ХОЧУ ПОЛУЧИТЬ 5 ЗА ЕГЭ ПО ФИЗИКЕ

 

    П О М О Щ Ь  А Б И Т У Р И Е Н Т У  П О  Ф И З И К Е

            КУПИТЬ  КНИГУ                                                                                                             

                         ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ  

               

                                      С о д е р ж а н и е    к н и г и

    1. в В Е Д Е Н И Е.  

     2. Т Е О Р Е Т И Ч Е С К И Й    О Б З О Р.

     3. Р Е Ш Е Н И Е  З А Д А Ч  Ч А С Т и  1  ЕГЭ  -  105  З А Д А Ч.

3-1. Закон электромагнитной индукции  

3-2. Проводник в магнитном поле  

3-3. Переменный ток

3-4. Колебательный контур

     4. Р Е Ш Е Н И Е  З А Д А Ч  Ч А С Т И  2  ЕГЭ  -  78  З А Д А Ч.

4-1. Закон электромагнитной индукции  

4-2. Проводник в магнитном поле 

4-3. Индуктивность. Самоиндукция   

4-4. Переменный ток 

4-5. Колебательный контур 

     5. зАДАЧИ  САМОСТОЯТЕЛЬНОГО  РЕШЕНИЯ - 18  з а д а ч.

     6. т А Б Л И Ц Ы    С   Ф О Р М У Л А М И.

  44 урока по физике для абитуриентов Вы найдете в серии книжек  с  общим    названием "САМ СЕБЕ РЕПЕТИТОР".  
 

      В  КАЧЕСТВЕ  ПРИМЕРА  НИЖЕ  ПРИВЕДЕНЫ  4  ЗАДАЧИ  ИЗ  183  ЗАДАЧ  ПО ТЕМЕ  "ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ"  С  ПОДРОБНЫМИ  РЕШЕНИЯМИ 

 

 

      Р Е Ш Е Н И Е  З А Д А Ч   Ч А С Т и  1 ЕГЭ

                                                                   

                                                                    Задача № 1-1

     Определите магнитный поток, пронизывающий плоскую прямоугольную площадку со сторонами a =  25 см и b = 60 см, если  индукция магнитного поля  во всех точках площадки равна  B = 1,5 Тл, а вектор магнитной индукции образует с вектором-нормалью к этой площадке угол, равный: 1) α1 = 0о,  2) α2 = 45о, 3) α3 = 90о.

         Дано: a =  0,25 м, b = 0,60 м, B = 1,5 Тл, α1= 0о, α2= 45о, α3= 90о. Определить Ф1-? Ф2-? Ф3-?

                                 

                                                                                          Рис. 18.

         Фундаментальная формула расчета магнитного потока Ф через контур (здесь площадку) в случае однородного магнитного поля имеет вид: Φ = BScosα, где S = a·b = 0,15 м2 – площадь площадки, α – угол между вектором В и вектором-нормалью n к площадке.

         Рассмотрим три предложенных в задаче случая:

1) (рис.18, а): α1 = 0о. В этом случае получаем максимальное значение магнитного потока через площадку: Φ1 = BScos0о = BS = 0,225 Вб.

2) (рис.18, b): α2 = 45о. Получаем промежуточное значение магнитного потока через площадку:   Φ2 = BScos45о = 0,707BS = 0159 Вб.

3)  (рис.18, с): α3 = 90о. В этом случае силовые линии магнитного поля не пересекают площадку, а вектор В параллелен плоскости площадки: Φ3 = BScos90о = 0.

                                                         

                                                                                       Задача № 1-28

         Из провода длиной L = 1,2 м с погонным сопротивлением r  = 2 Ом/м сделан прямоугольный замкнутый контур с соотношением сторон 2:1. Контур по­мещён в однородное магнитное поле с индукцией В = 100 мТл так, что линии поля перпендикулярны плоскости контура. Какое количество электричества Q протечет по контуру, если из него сделать квадрат? 

         Дано:  L = 1,2 м, r  = 2 Ом/м, В = 10-1 Тл, а:б =  2:1.  Определить  Q - ?

         Определим сначала сопротивление провода  R = rL = 2,4 Ом. У прямоугольного замкнутого контура с соотношением сторон 2:1 стороны равны  а = 0,4 м, b = 0,2 м. Площадь прямоугольника равна S1 = а·b = 0,08 м2Сторона преобразованного квадратного контура равна с = 0,3 м,  площадь получившегося квадрата равна S2 = с2 = 0,09 м2.

         Магнитный поток, пронизывающий прямоугольный контур равен Ф1 = ВS1. Поток, пронизывающий квадратный контур равен Ф2 = ВS2. Тогда изменение потока при преобразовании контура будет равно  ΔФ = Ф2Ф1 = В(S2 - S1).

         Количество электричества, которое в этом случае протечет по контуру, равно

                                                    

 

            Р Е Ш Е Н И Е  З А Д А Ч   Ч А С Т И  ЕГЭ

                                                                  

                                                                    Задача № 2-8

         Незаряженный металлический цилиндр вращается в магнитном поле с угловой скоростью ω вокруг своей оси. Индyкция магнитного поля направлена вдоль оси цилиндра. Каково должно быть значение индукции магнитного поля, чтобы в цилиндре не возникало электрическое поле? 

         Дано: ω, m, е.  Определить В - ?

                                                       

                                                                      Рис. 2.6.

Предположим, что цилиндр вращается против часовой стрелки, как показано на рисунке. Электрическое поле внутри цилиндра не возникнет, если не будет происходить смещение свободных электронов. Это соответствует тому, что каждый свободный электрон движется по окружности с угловой скоростью ω.

Рассмотрим электрон, находящийся на расстоянии r от оси вращения. Тогда электрон движется по окружности с линейной скоростью V = ωr. Чтобы электрон двигался по окружности на него должна действовать центростремительная сила. В данном случае этой силой является сила Лоренца Fл = еVВ, которая сообщает электрону центростремительное ускорение ац = ω2r.

Для того, чтобы сила Лоренца была направлена к оси вращения, необходимо, чтобы индукция магнитного поля В была направлена вверх, если цилиндр вращается против часовой стрелки, и вниз, если цилиндр вращается по часовой стрелке (правило левой руки).

По второму закону Ньютона Fл = mац   =>    еVВ = mω2r.

Подставляя в это уравнение выражение для линейной скорости V = ωr,  находим

                                                           В = mω2.

                                                                   

                                                                    Задача № 2-13

         Квадратную рамку со стороной а помещают в однородное магнитное поле, которое  перпендикулярно ее плоскости (рис. 30). При этом по рамке протекает заряд Q. Какой заряд протечет по рамке, если ей при неизменном поле придать форму двух равных квадратов без пересечения (рис. 30, б) и при последующем пересечением (рис. 30, в). Сопротивление рамки равно R.

         Дано: а, Q, R. Определить q3 - ?

                     

                                                                         Рис. 30.

         Сначала определим индукцию магнитного поля В по величине заряда Q, прошедшего по рамке при внесении её в поле. Поток через рамку в этом случае изменился от 0 до Фо = Ва2, то есть изменение магнитного потока через рамку равно ΔΦo = Ba².

         Это изменение потока происходит за некоторое время t, следовательно, в рамке возникает ЭДС индукции i| = ΔΦо/t, в рамке появится ток  I = εi/R = ΔΦо/tR. Тогда по рамке за время t протечет заряд Q = It = ΔΦo/R = Ba²/R,  откуда индукция магнитного поля равна  В = QR/a².

         Магнитный поток при изгибе рамки в два квадрата без пересечения равен

                                                                 Ф1 = В·2а2/4 = Ва2/2.

         Изменение магнитного потока в этом случае  

                                                        ΔΦ1 = Ф1 – Фо = В(а2/2 – а2) = - Ва2/2.  

         Тогда заряд, протекающий по рамке равен  q1 = |ΔΦ1/R| = Ba²/2R.

         При повороте одного из квадратов на 180о вокруг диагонали (рис. 30, в) общая площадь контура не меняется. Однако, в конечном положении магнитные потоки, пронизывающие отдельные квадраты, вычитаются друг из друга так, что общий поток через контур равен нулю  Ф2 = 0. Поэтому при повороте квадрата изменение магнитного потока будет равно

                                                        ΔΦ2 = Ф2 – Ф1 = В(0 - а2/2) = -Ва2/2.

         При этом по рамке протекает заряд  q2  = |ΔΦ2/R| = Ba²/2R.

         Полный заряд, прошедший по рамке при её изгибе и повороте, равен

                                           

                                                                  

            КУПИТЬ  КНИГУ                                                                          ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА

                                            телефон:   +79175649529,  почта:  gaegoralev@mail.ru

                ©   Содержание  и  дизайн:  Александр  Горский.     egefizika5.com

/