Variante 1

A1. Was erklärt die Wechselwirkung zweier paralleler Leiter mit Gleichstrom?

1. Wechselwirkung elektrischer Ladungen;
2. die Wirkung des elektrischen Feldes eines Leiters mit Strom auf den Strom in einem anderen Leiter;
3. die Wirkung des Magnetfeldes eines Leiters auf den Strom in einem anderen Leiter.

A2. Welches Teilchen wird vom Magnetfeld beeinflusst?

1. auf einer sich bewegenden Ladung;
2. bei einem Umzug ungeladen;
3. zu einem aufgeladenen in Ruhe;
4. zu einem ungeladenen in Ruhe.

A4. Ein gerader 10 cm langer Leiter wird in ein homogenes Magnetfeld mit einer Induktion von 4 T gebracht und in einem Winkel von 30° angeordnet 0 zum magnetischen Induktionsvektor. Welche Kraft wirkt von der Seite des Magnetfeldes auf den Leiter, wenn die Stromstärke im Leiter 3 A beträgt?

1. 1,2 N; 2) 0,6N; 3) 2,4 N.

A6. Elektromagnetische Induktion ist:

1. ein Phänomen, das die Wirkung eines Magnetfelds auf eine sich bewegende Ladung charakterisiert;
2. das Phänomen des Auftretens eines elektrischen Stroms in einem geschlossenen Stromkreis, wenn sich der Magnetfluss ändert;
3. ein Phänomen, das die Wirkung eines Magnetfelds auf einen stromdurchflossenen Leiter charakterisiert.

A7. Kinder schaukeln auf Schaukeln. Was ist das für eine Schwingung?

1. frei 2. erzwungen 3. Eigenschwingungen

A8. Ein Körper der Masse m auf einem Faden der Länge l oszilliert mit einer Periode T. Welche Schwingungsdauer hat ein Körper der Masse m / 2 auf einem Faden der Länge l / 2?

1. ½ T 2. T 3. 4 T 4. ¼ T

A9. Die Schallgeschwindigkeit im Wasser beträgt 1470 m/s. Wie lang ist eine Schallwelle mit einer Schwingungsdauer von 0,01 s?

1. 147 km 2. 1,47 cm 3. 14,7 m 4. 0,147 m

A10 . Wie nennt man die Anzahl der Schwingungen in 2πs?

1. Frequenz 2. Periode 3. Phase 4. Taktfrequenz

A11. Der Junge hörte 10 Sekunden nach dem Abfeuern der Kanone ein Echo. Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt 340 m/s. Wie weit ist das Hindernis von dem Jungen entfernt?

A12. Bestimmen Sie die Periodendauer freier elektromagnetischer Schwingungen, wenn der Schwingkreis eine Spule mit einer Induktivität von 1 μH und einen Kondensator mit einer Kapazität von 36 pF enthält.

1. 40ns 2. 3*10 -18 s 3. 3.768*10 -8 s 4. 37.68*10 -18 s

A13. Das einfachste schwingungsfähige System, das einen Kondensator und eine Induktivität enthält, heißt ...

1. selbstschwingendes System 2. schwingfähiges System

3. Schwingkreis 4. Schwinganlage

A14. Wie und warum ändert sich der elektrische Widerstand von Halbleitern mit steigender Temperatur?

1. Abnahmen aufgrund einer Erhöhung der Elektronengeschwindigkeit.

2. Zunahmen aufgrund einer Zunahme der Schwingungsamplitude der positiven Ionen des Kristallgitters.

3. Abnahmen aufgrund einer Erhöhung der Konzentration freier Ladungsträger.

4. Erhöhungen aufgrund einer Erhöhung der Konzentration freier elektrischer Ladungsträger.

IN 1.

WERTE		EINHEITEN
	Induktivität		Tesla (TL)
	magnetischer Fluss		Heinrich (Hn)
	Magnetfeld Induktion		Weber (Wb)
			Volt (V)

IN 2. Teilchen der Masse m , tragende Ladung q B um den Umfang des Radius R mit Geschwindigkeit v . Was passiert mit dem Radius der Umlaufbahn, der Umlaufzeit und der kinetischen Energie des Teilchens bei einer Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit?

C1. In einer Spule mit einer Induktivität von 0,4 H trat eine EMK der Selbstinduktion von 20 V auf. Berechnen Sie die Änderung der Stromstärke und Energie des Magnetfelds der Spule, wenn dies in 0,2 s passiert.

Option 2

A1. Die Drehung der Magnetnadel in der Nähe des stromdurchflossenen Leiters erklärt sich dadurch, dass sie beeinflusst wird durch:

1. Magnetfeld, das durch Ladungen entsteht, die sich in einem Leiter bewegen;
2. elektrisches Feld, das durch die Ladungen des Leiters erzeugt wird;
3. elektrisches Feld, das durch die bewegten Ladungen eines Leiters entsteht.

A2.

1. nur elektrisches Feld;
2. nur Magnetfeld.

A4. Ein gerader 5 cm langer Leiter befindet sich in einem homogenen Magnetfeld mit einer Induktion von 5 T und befindet sich in einem Winkel von 30 0 zum magnetischen Induktionsvektor. Welche Kraft wirkt von der Seite des Magnetfeldes auf den Leiter, wenn die Stromstärke im Leiter 2 A beträgt?

1. 0,25N; 2) 0,5N; 3) 1,5 N.

A6. Die Lorentzkraft wirkt

1. auf einem ungeladenen Teilchen in einem Magnetfeld;
2. auf einem geladenen Teilchen, das in einem Magnetfeld ruht;
3. auf einem geladenen Teilchen, das sich entlang der Magnetfeldinduktionslinien bewegt.

A7. Für einen quadratischen Rahmen von 2 m 2 bei einem Strom von 2 A wird ein maximales Drehmoment von 4 N∙m aufgebracht. Wie groß ist die Induktion des Magnetfeldes im untersuchten Raum?

1. Tl; 2) 2T; 3) 3T.

A8. Welche Art von Schwingung entsteht, wenn das Pendel in einer Uhr schwingt?

1. frei 2. gezwungen

A9. Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt 330 m/s. Wie groß ist die Frequenz von Schallschwingungen bei einer Wellenlänge von 33 cm?

1. 1000 Hz 2. 100 Hz 3. 10 Hz 4. 10000 Hz 5. 0,1 Hz

A10 Bestimmen Sie die Periodendauer freier elektromagnetischer Schwingungen, wenn der Schwingkreis einen Kondensator mit einer Kapazität von 1 μF und eine Induktivität von 36H enthält.

1. 4*10 -8 s 2. 4*10 -18 s 3. 3,768*10 -8 s 4. 37,68*10 -3 s

A11 . Bestimmen Sie die Frequenz der ausgesendeten Wellen eines Systems bestehend aus einer Spule mit einer Induktivität von 9H und einem Kondensator mit einer elektrischen Kapazität von 4F.

1. 72πHz 2. 12πHz 3. 36Hz 4. 6Hz 5. 1/12πHz

A12. Welche Eigenschaft einer Lichtwelle bestimmt ihre Farbe?

1. nach Wellenlänge 2. nach Frequenz

3. Nach Phase 4. Nach Amplitude

A13. Kontinuierliche Schwingungen, die aufgrund einer im System befindlichen Energiequelle auftreten, werden als ...

1. frei 2. gezwungen

3. Eigenschwingungen 4. Elastische Schwingungen

A14. Reines Wasser ist ein Dielektrikum. Warum ist eine wässrige Lösung von NaCl-Salz ein Leiter?

1. Salz im Wasser zerfällt in geladene Na-Ionen+ und Cl-.

2. Nachdem sich das Salz aufgelöst hat, übertragen die NaCl-Moleküle eine Ladung

3. In Lösung werden Elektronen vom NaCl-Molekül abgelöst und Ladung übertragen.

4. Bei der Wechselwirkung mit Salz zerfallen Wassermoleküle in Wasserstoff- und Sauerstoffionen

IN 1. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen physisch her

WERTE		EINHEITEN
	Die Kraft, die bei Strom aus dem Magnetfeld auf einen Leiter wirkt
	Magnetfeldenergie
	Die Kraft, die auf eine elektrische Ladung wirkt, die sich in einem Magnetfeld bewegt.

Bewegt sich in einem homogenen Magnetfeld mit Induktion B um den Umfang des Radius R mit Geschwindigkeit v. Was passiert mit dem Radius der Umlaufbahn, der Umlaufdauer und der kinetischen Energie des Teilchens bei einer Erhöhung der Ladung des Teilchens?

Wählen Sie für jede Position der ersten Spalte die entsprechende Position der zweiten und notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben

C1. In welchem ​​Winkel zu den magnetischen Feldlinien bei einer Induktion von 0,5 T sollte sich ein Kupferleiter mit einem Querschnitt von 0,85 mm bewegen 2 und einen Widerstand von 0,04 Ohm, so dass bei einer Geschwindigkeit von 0,5 m / s an seinen Enden eine Induktions-EMK von 0,35 V angeregt wird? (Kupferwiderstand ρ= 0,017 Ohm∙mm 2 /m)

Möglichkeit 3

A1. Magnetfelder entstehen:

1. sowohl stationäre als auch bewegliche elektrische Ladungen;
2. unbewegliche elektrische Ladungen;
3. bewegte elektrische Ladungen.

A2. Das Magnetfeld wirkt:

1. nur auf elektrische Ladungen im Ruhezustand;
2. nur auf bewegte elektrische Ladungen;
3. sowohl bewegte als auch ruhende elektrische Ladungen.

A4. Welche Kraft wirkt von einem homogenen Magnetfeld mit einer Induktion von 30 mT auf einen im Feld befindlichen geradlinigen Leiter von 50 cm Länge, durch den ein Strom von 12 A fließt? Der Draht bildet mit der Richtung des magnetischen Induktionsvektors des Feldes einen rechten Winkel.

1. 18N; 2) 1,8N; 3) 0,18N; 4) 0,018 N.

A6. Was zeigen die vier ausgestreckten Finger der linken Hand beim Bestimmen

Ampere Kräfte

1. Richtung der Feldinduktionskraft;
2. Stromrichtung;
3. Richtung der Amperekraft.

A7. Auf einen Leiter mit einer Stromstärke von 50 A wirkt ein Magnetfeld mit einer Induktion von 10 mT mit einer Kraft von 50 mN. Finden Sie die Länge des Leiters, wenn die Feldinduktionslinien und der Strom senkrecht aufeinander stehen.

1. 1m; 2) 0,1m; 3) 0,01 m; 4) 0,001 m.

A8. Der Kronleuchter schwingt nach einem Druck. Was ist das für eine Schwingung?

1. frei 2 erzwungen 3. Eigenschwingungen 4. elastische Schwingungen

A9 .Ein Körper der Masse m auf einem Faden der Länge l schwingt mit der Periodendauer T. Welche Schwingungsdauer hat ein Körper der Masse 2m auf einem Faden der Länge 2l?

1. ½ Z 2. 2 Z 3. 4 Z 4. ¼ Z 5. Z

A10 . Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt 330 m/s. Welche Wellenlänge hat Licht bei einer Frequenz von 100 Hz?

1. 33 km 2. 33 cm 3. 3,3 m 4. 0,3 m

A11. Wie groß ist die Resonanzfrequenz ν 0 in einem Stromkreis aus einer Spule mit einer Induktivität von 4H und einem Kondensator mit einer elektrischen Kapazität von 9F?

1. 72πHz 2. 12πHz 3. 1/12πHz 4. 6Hz

A12 . Der Junge hörte 5 Sekunden nach dem Blitz Donner. Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt 340 m/s. In welcher Entfernung zuckte der Blitz von dem Jungen?

A. 1700 m B. 850 m C. 136 m D. 68 m

A13. Bestimmen Sie die Periodendauer freier elektromagnetischer Schwingungen, wenn der Schwingkreis eine Spule mit einer Induktivität von 4 μH und einen Kondensator mit einer Kapazität von 9 pF enthält.

A14. Welche Art von Leitfähigkeit haben Halbleitermaterialien mit Donor-Verunreinigungen?

1. Meist elektronisch. 2. Meistens löchrig.

3. Elektron und Loch gleichermaßen. 4. Ionisch.

IN 1. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen physisch herGrößen und Einheiten ihrer Messung

WERTE		EINHEITEN
	Stromstärke		Weber (Wb)
	magnetischer Fluss		Ampere (A)
	EMF-Induktion		Tesla (TL)
			Volt (V)

IN 2. Ein Teilchen der Masse m, das eine Ladung q trägt , bewegt sich in einem homogenen Magnetfeld mit Induktion B um den Umfang des Radius R mit Geschwindigkeit v. Was passiert mit dem Radius der Umlaufbahn, der Umlaufdauer und der kinetischen Energie des Teilchens bei einer Erhöhung der Induktion des Magnetfelds?

Wählen Sie für jede Position der ersten Spalte die entsprechende Position der zweiten und notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben

C1. In einer Spule mit 75 Windungen beträgt der magnetische Fluss 4,8∙10-3 Wb. Wie lange sollte dieser Fluss verschwinden, damit die Spule eine durchschnittliche Induktions-EMK von 0,74 V hat?

Möglichkeit 4

A1. Was wird in Oersteds Experiment beobachtet?

1. ein Leiter mit Strom wirkt auf elektrische Ladungen;
2. die Magnetnadel dreht sich in der Nähe des Leiters mit Strom;
3. Magnetnadel verwandelt geladenen Leiter

A2. Eine bewegte elektrische Ladung erzeugt:

1. nur elektrisches Feld;
2. sowohl elektrisches Feld als auch magnetisches Feld;
3. nur Magnetfeld.

A4. In einem homogenen Magnetfeld mit einer Induktion von 0,82 T befindet sich ein 1,28 m langer Leiter senkrecht zu den magnetischen Induktionslinien. Determinante der auf den Leiter wirkenden Kraft, wenn der Strom darin 18 A beträgt.

1) 18,89N; 2) 188,9N; 3) 1,899 N; 4) 0,1889 N.

A6. Ein induktiver Strom tritt in jedem geschlossenen Stromkreis auf, wenn:

1. Der Stromkreis befindet sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld;
2. Die Schaltung bewegt sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld vorwärts;
3. Der magnetische Fluss, der den Stromkreis durchdringt, ändert sich.

A7. Ein gerader Leiter von 0,5 m Länge, senkrecht zu den Feldlinien mit einer Induktion von 0,02 T, wird einer Kraft von 0,15 N ausgesetzt. Ermitteln Sie die Stärke des Stroms, der durch den Leiter fließt.

1) 0,15 A; 2) 1,5 A; 3) 15A; 4) 150 A.

A8 . Welche Art von Schwingung wird beobachtet, wenn eine an einem Faden hängende Last von der Gleichgewichtslage abweicht?

1. frei 2. gezwungen

3. Eigenschwingungen 4. Elastische Schwingungen

A9. Bestimmen Sie die Frequenz der vom System emittierten Wellen, wenn es eine Spule mit einer Induktivität von 9H und einen Kondensator mit einer elektrischen Kapazität von 4F enthält.

1. 72πHz 2. 12πHz

3. 6Hz 4. 1/12πHz

A10. Bestimmen Sie, auf welche Frequenz Sie einen Schwingkreis abstimmen müssen, der eine Spule mit einer Induktivität von 4 μH und einen Kondensator mit einer Kapazität von 9 Pf enthält.

1. 4*10 -8 s 2. 3*10 -18 s 3. 3,768*10 -8 s 4. 37,68*10 -18 s

A11. Bestimmen Sie die Periode der Eigenschwingungen des Kreises, wenn er auf eine Frequenz von 500 kHz abgestimmt ist.

1. 1us 2. 1ks 3. 2us 4. 2ks

A12. Der Junge hörte 2,5 Sekunden nach dem Blitz Donner. Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt 340 m/s. In welcher Entfernung zuckte der Blitz von dem Jungen?

1. 1700m 2. 850m 3. 136m 4. 68m

A13. Die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit nennt man..

1. Frequenz 2. Periode 3. Phase 4. Taktfrequenz

A14. Wie und warum ändert sich der elektrische Widerstand von Metallen mit steigender Temperatur?

1. Erhöhungen aufgrund einer Erhöhung der Elektronengeschwindigkeit.

2. Abnahmen aufgrund einer Erhöhung der Elektronengeschwindigkeit.

3. Zunahmen aufgrund einer Zunahme der Schwingungsamplitude der positiven Ionen des Kristallgitters.

4. Abnahmen aufgrund einer Zunahme der Schwingungsamplitude der positiven Ionen des Kristallgitters

IN 1. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen physisch herGrößen und Formeln, mit denen diese Größen bestimmt werden

WERTE		EINHEITEN
	EMK der Induktion in bewegten Leitern
	Kraft, die auf eine elektrische Ladung wirkt, die sich in einem Magnetfeld bewegt
	magnetischer Fluss

IN 2. Ein Teilchen der Masse m, das eine Ladung q trägt , bewegt sich in einem homogenen Magnetfeld mit Induktion B um den Umfang des Radius R mit Geschwindigkeit v U. Was passiert mit dem Radius der Umlaufbahn, der Umlaufdauer und der kinetischen Energie des Teilchens, wenn die Masse des Teilchens abnimmt?

Wählen Sie für jede Position der ersten Spalte die entsprechende Position der zweiten und notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben

C1. Eine Spule mit einem Durchmesser von 4 cm wird in ein magnetisches Wechselfeld gebracht,deren Kraftlinien parallel zur Spulenachse verlaufen. Als sich die Feldinduktion 6,28 s lang um 1 T änderte, erschien in der Spule eine EMK von 2 V. Wie viele Windungen hat die Spule?

, Methodiker UMC Zel UO

Um die Fragen von KIM USE zu diesem Thema zu beantworten, müssen die Konzepte wiederholt werden:

Die Wechselwirkung der Pole von Magneten,

Das Zusammenspiel von Strömen,

Magnetischer Induktionsvektor, Eigenschaften magnetischer Feldlinien,

Anwendung der Gimlet-Regel zur Bestimmung der Richtung der magnetischen Induktion des Gleich- und Kreisstromfeldes,

Ampereleistung,

Lorentzkraft,

Linke-Hand-Regel zur Bestimmung der Richtung der Ampère-Kraft, Lorentz-Kraft,

Bewegung geladener Teilchen in einem Magnetfeld.

In den Materialien der KIM USE gibt es oft Testaufgaben zur Bestimmung der Richtung der Ampère-Kraft und der Lorentz-Kraft, teilweise wird die Richtung des magnetischen Induktionsvektors implizit vorgegeben (die Pole des Magneten sind dargestellt). Eine Reihe von Aufgaben ist beliebt, bei denen sich ein Rahmen mit Strom in einem Magnetfeld befindet und ermittelt werden muss, wie die Amperekraft auf jeder Seite des Rahmens wirkt, wodurch sich der Rahmen dreht, verschiebt, dehnt, schrumpft ( Sie müssen die richtige Antwort auswählen). Eine Reihe von Aufgaben zur Analyse von Formeln auf qualitativer Ebene ist traditionell, bei denen es erforderlich ist, eine Schlussfolgerung über die Art der Änderung einer physikalischen Größe in Abhängigkeit von der mehrfachen Änderung anderer zu ziehen.

Die Aufgabe ist unter der Nummer A15 zu finden.

1. An die Magnetnadel (der Nordpol ist dunkel, siehe Abbildung) wurde ein Permanent-Stabmagnet gebracht, der sich um eine vertikale Achse senkrecht zur Zeichenebene drehen kann. Während der Pfeil

2. Gerade Leiterlänge L mit Strom ich in einem homogenen Magnetfeld senkrecht zu den Induktionslinien platziert BEIM . Wie ändert sich die auf den Leiter wirkende Amperekraft, wenn seine Länge verdoppelt und der Strom im Leiter um das 4-fache reduziert wird?

3. Proton p, das in den Spalt zwischen den Polen des Elektromagneten fliegt, hat eine Geschwindigkeit senkrecht zum vertikal gerichteten Induktionsvektor des Magnetfelds (siehe Abbildung). Wo wirkt die Lorentzkraft darauf?

4. Gerade Leiterlänge L mit Strom ich In einem homogenen Magnetfeld platziert, die Richtung der Induktionslinien BEIM die senkrecht zur Stromrichtung steht. Wenn die Stromstärke um das 2-fache reduziert und die Magnetfeldinduktion um das 4-fache erhöht wird, dann wirkt die Ampère-Kraft auf den Leiter

	wird um das 2-fache erhöht
	wird um das 4-fache verringert
	wird um das 2-fache verringert
	Wird sich nicht ändern

5. Ein Teilchen mit einer negativen Ladung q flog in den Spalt zwischen den Polen eines Elektromagneten mit einer Geschwindigkeit, die horizontal und senkrecht zum Induktionsvektor des Magnetfelds gerichtet war (siehe Abbildung). Wo wirkt die Lorentzkraft darauf?

6. Die Abbildung zeigt einen zylindrischen Leiter, durch den ein elektrischer Strom fließt. Die Stromrichtung ist durch einen Pfeil angedeutet. Wie ist der magnetische Induktionsvektor am Punkt C ausgerichtet?

7. Die Abbildung zeigt eine Drahtspule, durch die ein elektrischer Strom in Pfeilrichtung fließt. Die Spule befindet sich in einer vertikalen Ebene. Auf das Zentrum der Spule wird der Induktionsvektor des aktuellen Magnetfelds gerichtet

8. Im Diagramm in der Abbildung sind alle Leiter dünn, liegen in derselben Ebene, parallel zueinander, die Abstände zwischen benachbarten Leitern sind gleich, I ist die Stromstärke. Die auf Leiter Nr. 3 wirkende Ampere-Kraft in diesem Fall:

9. Der Winkel zwischen dem bestromten Leiter und der Richtung des magnetischen Induktionsvektors des Magnetfelds nimmt von 30° auf 90° zu. Die Amperekraft ist:

1) erhöht sich um das 2-fache

2) verringert sich um das 2-fache

3) ändert sich nicht

4) sinkt auf 0

10. Die Lorentzkraft, die auf ein Elektron wirkt, das sich in einem Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit von 107 m / s entlang eines Kreises in einem gleichmäßigen Magnetfeld B \u003d 0,5 T bewegt, ist gleich:

4)8 10-11 N

1. (B1) Teilchenmasse m, die eine Gebühr trägt q BEIM um den Umfang des Radius R mit Geschwindigkeit u. Was passiert mit dem Radius der Umlaufbahn, der Umlaufzeit und der kinetischen Energie des Teilchens bei einer Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit?

an den Tisch

physikalische Quantitäten	ihre Veränderungen
	Umlaufbahnradius		wird steigen
	Umlaufzeit		Abnahme
	kinetische Energie		Wird sich nicht ändern

(Antwort 131)

2 IN 1). Teilchenmasse m, die eine Gebühr trägt q, bewegt sich in einem homogenen Magnetfeld mit Induktion BEIM um den Umfang des Radius R mit Geschwindigkeit u. Was passiert mit dem Radius der Umlaufbahn, der Umlaufdauer und der kinetischen Energie des Teilchens bei einer Erhöhung der Induktion des Magnetfelds?

Wählen Sie für jede Position in der ersten Spalte die entsprechende Position in der zweiten aus und notieren Sie sie an den Tisch ausgewählte Zahlen unter den entsprechenden Buchstaben.

physikalische Quantitäten	ihre Veränderungen
	Umlaufbahnradius		wird steigen
	Umlaufzeit		Abnahme
	kinetische Energie		Wird sich nicht ändern

(Antworten 223)

3. (B4). Gerade Leiterlänge l\u003d 0,1 m, durch die der Strom fließt, befindet sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld mit der Induktion B \u003d 0,4 T und befindet sich in einem Winkel von 90 ° zum Vektor. Wie groß ist die Stromstärke, wenn die vom Magnetfeld auf den Leiter wirkende Kraft 0,2 N beträgt?

Möglichkeit 13

C1. Ein elektrischer Stromkreis besteht aus einer galvanischen Zelle ε, einer Glühbirne und einer in Reihe geschalteten Spule L. Beschreiben Sie die Phänomene, die beim Öffnen des Schlüssels auftreten.

1. Das Phänomen der elektromagnetischen Induktion
tion wird in allen Fällen von Änderungen beobachtet
magnetischer Fluss durch den Stromkreis.
Insbesondere die Induktions-EMK kann
Änderung in der Schaltung selbst beim Ändern
Strom darin, was zu führt
Auftreten zusätzlicher Strömungen. Das	Reis. 13.1.1. Das Phänomen der Selbstinduktion
Das Phänomen wird als Selbstinduktion bezeichnet
und zusätzlich auftretende Strömungen
Extraströme oder Strömungen genannt
Selbstinduktion.
2. Untersuchen Sie das Phänomen der Selbstinduktion
rungen können grundsätzlich bei der Installation installiert werden
dessen Schema ist in Abb. 1 gezeigt.
13.12. Spule L mit einer großen Anzahl von Vit-
kov, durch Rheostat r und Schalter k
mit der Quelle der EMF ε verbunden. Vor-
Außerdem ein Gal-
Vanometer G. Wenn die trans-
Schalter an Punkt A, der Strom verzweigt sich,
außerdem wird ein Strom vom Wert i fließen
durch die Spule und der Strom i1 durch die Galvanik	Reis. 13.1.2. Selbstinduktion

Meter. Wenn der Schalter dann geöffnet wird, tritt beim Verschwinden des Magnetflusses in der Spule ein zusätzlicher Öffnungsstrom I auf.

ψ = Li ,

	εsi = −				(Li) = −L

dL dt = dL di dtdi .

εsi = − L + dL di .

εsi = − L dt di .

10. Wenn Strom an die in Abbildung 13.1.3 gezeigte Schaltung in der Schaltung angelegt wird, steigt der Strom aufgrund des Phänomens der Selbstinduktion über einen bestimmten Zeitraum von Null auf den Nennwert an. Die austretenden Extraströmungen sind gemäß der Lenz-Regel immer entgegengesetzt gerichtet, d.h. sie stören die Ursache, die sie verursacht. Sie verhindern die Zunahme

irgendwann.

ε + εsi = iR ,

L dt di +iR = ε.

Ldi = (ε − iR) dt,
						(ε − iR )
und integrieren unter der Annahme, dass L eine Konstante ist:
		L∫			= ∫ dt ,
			ε − iR
		log(ε − iR)		T + konst.

i(t) = R. ε − cons te − RL t .

const = Rε .

ich (t) =
			− er .

16. Aus der Gleichung folgt insbesondere, dass beim Öffnen des Schlüssels (Abb. 13.1.1) der Strom exponentiell abnimmt. In den ersten Augenblicken nach dem Öffnen des Stromkreises summieren sich die EMK der Induktion und die EMK der Selbstinduktion und führen zu einem kurzzeitigen Anstieg der Stromstärke, d.h. die Glühbirne wird kurz heller (Abb. 13.1.4).

Reis. 13.1.4. Die Abhängigkeit der Stromstärke in einem Stromkreis mit Induktivität von der Zeit

C2. Ein Skifahrer mit einer Masse m = 60 kg startet aus dem Stand von einem Sprungbrett mit einer Höhe H = 40 m, im Moment der Trennung ist seine Geschwindigkeit horizontal. Bei der Bewegung entlang des Sprungbretts verrichtete die Reibungskraft die Arbeit AT = 5,25 kJ. Bestimmen Sie die Flugreichweite des Skifahrers in horizontaler Richtung, wenn der Landepunkt h = 45 m unterhalb der Trennebene vom Sprungbrett liegt. Der Luftwiderstand wird ignoriert.

Reis. 13.2 Skifahrer auf einer Schanze

1. Energieerhaltungssatz bei der Bewegung eines Skifahrers auf einem Sprungbrett:

mgH=

BEIM ;

v 0 =

2 gH

v 0 =

2. Kinematik des Horizontalflugs:

g 2

S = v0 τ = 75m;

C3. In einem vertikalen versiegelten Qi-

lindre unter der Kolbenmasse m = 10 kg und

Fläche s \u003d 20 cm2 ist ein Ideal

ny einatomiges Gas. Anfänglich

der Kolben befand sich auf einer Höhe h = 20 cm

vom Boden des Zylinders und nach dem Erhitzen

der Kolben ist auf eine Höhe H = 25 cm gestiegen.

Wie viel Wärme wurde dem Gas zugeführt

beim Heizen? Externer Druck

p0 = 105 Pa.

1. Gasdruck beim Erhitzen -

Reis. 13.3. Ideales Gas unter einem Kolben

mg + pS = pS;

p1 = p2 = 1,5 · 105 Pa;

P0S = p2S;

2. Verrichtete Arbeit beim Erhitzen:

A = p1 V = p1 S(H − h) = 15 J;

3. Aus den Zustandsgleichungen eines idealen Gases:

= vRT;

T = pV 1 ;

pV2 = vRT2 ;

T = pV2;

4. Änderung der inneren Energie des Gases:

ν R T = 3 p(V − V )

22,5 J;

5. Die dem Gas mitgeteilte Wärmemenge:

Q = A + U = 37,5 J;

C4. Der Stromkreis besteht aus einer Quelle mit ε = 21 V mit einem Innenwiderstand r = 1 Ohm und zwei Widerständen: R1 = 50 Ohm und R2 = 30 Ohm. Der Eigenwiderstand des Voltmeters Rv = 320 Ohm, der Widerstand des Amperemeters RA = 5 Ohm. Bestimmen Sie die Instrumentenablesungen.

Gesamtkreiswiderstand:

RΣ =

(R1 + R2) R3

R4;

R1 + R2 + R3

RΣ =

5 = 69 Ohm

Die Stärke des Stroms, der durch die Am-

21 = 0,3A;

Ich A =

RΣ + r

Voltmeter-Messwerte:

Reis. 13.4. Schaltplan

(R1 + R2) R3

0,3 64 = 19,2 B;

EIN R 1 + R 2 + R 3

C5. Ein Teilchen der Masse m = 10 − 7 kg, das eine Ladung q = 10 − 5 C trägt, bewegt sich in einem Magnetfeld mit der Induktion B = 2 T gleichmäßig auf einem Kreis mit dem Radius R = 2 cm. Der Kreismittelpunkt befindet sich auf der optischen Hauptlinse im Abstand d = 15 cm davon. Die Brennweite des Objektivs beträgt F = 10 cm Wie schnell bewegt sich das Teilchenbild im Objektiv?

Geschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit des Teilchens

QvB; v=

10− 5 2 2 10− 2

≈ 4

10− 7

10− 2

Objektivvergrößerung:

ein ; f=

30cm; = 2;

d - F

3. Für das Bild bleibt die Winkelgeschwindigkeit unverändert, und der Radius des Kreises verdoppelt sich, daher:

vx = ω 2R = 8 m s;

C6. Auf eine Platte mit einem Reflexionskoeffizienten ρ des einfallenden Lichts fallen jede Sekunde senkrecht N identische Photonen, und es herrscht die Lichtkraft F. Welche Wellenlänge hat das einfallende Licht?

p = St. ε f (1+ ρ ) ; pS = N hc λ (1+ ρ ) ; pS = F; F = N hc λ (1+ ρ ) ; 2. Länge des einfallenden Lichts:

λ = Nhc (1 + ρ) ; F

Reis. 14.1.1. Das Phänomen der Selbstinduktion

Reis. 14.1.2. Selbstinduktion

Möglichkeit 14

C1. Ein elektrischer Stromkreis besteht aus einer in Reihe geschalteten galvanischen Zelle ε, einer Glühbirne und einer Spule L. Beschreiben Sie die Phänomene, die beim Schließen des Schlüssels auftreten.

1. Das Phänomen der elektromagnetischen Induktion wird in allen Fällen von Änderungen des Magnetflusses durch den Stromkreis beobachtet. Insbesondere kann die Induktions-EMK im Stromkreis selbst erzeugt werden, wenn sich der Stromwert darin ändert, was zum Auftreten zusätzlicher Ströme führt. Dieses Phänomen wird als Selbstinduktion und zusätzlich auftretende Ströme bezeichnet

werden durch zusätzliche Ströme oder Selbstinduktionsströme getrieben.

2. Es ist möglich, das Phänomen der Selbstinduktion an der Anlage zu untersuchen, deren schematisches Diagramm in Abb. 1 dargestellt ist. 14.1.2. Spule L mit einer großen Anzahl von Windungen ist über einen Rheostat r und einen Schalter k mit einer EMF-Quelle ε verbunden. Zusätzlich zur Spule ist ein Galvanometer G angeschlossen. Wenn der Schalter am Punkt A kurzgeschlossen wird, verzweigt sich der Strom und der Strom i fließt durch die Spule und der Strom i1 durch das Galvanometer. Wird dann der Schalter geöffnet, dann verschwindet das Magnetfeld in der Spule,

Strom, wird ein zusätzlicher Öffnungsstrom I auftreten.

3. Nach dem Lenzschen Gesetz verhindert der Extrastrom eine Abnahme des magnetischen Flusses, d.h. wird in Richtung des abnehmenden Stroms geleitet, aber der zusätzliche Strom fließt durch das Galvanometer in der Richtung, die der ursprünglichen entgegengesetzt ist, was dazu führt, dass die Galvanometernadel in die entgegengesetzte Richtung geworfen wird. Wenn die Spule mit einem Eisenkern versehen ist, nimmt die Größe des zusätzlichen Stroms zu. Anstelle eines Galvanometers können Sie in diesem Fall eine Glühbirne einschalten, die tatsächlich in den Zustand des Problems versetzt ist; wenn ein Selbstinduktionsstrom auftritt, blinkt die Glühbirne hell.

4. Es ist bekannt, dass der mit der Spule gekoppelte magnetische Fluss proportional zur Größe des durch sie fließenden Stroms ist

ψ = Li ,

der Proportionalitätsfaktor L wird als Induktivität des Stromkreises bezeichnet. Die Dimension der Induktivität wird durch die Gleichung bestimmt:

L \u003d d ich ψ , [ L] \u003d Wb EIN \u003d Hn (Henry) .

5. Wir erhalten die Gleichung für die EMK der Selbstinduktion ε si für die Spule:

	εsi = −				(Li) = −L

6. Im allgemeinen Fall kann die Induktivität zusammen mit der Geometrie der Spule in Medien von der Stromstärke abhängen, d.h. L \u003d f (i) Dies kann beim Differenzieren berücksichtigt werden

dL dt = dL di dtdi .

7. Die EMF der Selbstinduktion wird unter Berücksichtigung der letzten Beziehung durch die folgende Gleichung dargestellt:

εsi = − L + dL di .

8. Wenn die Induktivität nicht von der Größe des Stroms abhängt, vereinfacht sich die Gleichung

εsi = − L dt di .

9. Somit ist die EMF der Selbstinduktion proportional zur Änderungsrate der Stromstärke.

10. Wenn Strom an die Schaltung angelegt wird,

Wie in Abbildung 14.1.3 in der Schaltung gezeigt, steigt der Strom aufgrund des Phänomens der Selbstinduktion über einen bestimmten Zeitraum von Null auf den Nennwert an. Die austretenden Extraströmungen sind gemäß der Lenz-Regel immer entgegengesetzt gerichtet, d.h. sie stören die Ursache, die sie verursacht. Sie verhindern den Anstieg des Stroms im Stromkreis. In einem gegeben

Fall, wenn der Schlüssel geschlossen ist, das Licht Reis. 13.1.3. Strom erzeugen und unterbrechen wird nicht sofort aufflammen, aber sein Glühen wird mit der Zeit zunehmen.

11. Wenn der Schalter in Position 1 angeschlossen ist, verhindern zusätzliche Ströme einen Anstieg des Stroms im Stromkreis, und in Position 2 dagegen verlangsamen zusätzliche Ströme die Abnahme des Hauptstroms. Zur einfacheren Analyse nehmen wir an, dass der im Stromkreis enthaltene Widerstand R den Widerstand des Stromkreises, den Innenwiderstand der Quelle und den aktiven Widerstand der Spule L charakterisiert. Das Ohmsche Gesetz hat in diesem Fall die Form:

ε + εsi = iR ,

wobei ε die EMK der Quelle ist, ε si die EMK der Selbstinduktion ist, i der Momentanwert des Stroms ist, der eine Funktion der Zeit ist. Lassen Sie uns die Selbstinduktions-EMF-Gleichung in das Ohmsche Gesetz einsetzen:

L dt di +iR = ε.

12. Wir dividieren die Variablen in der Differentialgleichung:

	Ldi = (ε − iR) dt,
		(ε − iR )

und integrieren unter der Annahme, dass L konstant ist: L ∫ ε − di iR = ∫ dt ,

R L ln(ε − iR) = t + const .

13. Es ist ersichtlich, dass die allgemeine Lösung der Differentialgleichung wie folgt dargestellt werden kann:

i(t) = R. ε − cons te − RL t .

14. Bestimmen wir die Integrationskonstante aus den Anfangsbedingungen. Bei t = 0

in Im Moment der Stromversorgung ist der Strom im Stromkreis gleich Null i(t) = 0. Durch Einsetzen des Nullwerts des Stroms erhalten wir:

const = Rε .

15. Die Lösung der Gleichung i(t) nimmt die endgültige Form an:

ich (t) =
			− er .

16. Aus der Gleichung folgt insbesondere, dass bei geschlossenem Schlüssel (Abb. 13.1.1) die Stromstärke exponentiell ansteigt.

C2. Nach dem Aufprall im Punkt A rutscht der Kasten mit einer Anfangsgeschwindigkeit v0 = 5 m/s die schiefe Ebene hinauf. Am Punkt B hebt die Kiste von der schiefen Ebene ab. In welchem ​​Abstand S von der schiefen Ebene fällt die Kiste? Der Reibungskoeffizient des Kastens in der Ebene μ = 0,2. Die Länge der schiefen Ebene AB \u003d L \u003d 0,5 m, der Neigungswinkel der Ebene α \u003d 300. Luftwiderstand ignorieren.

1. Beim Verschieben aus der Ausgangsposition das anfänglich gemeldete Feld

Reis. 14.2. Flugbox Bewegungsenergie wird gegen die Kraft in Arbeit umgewandelt

Reibung, die kinetische Energie am Punkt B und die Zunahme der potentiellen Energie der Kiste:

MV 0 2	MV B 2	+ μ mgLcosα + mgLcosα; v0 2 = vB 2 + 2gLcosε (μ + 1) ;
	v B =	v0 2 − 2gLcosα (μ + 1) = 25 − 2 10 0,5 0,87 1,2 4

2. Von Punkt B aus bewegt sich die Kiste auf einer parabelförmigen Bahn:

	x(t) = vB cosα t;		y(t) = h + vB sin α t −
	y(τ) = 0; h = Lcosα;
g 2	− vB sin ατ − Lcosα = 0; 5τ			− 2τ − 0,435 = 0;			− 0,4τ − 0,087
	τ = 0,2 +	0,04 + 0,087 ≈ 0,57c;

3. Abstand von der schiefen Ebene zum Fallpunkt: x(τ) = vB cosατ ≈ 4 0,87 0,57 ≈ 1,98m;

C3. Ein ideales einatomiges Gas in einer Menge von ν = 2 mol wurde zunächst durch 2-fache Druckverringerung abgekühlt und dann auf die Anfangstemperatur T1 = 360 K erhitzt. Wie viel Wärme erhielt das Gas im Abschnitt 2 − 3?

1. Gastemperatur im Zustand 2:

= vRT;

T2=

p 1 V = ν RT ;

2=180K;

2. Änderung der inneren Energie des Gases

in Abschnitt 2 → 3:

→3

νR(T − T);

Abb.14.3. Zustandsänderung des Gases

U2 → 3 = 1,5

2 8,31 180 ≈ 4487 J;

3. Die Punkte 2 und 3 liegen auf der gleichen Isobaren, also:

pV = vRT ;

vRT2

= v RT 3 ;

pV3 = vRT3 ;

4. Gasbetrieb in Abschnitt 2 → 3:

A2 → 3 = p(V3 − V2 ) = ν R(T3 − T2 ) ≈ 2992J; 5. Durch Gas aufgenommene Wärme:

Q = U2 → 3 + A2 → 3 ≈ 7478J;

C4. Der Stromkreis besteht aus einer EMK-Quelle mit ε = 21 V mit einem Innenwiderstand r = 1 Ohm, Widerständen R1 = 50 Ohm, R2 = 30 Ohm, einem Voltmeter mit eigenem Widerstand RV = 320 Ohm und einem Amperemeter mit Widerstand RA = 5 Ohm. Bestimmen Sie die Instrumentenablesungen.

1. Lastwiderstand:

RV,A = RV + RA = 325 Ohm; R1,2 = R1 + R2 = 80 Ohm; V ≈ 20,4 B;

C5. Ein Teilchen mit einer Masse m = 10 − 7 kg und einer Ladung q = 10 − 5 C bewegt sich mit einer konstanten Geschwindigkeit v = 6 m/s auf einer Kreisbahn in einem Magnetfeld mit einer Induktion B = 1,5 T. Der Kreismittelpunkt liegt auf der optischen Hauptachse der Sammellinse, die Kreisebene steht senkrecht auf der optischen Hauptachse und hat von dieser einen Abstand d = 15 cm. Die Brennweite der Linse ist F = 10 cm Auf einem Kreis mit welchem ​​Radius bewegt sich das Teilchenbild in der Linse?

1. Radius der Teilchenbewegung:

QvB; R=

2. Linsenvergrößerung:

; f=

30cm; = 2;

d - F

3. Bildradius:

R* = 2R =

2mv=

2 10− 7 6

≈ 0,08 m;

10− 5 1,5

C6. Auf eine Platte mit einer Fläche S = 4 cm2, die 70 % des einfallenden Lichts reflektiert und 30 % absorbiert, fällt senkrecht Licht mit einer Wellenlänge λ = 600 nm. Lichtstromleistung N = 120 W. Wie viel Druck übt das Licht auf die Platte aus?

1. Leichter Druck auf die Platte:						120 (1+ 0,7)
		(1 + p) =			+ ρ) =				≈ 1,7 10	−3
							−4

Beispiel . Ein Teilchen der Masse m, das eine Ladung q trägt, fliegt in ein homogenes Magnetfeld senkrecht zu den Linien des Vektors BEIM(Abb. 10). Bestimmen Sie den Radius des Kreises, die Periode und die Kreisfrequenz des geladenen Teilchens.

Entscheidung . Die magnetische Komponente der Lorentzkraft krümmt die Flugbahn des Teilchens, bringt es aber nicht aus der Ebene senkrecht zum Feld. Der Absolutwert der Geschwindigkeit ändert sich nicht, die Kraft bleibt konstant, das Teilchen bewegt sich also auf einer Kreisbahn. Gleichsetzung der magnetischen Komponente der Lorentzkraft mit der Zentrifugalkraft

wir erhalten für den Radius des Teilchens die Gleichheit

Teilchenumlaufzeit

. (3.3.3)

Die Kreisfrequenz ω ist die Umdrehung des Teilchens, also die Anzahl der Umdrehungen in 2π Sekunden,

(3.3.3 ΄).

Antworten : R = mv/(qB); ω = qB/m; für eine bestimmte Art von Teilchen hängen Periode und Frequenz nur von der Induktion des Magnetfelds ab.

Betrachten Sie die Bewegung eines Teilchens, das sich unter einem Winkel bewegt< 90° к направлению линий вектора BEIM(Abb. 11). Bestimmen wir die Steigung der Helix h. Geschwindigkeit v hat zwei Komponenten, von denen eine v çç = v cosβ parallel ist BEIM, das andere v ^ = v sin β steht senkrecht auf den magnetischen Induktionslinien BEIM.

Wenn sich ein Partikel entlang von Linien bewegt BEIM die magnetische Komponente der Kraft ist Null, also bewegt sich das Teilchen gleichmäßig mit einer Geschwindigkeit entlang des Feldes

vçç = v cosβ.

Helixsteigung

h = v çç T = v T cosβ.

Durch Ersetzen des Ausdrucks für T aus Formel (1.3.3) erhalten wir:

(3.3.4)

Je Leiterelement mit Strom-Id l Ampèrekraft wirkt in einem Magnetfeld.

oder in Skalarform

dF = I dl B sinα, (3.3.5)

wobei α der Winkel zwischen dem Leiterelement und der magnetischen Induktion ist.

Für einen Leiter endlicher Länge ist es notwendig, das Integral zu bilden:

F= ich ∫ . (3.3.6)

Die Richtung der Ampère-Kraft sowie der Lorentz-Kraft (siehe oben) wird durch die Linke-Hand-Regel bestimmt. Aber unter Berücksichtigung der Tatsache, dass hier vier Finger entlang der Strömung geführt werden.

Beispiel . Ein Leiter in Form eines Halbrings mit einem Radius R = 5 cm (Abb. 12) wird in ein homogenes Magnetfeld gebracht, dessen Kraftlinien von uns weg gerichtet sind (durch Kreuze dargestellt). Finden Sie die auf den Leiter wirkende Kraft, wenn die Stärke des durch den Leiter fließenden Stroms I \u003d 2 A und die Magnetfeldinduktion B \u003d 1 μT beträgt.

Entscheidung . Wir verwenden Formel (3.3.6) und berücksichtigen dabei, dass das Integral ein Vektorprodukt und damit letztlich eine Vektorgröße ist. Es ist bequem, die Summe von Vektoren zu finden, indem man Vektoren - Terme auf die Koordinatenachse projiziert und ihre Projektionen addiert. Wenn das Problem in Skalarform gelöst wird, kann das Integral daher als Summe von Integralen dargestellt werden:

F = ∫ dF ich , F = ∫ dF x + ∫ dF y.

Nach der Linke-Hand-Regel finden wir die Kraftvektoren d F wirkt auf jedes Element des Leiters (Abb. 12).

Das erste Integral auf der rechten Seite ist gleich Null, weil die Summe der Projektionen d F gleich Null ist, wie sich aus der Abbildung ergibt: Aufgrund der Symmetrie des Bildes entspricht jeder positiven Projektion eine negative Projektion gleicher Größe. Dann ist die gesuchte Kraft nur noch gleich dem zweiten Integral

F = ∫ dF y = ∫ dF cosβ,

wobei β der Winkel zwischen den Vektoren d ist F und Achse ОΥ, und das Längenelement des Leiters kann dargestellt werden als dl = R cos β. Da der Winkel von der ОΥ-Achse nach links und rechts gemessen wird, sind die Integrationsgrenzen die Werte - 90 0 und 90 0 . Durch Einsetzen von dl in dF und Auflösen des zweiten Integrals erhalten wir

F=

Numerische Berechnung ergibt: F = 2 2 A 10 -6 T 0,05 m = 2 10 -7 N.

Antworten: F = 2 10 -7 N.

Das Ampèresche Gesetz gibt einen Ausdruck für die Kraft, mit der zwei unendlich lang parallel zueinander Leiter mit Strömen , die sich im Abstand b voneinander befinden:

(3.3.7)

Es lässt sich zeigen, dass Leiter mit in einer Richtung fließenden Strömen bei antiparallelen Strömen angezogen und abgestoßen werden.

am Rahmen ( Schaltkreis) Kräfte wirken bei Strom in einem Magnetfeld. Die versuchen, sie so zu verwandeln. Um das magnetische Moment zu machen R m Rahmen fiel mit der Richtung der magnetischen Induktion zusammen. Gleichzeitig das Drehmoment M, der mit dem Strom I auf die Schaltungsfläche S einwirkt, gleich ist

M = I S B sinα, (3.3.8)

wobei α der Winkel zwischen der magnetischen Induktion und der Normalen zum Rahmen ist. In Vektorform

M = [ P m , B].

Die Position, in der der Winkel α = 0 0 ist. namens stabiles Gleichgewicht, und die Position mit α = 180 0 - instabiles Gleichgewicht.

Elementare Arbeit des Magnetfeldes, wenn der Rahmen um einen Winkel α gedreht wird