Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

RKepg6AKwDIB0

Uzupełnij powyższe zdanie w poprawny sposób.

Jeśli obliczamy wartość siły elektromotorycznej indukcji posługując się wzorem: $E_{i n d} = \frac{Δ Φ_{B}}{Δ t}$ , to otrzymamy wartość {chwilową} / {#średnią} SEM indukcji.

Ćwiczenie 2

R1J2Uk032W0Ab

Schemat poglądowy przedstawia prostokąt zbudowany z czterech drutów. Dwa dłuższe boki są połączone są z bokiem z lewej strony. Czwarty bok prostokąta znajdujący się z prawej strony może ślizgać się po dłuższych bokach, zmieniając rozmiar prostokąta. Do ruchomego boku prostokąta przyczepiony jest wektor prędkości, skierowany w prawo i oznaczony wektorem małe v. W obszarze między drutami narysowane są kółka z krzyżykami, oznaczone wektorem duże B. Obszar zamknięty czterema drutami ma ciemne tło, pozostałe części rysunku są na jasnym tle.

RwOELbKd3igXc

Dany jest obwód jak na rysunku. Przesuwamy poprzeczkę, której fragment będący częścią obwodu ma długość 0,2 m, z prędkością $v$ = 3 m/s. Oblicz wartość natężenia prądu płynącego w obwodzie, jeśli opór poprzeczki wynosi 5 $Ω$ , a wartość indukcji magnetycznej zastosowanego pola $B$ = 0,1 T.

Odp.: $I$ = ............ A

I = \frac{| E_{i n d} |}{R} = \frac{B l v}{R}

Ćwiczenie 3

RUTpfJvRJqKVT

Rysunek schematyczny przedstawia duży okrąg. W środku okręgu znajduje się małe kółko z krzyżykiem, obok niego duże S ze strzałką nad literą (oznaczenie wektora).

RExdAof7zyWOo

W zdaniu poniżej zaznacz poprawne uzupełnienia.

Jeśli obwód ma wektor powierzchni $\vec{S}$ (wektor prostopadły do powierzchni, którego długość równa jest jej polu), skierowany jak na rysunku, to gdy strumień indukcji przenikający tę powierzchnię maleje, to {# $E_{i n d} > 0$ } / { $E_{i n d} < 0$ } i prąd w obwodzie płynie {#zgodnie z ruchem} / {przeciwnie do ruchu} wskazówek zegara.

Ćwiczenie 4

Obwód zamknięty znajduje się w obszarze pola magnetycznego. Następnie wyciągamy obwód z tego obszaru. Robimy to szybko (przypadek a)) lub powoli (przypadek b)). Rozstrzygnij, która odpowiedź jest właściwa i zaznacz ją.

R1UVUFJ9MODlV

Rysunek schematyczny przedstawia prostokątny obszar zaznaczony ciemnym tłem, a na nim są kółka z krzyżykami, oznaczone wektorem duże B. Wewnątrz prostokątnego obszaru znajduje się prostokąt, przedstawiający obwód zamknięty. Do prawego boku prostokąta przyczepiony jest wektor skierowany w prawo.

RDxYjWZf3HaJZ

a) Całkowity ładunek $Q$ , który przepłynie w obwodzie podczas wyciągania go z obszaru pola magnetycznego

$Q_{a} > Q_{b}$
$Q_{a} = Q_{b}$
$Q_{a} < Q_{b}$

RQmJKvfKWoPxk

b) Praca $W_{z}$ wykonywana przez naszą rękę podczas wyciągania obwodu z obszaru pola magnetycznego

$W_{z a} > W_{z b}$
$W_{z a} = W_{z b}$
$W_{z a} < W_{z b}$

Gdy natężenie prądu jest stałe, to łatwo można obliczyć całkowity ładunek przepływający w obwodzie:

Q = I \cdot Δ t = \frac{| E_{i n d} |}{R} \cdot Δ t = \frac{Φ_{B 0}}{Δ t \cdot R} \cdot Δ t = \frac{Φ_{B 0}}{R} .

Jak widać całkowity ładunek przepływający przez obwód nie zależy od czasu.

Pracę obliczymy korzystając z definicji SEM indukcji:

W_{z} = | E_{i n d} | \cdot Q = \frac{Φ_{B 0}}{Δ t} \cdot Q .

Widzimy tu zależność pracy od czasu usuwania obwodu z pola magnetycznego. Jeśli czas jest krótki (szybko), to praca ma dużą wartość. Jeśli czas jest długi (powoli), to wykonywana praca jest mniejsza. Korzystamy tu z równości ładunku w obu przypadkach.

Ćwiczenie 5

R1wLY97PfCuQx

Wybierz prawidłowe zakończenie zdania. Natężenie prądu indukcyjnego ma stałą wartość, gdy strumień indukcji magnetycznej:

ma stałą wartość
rośnie jednostajnie w czasie
zmienia się sinusoidalnie w czasie
maleje jednostajnie w czasie
zmienia się proporcjonalnie do kwadratu czasu

Jeśli strumień indukcji $Φ_{B} = c o n s t$ , to znaczy, że ${Δ Φ}_{B} = 0$ , czyli SEM indukcji równa jest zero. Gdy strumień nie zmienia się, nie zachodzi zjawisko indukcji!

Ćwiczenie 6

R1PUPf7LcNb3P

Rysunek schematyczny przedstawia prostokąt zbudowany z czterech drutów. Dwa dłuższe boki są połączone są z bokiem z lewej strony. Czwarty bok prostokąta znajdujący się z prawej strony może ślizgać się po dłuższych bokach, zmieniając rozmiar prostokąta. Do ruchomego boku prostokąta przyczepiony jest wektor prędkości, skierowany w prawo i oznaczony wektorem małe v. W obszarze między drutami narysowane są kółka z krzyżykami, oznaczone wektorem duże B. Obszar zamknięty czterema drutami ma ciemne tło, pozostałe części rysunku są na jasnym tle.

RZi3SuGudR4D1

Dany jest obwód taki jak przedstawiony na rysunku. Przesuwamy poprzeczkę ze stałą prędkością, tak że wytwarzany prąd indukcyjny ma natężenie

I

= 1 A. Oblicz pracę wykonywaną podczas ciągnięcia poprzeczki w ciągu czasu

Δ t

= 1 min. Opór poprzeczki wynosi 10

Ω

. Załóż brak oporu w pozostałej części obwodu oraz brak wszelkich oporów mechanicznych. Odpowiedź wpisz w okienko. Odp.:

W_{z}

= Tu uzupełnij J

Dany jest obwód taki jak przedstawiony na rysunku. Przesuwamy poprzeczkę ze stałą prędkością tak, że wytwarzany prąd indukcyjny ma natężenie $I$ = 1 A. Oblicz pracę wykonywaną podczas ciągnięcia poprzeczki w ciągu czasu $Δ t$ = 1 min. Opór fragmentu poprzeczki, stanowiącego część obwodu, wynosi 10 $Ω$ . Załóż brak oporu w pozostałej części obwodu oraz brak wszelkich oporów mechanicznych.

Odp.: $W_{z}$ = ............ J

W_{z} = | E_{i n d} | \cdot q = I R \cdot I Δ t = I^{2} R Δ t .

Ćwiczenie 7

Dane są dwa identyczne obwody w kształcie kwadratu. Obszar wewnątrz każdego z kwadratów podzielony jest na pół i wypełniony polem magnetycznym o tej samej wartości indukcji $B$ , ale niekoniecznie tak samo zwróconych wektorach (zobacz rysunek). Wartość pola magnetycznego wszędzie będzie zmieniała się w tym samym tempie. Na rysunku symbolicznie zaznaczono, czy indukcja rośnie ( $B ↑$ ) czy maleje ( $B ↓$ ).

R1W1wxqSvJaFo

Po lewej stronie na rysunku jest kwadrat "a", przedstawiający obwód zamknięty. Kwadrat podzielony jest poziomą liną na dwa jednakowe prostokąty. W górnym prostokącie są kółka z kropkami oraz duże B. Obok litery jest strzałka do góry, oznaczająca, że wartość duże B rośnie. W dolnym prostokącie są kółka z krzyżykami oraz litera duże B. Obok litery jest strzałka w dół, oznaczająca, że wartość duże B maleje. Pod kwadratem jest napis kwadrat małe a. Po prawej stronie na rysunku jest kwadrat "b", przedstawiający obwód zamknięty. Kwadrat podzielony jest poziomą liną na dwa jednakowe prostokąty. W obu prostokątach są kółka z kropkami. W górnym prostokącie jest duże B. Obok litery jest strzałka do góry, oznaczająca, że wartość duże B rośnie. W dolnym prostokącie jest duże B ze strzałką w dół, oznaczającą, że wartość duże B maleje. Pod kwadratem jest napis kwadrat małe b.

RSoWUuniiLeUB

Zaznacz w tabelce poprawne odpowiedzi odnoszące się do wartości SEM indukcji i kierunku prądu indukcyjnego dla obu kwadratów „a” i „b”. Przyjmij, że wektor $\vec{S}$ (wektor prostopadły do powierzchni, którego długość równa jest jej polu) zwrócony jest w każdym z kwadratów „do nas”.

$E_{i n d}$ , Kierunek prądu indukcyjnego, > 0, przeciwny do ruchu wskazówek zegara

	Kwadrat „a”	Kwadrat „b”
$E_{i n d}$
Kierunek prądu indukcyjnego

Zmiana strumienia indukcji w całym kwadracie jest równa sumie zmian strumienia w poszczególnych częściach kwadratu: $Δ Φ = Δ Φ_{g} + Δ Φ_{d}$ . Wskaźniki g i d oznaczają górną i dolną część kwadratu.

Łatwo powiedzieć, co się dzieje w kwadracie „b”. Strumień w górnej części zwiększy się o tyle samo, o ile strumień w dolej części się zmniejszy. Zatem całkowita zmiana strumienia indukcji magnetycznej w całym kwadracie będzie równa zeru. Teraz nieco dokładniej o kwadracie „a”.

$Φ_{g} = B S > 0$ i ponieważ $B$ rośnie, to $Δ Φ_{g} > 0$ $Φ_{d} = - B S < 0$ i ponieważ $B$ maleje, to $Δ Φ_{d} > 0$ .

Wobec tego całkowita zmiana strumienia indukcji jest dodatnia. Zatem siła elektromotoryczna indukcji $E_{i n d}$ będzie ujemna. Prąd płynie przeciwnie do orientacji obwodu.

Ćwiczenie 8

Obwód o kształcie półokręgu znajduje się na granicy oddzielającej obszar wolny od pola magnetycznego i obszar jednorodnego pola magnetycznego o wektorach indukcji skierowanych jak na rysunku.

RnqOQNIas8u49

Rysunek schematyczny przedstawia ustawiony pionowo prostokątny obszar zaznaczony ciemnym tłem, a na nim są kółka z krzyżykami, oznaczone wektorem duże B. Z lewej strony do boku prostokąta przylega półokrąg. Średnica półokręgu leży na lewym boku prostokąta. Wzdłuż łuku półokręgu narysowana jest strzałka pokazująca kierunek przeciwny do kierunku ruchu wskazówek zegara. Wewnątrz półokręgu jest kółko z krzyżykiem, oznaczony wektorem duże S.

Obwód obraca się ze stałą prędkością kątową w stronę zaznaczoną na rysunku.

Wykresy przedstawiają zależność siły elektromotorycznej od czasu. Przy osi pionowej jest zapisane duże E z indeksem dolnym ind. Przy osi poziomej jest zapisana mała litera t i zaznaczone są dwa punkty wyznaczające na osi równe odcinki. Pierwszy punkt ma współrzędną równą jedna druga razy wielkiej litery T. Drugi punkt ma współrzędną równą wielkiej litery T.

RYeMKr1es6s1n

SEM indukcji ma stałą wartość, ale w pierwszej połowie okresu ruchu, gdy strumień rośnie, to $E_{i n d} < 0$ . W drugiej połowie okresu ruchu strumień maleje i $E_{i n d} > 0$ .

Film samouczek

Dla nauczyciela