Вариант 1, страница 12 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: фиолетовый
ISBN: 978-5-09-097-598-8
Популярные ГДЗ в 11 классе
Контрольная работа. Магнитное поле. Электромагнитная индукция. Магнитное поле. Электромагнитная индукция. Основы электродинамики - страница 12.
Вариант 1 (с. 12)
Условие. Вариант 1 (с. 12)
скриншот условия

Контрольная работа
Магнитное поле. Электромагнитная индукция
Вариант 1
1. Какие тела создают магнитное поле в системе отсчёта, связанной с Землёй?
1) покоящиеся незаряженные
2) движущиеся незаряженные
3) покоящиеся заряженные отрицательно
4) движущиеся заряженные положительно
2. Активная часть проводника длиной $L = 1 \, \text{м}$ расположена под углом $\alpha = 30^\circ$ относительно линий индукции однородного магнитного поля. Модуль магнитной индукции равен $B = 1 \, \text{Тл}$. Сила тока в проводнике составляет $I = 1 \, \text{А}$. Определите силу, действующую на проводник.
3. Плоскость рамки расположена перпендикулярно линиям однородного магнитного поля. Индукция поля равномерно возрастает от значения $B_1 = 1 \, \text{В}$ до значения $B_2 = 2 \, \text{В}$. Как при этом изменяется ЭДС индукции в рамке?
1) увеличивается в 2 раза
2) уменьшается в 2 раза
3) остаётся постоянной
4) равна 0
4. По катушке, содержащей $N = 1000$ витков, идёт ток. При силе тока $I_1 = 0,5 \, \text{А}$ в одном витке создаётся магнитный поток $\Phi_{turn} = 10^{-2} \, \text{Вб}$. Чему равна энергия магнитного поля катушки при силе тока $I_2 = 2 \, \text{А}$?
Решение. Вариант 1 (с. 12)
1.
Магнитное поле создаётся движущимися электрическими зарядами. Рассмотрим предложенные варианты:
1) Покоящиеся незаряженные тела не создают ни электрического, ни магнитного поля.
2) Движущиеся незаряженные тела не создают магнитного поля, так как у них отсутствует электрический заряд.
3) Покоящиеся заряженные тела (как отрицательно, так и положительно) создают вокруг себя только электростатическое поле, но не создают магнитного поля.
4) Движущиеся заряженные тела (как положительно, так и отрицательно) представляют собой электрический ток, который и является источником магнитного поля. Следовательно, движущиеся заряженные положительно тела создают магнитное поле.
Ответ: 4) движущиеся заряженные положительно.
2.
Дано:
$l = 1$ м
$\alpha = 30°$
$B = 1$ Тл
$I = 1$ А
Все данные представлены в системе СИ.
Найти:
$F_A$
Решение:
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (сила Ампера), определяется по формуле:
$F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$
где $I$ – сила тока в проводнике, $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $l$ – длина активной части проводника, $\alpha$ – угол между направлением тока в проводнике и вектором магнитной индукции.
Подставим известные значения в формулу:
$F_A = 1 \, \text{А} \cdot 1 \, \text{Тл} \cdot 1 \, \text{м} \cdot \sin(30°)$
Так как $\sin(30°) = 0,5$, получаем:
$F_A = 1 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 0,5 = 0,5 \, \text{Н}$
Ответ: 0,5 Н.
3.
Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС индукции, возникающая в замкнутом контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром:
$\mathcal{E} = -\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$
Магнитный поток $\Phi$ через рамку площадью $S$ определяется как $\Phi = B \cdot S \cdot \cos(\alpha)$, где $\alpha$ – угол между вектором магнитной индукции $B$ и нормалью к плоскости рамки. По условию, плоскость рамки перпендикулярна линиям индукции, значит, нормаль к рамке параллельна им, и $\alpha = 0$, $\cos(0) = 1$. Таким образом, $\Phi = B \cdot S$.
Тогда формула для ЭДС индукции примет вид:
$\mathcal{E} = -S \frac{\Delta B}{\Delta t}$
В задаче сказано, что индукция поля возрастает равномерно. Это означает, что скорость изменения индукции $\frac{\Delta B}{\Delta t}$ является постоянной величиной. Так как площадь рамки $S$ также постоянна, то и ЭДС индукции $\mathcal{E}$ остаётся постоянной на протяжении всего процесса изменения магнитного поля.
Ответ: 3) остаётся постоянной.
4.
Дано:
$N = 1000$
$I_1 = 0,5$ А
$\Phi_1' = 10^{-2}$ Вб
$I_2 = 2$ А
Все данные представлены в системе СИ.
Найти:
$W_2$
Решение:
Энергия магнитного поля катушки вычисляется по формуле:
$W = \frac{L I^2}{2}$
где $L$ – индуктивность катушки, $I$ – сила тока в ней.
Индуктивность катушки $L$ является её постоянной характеристикой и может быть найдена из определения. Полный магнитный поток (потокосцепление) $\Psi$ через катушку связан с током $I$ через соотношение $\Psi = L \cdot I$. Также потокосцепление равно произведению числа витков $N$ на магнитный поток через один виток $\Phi'$: $\Psi = N \cdot \Phi'$.
Приравнивая эти два выражения, получаем $L \cdot I = N \cdot \Phi'$, откуда можно выразить индуктивность:
$L = \frac{N \cdot \Phi'}{I}$
Используем данные для первого случая ($I_1 = 0,5$ А и $\Phi_1' = 10^{-2}$ Вб), чтобы найти индуктивность катушки:
$L = \frac{1000 \cdot 10^{-2} \, \text{Вб}}{0,5 \, \text{А}} = \frac{10 \, \text{Вб}}{0,5 \, \text{А}} = 20 \, \text{Гн}$
Теперь, зная индуктивность катушки, можем рассчитать энергию её магнитного поля при силе тока $I_2 = 2$ А:
$W_2 = \frac{L I_2^2}{2} = \frac{20 \, \text{Гн} \cdot (2 \, \text{А})^2}{2} = \frac{20 \cdot 4}{2} = 40 \, \text{Дж}$
Ответ: 40 Дж.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 11 класс, для упражнения Вариант 1 расположенного на странице 12 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению Вариант 1 (с. 12), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.