Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

R1SzgUBxZpCOr1

Ćwiczenie 1

Wskaż prawidłową jednostkę SEM indukcji:

R1RhPjImdyfUp1

Ćwiczenie 2

Oblicz pracę, jaką musi wykonać siła zewnętrzna, aby wytworzyć SEM indukcji równą 10 V, powodującą przepływ ładunku o wartości 2 C w obwodzie.

Odpowiedź: $W_{z}$ = ............ J

Ćwiczenie 3

R1dW3rjRAmylp

Uzupełnij zdanie wpisując odpowiednią wartość.

Natężenie prądu indukcyjnego w obwodzie o całkowitym oporze $R$ = 100 $Ω$ , w którym została wytworzona SEM indukcji o wartości 20 V wyniosło ............ A.

Natężenie prądu indukcyjnego obliczamy w następujący sposób:

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

Ćwiczenie 4

R9TfbCVauwZdW

Uzupełnij zdanie wpisując odpowiednią wartość.

Praca siły zewnętrznej przy wytwarzaniu prądu indukcyjnego o stałym natężeniu $I$ = 1 A wyniosła 20 J. Jeśli opór obwodu wynosi $R$ = 200 $Ω$ , to prąd płynął w obwodzie przez czas równy ............ s.

Δ t = \frac{W_{z}}{I^{2} R} = 0, 1 s

Ćwiczenie 5

RAjLEh9nSaawC

Na rysunku poglądowym znajduje się ułożony poziomo magnes z biegunem N (niebieski) z lewej strony i biegunem S (czerwony) z prawej strony. Z bieguna N wychodzą linie pola magnetycznego. Przy samym magnesie są równoległe i gęsto ułożone, a dalej odginają się na boki i stają się rzadsze. Z lewej strony magnesu w obszarze linii pola znajduje się zwojnica, której oś pokrywa się z osią magnesu. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

R1LmSPF4HoESZ

Magnes, ustawiony w stosunku do zwojnicy jak na rysunku, jest od niej oddalany. Skonstruuj prawdziwe zdanie.

Wzbudzony w zwojnicy prąd indukcyjny popłynie zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara / przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, tak aby wytworzył pole magnetyczne w zwojnicy o liniach pola skierowanych w lewo / w prawo.

Ćwiczenie 6

Popchnięto w obszar pola magnetycznego jednorodnego ramkę nadając jej prędkość $v_{0}$ (zobacz rysunek). Potem nie działano na nią żadną siłą.

R1OENNIue9osv

Schemat poglądowy przedstawia kwadratową ramkę z bokiem oznaczonym małą literą d. Do ramki przyłożony jest wektor prędkości skierowany w prawo. Na prawo od ramki znajduje się obszar pola magnetycznego, oznaczony wielką literą B, którego linie przedstawione są jako kółka z krzyżykiem. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

R1alfngUpvUzI

Wskaż poprawne zakończenie zdań a) i b).

a) Podczas przekraczania granicy obszaru pola magnetycznego w ramce

nie powstanie SEM indukcji, gdyż nie jest wykonywana żadna praca przez siłę zewnętrzną.
nie powstanie SEM indukcji, gdyż nie wiadomo skąd miałaby pochodzić energia wewnętrzna wydzielona w ramce podczas przepływu prądu.
powstanie SEM indukcji, gdyż nie jest wykonywana żadna praca przez siłę zewnętrzną.
powstanie SEM indukcji, gdyż nie jest wykonywana żadna praca przez siłę zewnętrzną, ale zmniejszać się będzie energia kinetyczna ramki.

RHYInllbngSB0

b) Kierunek prądu indukcyjnego płynącego w ramce podczas przekraczania granicy

jest zgodny z ruchem wskazówek zegara, gdyż siła elektrodynamiczna działająca na krawędź ramki znajdującą się w polu magnetycznym działa w prawo.
jest zgodny z ruchem wskazówek zegara, gdyż siła elektrodynamiczna działająca na krawędź ramki znajdującą się w polu magnetycznym działa w lewo.
jest przeciwny do ruchu wskazówek zegara, gdyż siła elektrodynamiczna działająca na krawędź ramki znajdującą się w polu magnetycznym działa w lewo.
jest przeciwny do ruchu wskazówek zegara, gdyż siła elektrodynamiczna działająca na krawędź ramki znajdującą się w polu magnetycznym działa w prawo.

Ćwiczenie 7

R1WYCLnyxkKnc

Umieszczoną ramkę w polu magnetycznym usuwamy z niego. Robimy to w pierwszym przypadku szybko, a w drugim powoli. Wybierz dwa prawdziwe zdania z podanych niżej.

Całkowity ładunek, który przepłynie w ramce będzie większy w pierwszym przypadku
Całkowity ładunek, który przepłynie w ramce będzie większy w drugim przypadku
Całkowity ładunek, który przepłynie w ramce będzie taki sam w obu przypadkach
Wykonamy za każdym razem tę samą pracę
Praca wykonana przez nas będzie większa w pierwszym przypadku
Praca wykonana przez nas będzie większa w drugim przypadku

W rozwiązaniu uwzględnij prawo Faradaya: $E = - \frac{Δ Φ_{B}}{Δ t}$ , gdzie $Δ Φ_{B}$ jest zmianą strumienia indukcji magnetycznej a $Δ t$ jest czasem, w którym zmienia się strumień.

Δ Φ_{B} = E \cdot Δ t = I R \cdot Δ t = \frac{Δ q}{Δ t} R \cdot Δ t = Δ q \cdot R

Ładunek $Δ q$ jest taki sam w obu przypadkach, ponieważ zmiana strumienia jest taka sama.

W_{z} = E \cdot Δ q = - \frac{Δ Φ_{B}}{Δ t} \cdot Δ q

Korzystamy z poprzedniego wyniku rozumowania. Ponieważ ładunek jest taki sam, podobnie jak zmiana strumienia, to praca siły zewnętrznej będzie większa, gdy czas zmiany strumienia będzie mniejszy.

Ćwiczenie 8

Na wspólnym rdzeniu nawinięto dwa uzwojenia. Jedno, przyłączone do ogniwa, będzie pełniło rolę elektromagnesu po zamknięciu klucza. W drugim, wzbudzony zostanie prąd indukcyjny. Zamknięcie klucza spowoduje pojawienie się pola magnetycznego w rdzeniu, a więc i w uzwojeniu lewym. Zmieni się strumień indukcji magnetycznej w tym uzwojeniu, wobec tego pojawi się w nim SEM indukcji i popłynie prąd.

R1OlLr2ANcfpC

Na rysunku poglądowym znajduje się ułożony poziomo rdzeń o kształcie długiego walca. Z lewej strony na rdzeń nawinięte jest uzwojenie (rdzeń wielokrotnie owinięty przewodnikiem prądu). Końce uzwojenia są ze sobą połączone. Z prawej strony na rdzeń nawinięte jest drugie uzwojenie. Końce tego uzwojenia są podłączone do ogniwa - lewy koniec do bieguna dodatniego ogniwa, a prawy koniec do bieguna ujemnego. W obwodzie znajduje się też klucz, którym można zamykać i otwierać obwód. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

R1RcYRUGJqCZj

a) Ułóż poprawne zdanie, wybierając dobrą wersję odpowiedzi.

Z zasady zachowania energii wynika, że kierunek tego prądu jest {zgodny z ruchem} {#przeciwny do ruchu} wskazówek zegara, gdy patrzymy na obwód od lewej strony.

R18y3IekFUdfn

b) Dokończ zdanie:

Źródłem energii, która wydzieli się w obwodzie z wyindukowanym prądem jest .............

a) Z kierunku prądu w elektromagnesie wynika, że biegun północny N tego elektromagnesu jest po prawej stronie, południowy S po lewej. Wykonywanie pracy podczas przysuwania związane byłoby z faktem pojawienia się w lewym uzwojeniu przeciwnego pola, dającego po prawej stronie biegun S; tak, żeby ręka przybliżająca elektromagnes musiała wykonywać pracę przezwyciężając siłę odpychania dwóch elektromagnesów skierowanych do siebie tymi samymi biegunami. Wobec tego prąd w lewym uzwojeniu powinien płynąć przeciwnie niż w prawym.

b) Ogniwo wykonuje pracę tym większą im większy ładunek przezeń przepływa ( $W_{ź} = E \cdot q$ ), a to zależy od natężenia prądu. W elektromagnesie przepłynął większy prąd niż wynikałoby to naturalnie z SEM ogniwa. Przecież prąd indukcyjny płynący w lewym uzwojeniu wytwarza pole magnetyczne przeciwne do pola elektromagnesu. To pole jest polem zmiennym, bo pojawiło się wraz z prądem. Wobec tego powoduje zjawisko indukcji w prawym uzwojeniu. Zgodnie z regułą Lenza prąd indukcyjny popłynie w elektromagnesie w takim kierunku, żeby przeciwstawiać się wzrostowi tego przeciwnego pola magnetycznego. Popłynie wobec tego tak, żeby wspierać „swoje” pole magnetyczne, czyli od + do -. Będzie to dodatkowy prąd płynący przez ogniwo wymuszający wykonanie przez ogniwo większej pracy. Ta dodatkowa praca odnajdzie się w energii wydzielonej w lewym obwodzie.

Film samouczek

Dla nauczyciela