего магнитного потока.

Закон электромагнитной индукции

Если внешний магнитный поток возрастает, то индукционный ток своим магнитным полем стремится замедлить это возрастание. Если магнитный поток убывает, то индукционный ток своим магнитным полем стремится замедлить это убывание.

Эта особенность электромагнитной индукции выражается знаком «минус» в формуле ЭДС индукции.

Закон электромагнитной индукции

При изменении внешнего магнитного потока, пронизывающего контур, в контуре возникает индукционный ток. При этом значение электродвижущей силы численно равно скорости изменения магнитного потока, взятой со знаком «-».

Правило Ленца является следствием закона сохранения энергии в электромагнитных явлениях.