Посібник адресований вчителям фізики та учням 11 класу і містить 8 самостійних та 4 контрольних роботи до всіх тем курсу, розроблених відповідно до діючих програм та підручників.

Завдання контрольних робіт складені для трьох рівнів складності: найпростіші (І рівень), нескладні (ІІ рівень) та підвищеної складності (ІІІ рівень) задачі з урахуванням вимог до знань і вмінь учнів, передбачених програмами загальноосвітніх шкіл.

Запропоновані рівневі завдання дають можливість проводити контроль знань учнів з використанням диференціації за вибором самого учня.

Самостійні роботи розроблені у восьми варіантах, а контрольні роботи в чотирьох варіантах, що дає можливість забезпечити самостійну роботу кожного учня.

У самостійних та контрольних роботах пропонуються задачі різних типів – розрахункові, графічні.

Тематичні контрольні роботи оцінюються за 12-бальною системою.

Виконання задачі I рівня оцінюється в 2 бала.

Виконання задачі II рівня оцінюється в 3 бала.

Виконання задачі III рівня оцінюється в 4 бала.

Самостійна робота №1

                                            Електромагнітна індукція

Варіант 1

1 рівень

Задача 1. Визначити зміну магнітного потоку через котушку, якщо вона має 2*10³ витків, і за 10^-2 с в ній виникає ЕРС індукції 200В.

Задача 2. Визначити напрям індукційного струму в кільці:

 

Рівень

Задача 1. Котушку опором 100Ом, що має 10³ витків і площу 5см², внесено в однорідне магнітне поле. Протягом деякого часу індукція магнітного поля зменшилася від 0,8Тл до 0,3Тл. Який заряд індуковано в котушці за цей час.

Задача 2. Визначити індуктивність котушки, якщо зі зміною сили струму з 5А до

10А за 0,1с, у ній виникає ЕРС самоіндукції 10В. Як при цьому змінилась енергія магнітного поля?

Рівень

Задача 1. Котушка опором 20 Ом та індуктивністю 10^-2Гн вміщена в змінне магнітне поле. Коли створюваний цим полем магнітний потік збільшився на 10^-3Вб, сила струму в котушці зросла на5*10² А. Який заряд пройшов при цьому по котушці?

 

Варіант 2

Рівень

Задача 1. Яка індуктивність котушки, якщо при зміні в ній сили струму з 5А на 10А за 0,61с виникає ЕРС самоіндукції 20В?

Задача 2. На малюнку наведено випадок електромагнітної індукції. Сформулювати і розв’язати задачу:

 

Рівень

Задача 1. Рамка площею 400см², що має 100 витків, обертається в однорідному магнітному полі, індукція якого становить 10^-2Тл, з періодом 0,1с. Визначити максимальне значення ЕРС індукції в рамці, якщо вісь обертання рамки перпендикулярна до лінії магнітної індукції.

Задача 2. У котушці опором 5 Ом проходить струм 17А. Індуктивність котушки – 50мГн. Яка буде напруга на затискачах котушки, якщо струм у ній рівномірно зростатиме зі швидкістю 10³А/с?

Рівень

Задача 1. В однорідному магнітному полі поступально рівномірно рухається квадратна рамка 8×8см. Площина рамки перпендикулярна до лінії магнітної індукції, а дві її сторони паралельні межі поля. Опір рамки 1Ом, магнітна індукція поля 0,63Тл. З якою швидкістю повинна рухатись рамка, щоб за час виходу її з магнітного поля на опорі виділилось 10^-3Дж тепла?

Варіант 3

Рівень

Задача 1. Магнітний потік, що пронизує контур провідника, рівномірно змінився на 0,6Вб так, що ЕРС індукції дорівнює 1,2В. Визначити час зміни магнітного потоку і силу індукційного струму, якщо опір провідника 0,24Ом.

Задача 2. Якого напряму струм буде індукуватись у котушці В при замиканні ключа?

Рівень

Задача1. По горизонтальних рейках, розташованих у вертикальному магнітному полі з індукцією 10^-2Тл, ковзає провідник завдовжки 1м зі сталою швидкістю 10м/с. Кінці рейок замкнуті на опір 2Ом. Яка кількість теплоти виділиться на опорі за 1с? Опором провідника рейок знехтувати.

Задача 2. Магнітний потік, що пронизує котушку з 500 витками, змінюється за 0,2с від 0 до1,2×10^-2Вб. Визначити ЕРС самоіндукції, яка виникає в котушці та її індуктивність, якщо сила струму за цей час змінюється від 0 до 0,5А.

Рівень

Задача 1. При зміні сили струму в котушці індуктивністю 0,11Гн в 5,13 рази енергія магнітного поля змінилася на 16,2Дж. Визначити початкові значення енергії та сили струму.

 

Варіант 4

Рівень

Задача 1. Реактивний літак з розмахом крил 43,3м летить горизонтально зі швидкістю 800км/год. Визначити різницю потенціалів, що виникає на кінцях крил, якщо вертикальна складова індукції магнітного поля землі 5×10^-5Тл.

Задача 2. Якого напрямку струм буде індукуватися у котушці В при розмиканні ключа?

Рівень.

Задача 1. До джерела струму з ЕРС 40В і внутрішнім опором 1Ом приєднали котушку з опором 3Ом. Визначити індуктивність котушки, якщо при встановленні постійної сили струму енергія магнітного поля в котушці дорівнює 7,5Дж. Яке середнє значення ЕРС самоіндукції в контурі при розмиканні кола за 0,015с?

Задача 2. Дротяне кільце, радіусом 5см, розміщене в магнітному полі з індукцією 1Тл так, що вектор індукції перпендикулярний до площини кільця. Визначити ЕРС індукції, що виникає в кільці, якщо його повернути на кут90° за 0,1с.

Рівень

Задача 1. В однорідному магнітному полі, індукція якого 0,25Тл, знаходиться плоска котушка, радіусом 25см, яка має 75 витків. Площина котушки складає кут 60° з напрямком вектора індукції. Визначити обертальний момент, який діє на котушку в магнітному полі, якщо по витках тече струм 3А. Яку роботу треба виконати, щоб видалити котушку з магнітного поля?

 

Варіант 5.

Рівень.

Задача 1. Визначити енергію магнітного поля котушки, в якій при силі струму 8А виникає магнітний потік 0,6Вб.

Задача 2..Якого напрямку струм буде індукуватися в котушці В при замиканні ключа?

 

Рівень.

Задача 1. При зміні сили струму з 2,5А до 14,5А у котушці, що має 800 витків, магнітний потік збільшився на 2,4×10^-3Вб.Чому дорівнює середня ЕРС самоіндукції в котушці, якщо зміна струму відбувалася за 0,15с? Визначити індуктивність котушки і енергію магнітного поля в котушці при силі струму 5А.

 

Задача 2. Провідник завдовжки 15см помістили в магнітне поле з індукцією2Тл. Кінці провідника кінці провідника замкнули гнучким дротом, що знаходиться поза полем. Опір кола – 0,5Ом. Яка потужність потрібна, щоб рухати провідник перпендикулярно до ліній індукції зі швидкістю 10м/с?

Рівень.

Задача 1. В однорідному магнітному полі, індукцією 0,04Тл, знаходиться круговий виток, радіусом 5см, по якому тече струм 1А. Виток розміщений так, що його площина перпендикулярна лініям індукції поля. Яку роботу треба виконати, щоб повернути виток на 90° навколо осі, яка співпадає з його діаметром?

 

Варіант 6.

Рівень.

Задача 1. Під яким кутом до ліній індукції однорідного магнітного поля, індукцією 0,5Тл треба переміщати провідник завдовжки 0,4м зі швидкістю 15м/с, щоб у ньому виникла ЕРС 2,12В?

Задача 2. Якого напрямку струм буде індукуватися у котушці В при розмиканні ключа?

Рівень.

Задача 1. Соленоїд діаметром 8см, що має 80 витків, розміщений в однорідному магнітному полі з індукцією 0,06Тл. Соленоїд повертається на кут 180° протягом 0,2с. Визначити ЕРС індукції в соленоїді, якщо його вісь напрямлена вздовж поля.

Задача 2. У котушці за 0,01с струм зростає від 1А до 2А. При цьому в котушці виникає ЕРС самоіндукції 20В. Визначити індуктивність і зміну енергії магнітного поля котушки.

Рівень.

Задача 1. Прямий провідник довжиною 1,5м, рухаючись рівноприскорено в однорідному магнітному полі з початковою швидкістю 3м/с та прискоренням 10м/с² перемістився на відстань 0,5м. Знайти середню ЕРС індукції в провіднику. Індукція магнітного поля дорівнює 0,2Тл та напрямлена перпендикулярно швидкості руху провідника. Знайти, також, миттєве значення ЕРС індукції в провіднику в кінці переміщення.

 

Варіант 7.

1 рівень.

Задача 1. Якою буде енергія магнітного поля котушки, індуктивність якої 10Гн, якщо по ній проходить струм 4А?

Задача 2. На малюнку наведено приклад електромагнітної індукції. Сформулювати і розв’язати задачу.

 

Рівень.

Задача 1. Мідне кільце радіусом 20см і опором 2Ом, розміщене в магнітному полі, перпендикулярно до вектора магнітної індукції в 4Тл, витягують у складену вдвічі пряму. Який індуктивний заряд проходить при цьому по кільцю?

Задача 2. Через поперечний переріз котушки індуктивністю12мГн проходить заряд 6∙10^-2Кл за 0,01с. Яка енергія магнітного поля та магнітний потік всередині котушки? Чому дорівнює ЕРС самоіндукції в момент розмикання кола, якщо магнітний потік зменшився до нуля за 0,05с?

Рівень

Задача 1. Алюмінієве кільце розміщене в однорідному магнітному полі так, що його площина перпендикулярна вектору магнітної індукції поля. Діаметр кільця 25см, товщина дроту кільця – 2мм. Визначити швидкість зміни магнітної індукції поля з часом, якщо при цьому в кільці виникає індуктивний струм 12А.

Варіант 8.

Рівень

Задача 1. На скільки амперів за секунду повинен зменшитися струм, щоб в обмотці електромагніту з індуктивністю 3,5Гн збуджувалася ЕРС самоіндукції 70В?

Задача 2. На малюнку наведено приклад електромагнітної індукції. Сформулювати і розв’язати задачу.

Рівень.

Задача 1.Котушку з 10³ витків замкнено на коротко і поміщено в магнітне поле, напрямлене вздовж її осі. Площа поперечного перерізу котушки – 40см², її повний опір – 160 Ом. Яка потужність виділяється в формі теплоти, якщо індукція магнітного поля змінюється зі швидкістю 10^-3Тл/с?

Задача 2. По горизонтальних мідних шинах, розташованих у вертикальному магнітному полі з індукцією 1,6Тл, ковзає провідник довжиною 0,6м і опором 2∙10^-2Ом зі сталою швидкістю 0,5м/с. Шини підключені до джерела струму з ЕРС 0,96В і внутрішнім опором 10^-2Ом. Визначити силу струму в провіднику, потужність, що витрачається на нагрівання провідника. Опором мідних шин знехтувати.

Рівень.

Задача 1. Котушку з малим опором та індуктивністю 3Гн приєднують до джерела струму з ЕРС 15В з дуже малим внутрішнім опором. Через який проміжок часу сила струму в котушці досягне 50А?

 

Варіант 9.

Рівень.

Задача 1.Усоленоїді проходить струм 2А. Магнітний потік, що пронизує поперечний переріз соленоїда, дорівнює 4мкВб. Визначити індуктивність соленоїда, якщо він має 800 витків.

Задача 2.У вертикальній площині підвішене на двох нитках мідне кільце. В нього один раз вводять сталевий стрижень, а другий раз – магніт. Чи впливає рух магніту і стрижня на положення кільця? Пояснити малюнком.

Рівень

Задача 1. Горизонтальний металевий стрижень завдовжки 0,5м обертається навколо вертикальної осі, що проходить через один з його кінців, зі швидкістю 2об/с. Визначити різницю потенціалів між кінцями стрижня, якщо вертикальна складова індукції магнітного поля Землі становить 5∙10^-5Тл.

Задача 2. Соленоїд довжиною 50см і площею поперечного перерізу 2см² має індуктивність 2∙10^-7Гн. При якій силі струму об’ємна густина енергії магнітного поля всередині соленоїда становитиме10^-3Дж/м³?

Рівень.

Задача 1. Соленоїд діаметром 10см і довжиною 60см має 1000 витків. Сила струму в ньому рівномірно зростає на 0,2А за 1с. На соленоїд надіте кільце з мідного дроту з площею перерізу 2мм². Знайти силу індукційного струму в кільці.

 

Варіант 10.

Рівень.

Задача 1. Котушку з індуктивністю 2,4Гн замикають на джерело струму з ЕРС 12В. Через який час струм у котушці досягне значення 40А? Опір котушки і внутрішній опір джерела струму мізерно малі.

Задача 2. На малюнку наведено приклад магнітної індукції. Сформулювати і розв’язати задачу.

Рівень.

Задача 1. Обмотка електромагніту має індуктивність 0,5Гн, опір 15Ом та знаходиться під напругою. Визначити час, на протязі якого в обмотці виділяється кількість теплоти рівна енергії магнітного поля в осерді електромагніту.

Задача 2. Плоский виток площею 10см² знаходиться в однорідному магнітному полі перпендикулярно до ліній індукції магнітного поля. Опір витка – 1Ом. Який струм проходить по витку, якщо магнітна індукція зменшується зі швидкістю 0,01Тл/с.

Рівень.

Задача 1. Соленоїд довжиною 50см і діаметром 0,8см має 80000 витків мідного дроту і знаходиться під напругою. Визначити час, за який в обмотці соленоїда виділиться кількість теплоти, рівна енергії магнітного поля в соленоїді.

Варіант 11.

1 рівень.

Задача 1. Потік магнітної індукції через поперечний переріз котушки, яка має 1000 витків, змінюється на 2мВб внаслідок зміни сили струму в котушці від 4 до 20А. Визначити індуктивність котушки.

Задача 2. На малюнку наведено приклад електромагнітної індукції. Сформулювати і розв’язати задачу.

Рівень.

Задача 1. При зміні сили струму в електромагніті з 2,9А до 9,2А енергія магнітного поля змінилася на 12,1Дж. Знайти індуктивність електромагніта.

Задача 2. Провідник з активною довжиною 15см рухається зі швидкістю 10м/с перпендикулярно до ліній індукції однорідного магнітного поля з індукцією 2Тл. Яка сила струму виникає в провіднику, якщо його замкнути накоротко? Опір кола – 0,5Ом.

Рівень.

Задача 1. Замкнутий соленоїд з залізним осердям довжиною 150см і перерізом 20см² має 1200 витків. Визначити енергію магнітного поля соленоїда, якщо по ньому проходить струм 1А. Магнітна проникність заліза – 1400.

Варіант 12.

Рівень.

Задача 1. З якою швидкістю треба переміщати провідник, довжина активної частини якого становить 1м, під кутом 60° до вектора магнітної індукції, модуль якого дорівнює 0,2Тл, щоб у провіднику збуджувалася ЕРС індукції 1В?

Задача 2. На малюнку наведено приклад електромагнітної індукції. Сформулювати і розв’язати задачу.

2 рівень.

Задача 1. По котушці довжиною 20см і діаметром 3см, яка має 400 витків, тече струм 2А. Знайти індуктивність котушки і магнітний потік, який пронизує її переріз.

Задача 2. Через довгий соленоїд, індуктивність якого 0,4 мГн і площа поперечного перерізу 10см², проходить струм силою 0,5А. Яка індукція поля всередині соленоїда, якщо він має 100 витків?

Рівень.

Задача 1. В магнітному полі, індукція якого 50мТл, обертається стержень довжиною 1м зі сталою кутовою швидкістю 20рад/с. Вісь обертання проходить через кінець стержня і паралельна силових ліній магнітного поля. Визначте ЕРС індукції, що виникає у стержні. Виразіть одиниці вимірювання в системі Сі.

Варіант 13.

Рівень.

Задача 1. Яку довжину активної частини повинен мати провідник, щоб при переміщенні його зі швидкістю 15м/с перпендикулярно до вектора магнітної індукції, яка дорівнює 0,4Тл, у ньому збуджувалася ЕРС самоіндукції 3В?

Задача 2. На малюнку наведено приклад електромагнітної індукції. Сформулювати і розв’язати задачу.

Рівень.

Задача 1. Котушка із залізним осердям перерізом 20см² має індуктивність 0,02Гн. Якою повинна бути сила струму в котушці, щоб індукція магнітного поля в осерді була 1мТл, якщо котушка має 1000 витків?

Задача 2. Струм в короткозамкненому надпровідному соленоїді змінюється внаслідок недосконалості контакту. Утворюване цим струмом поле зменшується на 2% за годину. Визначте опір контакту R, якщо індуктивність соленоїда – 1Гн.

Рівень.

Задача 1. В однорідному магнітному полі з індукцією В=0,1Тл розташовано плоский дротяний виток, площа якого S=1000см², а опір R=20 Ом так, що його площина перпендикулярна до лінії індукції. Виток замкнено на гальванометр. Повний заряд, що пройшов через гальванометр при повороті витка q=7,5∙10^-4 Кл. На який кут повернеться виток?

Варіант 14.

Рівень.

Задача 1. Яка індукція магнітного поля, якщо в провіднику з довжиною активної частини 50см, що переміщується зі швидкістю 10м/с,, перпендикулярно до вектора індукції, збуджувалася ЕРС індукції 1,5В.

Задача 2. На малюнку наведено приклад електромагнітної індукції. Сформулювати і розв’язати задачу.

Рівень.

Задача 1. Рамка площею поперечного перерізу 10см² обертається в магнітному полі з постійною частотою. Індукція магнітного поля 0,2Тл. Вісь обертання лежить в площині рамки та перпендикулярна до ліній індукції. максимальна ЕРС, що виникає в рамці 0,05В. Визначити частоту обертів рамки.

Задача 2. Під час зміни магнітного потоку на 8мВб в контурі провідника, який охоплює цей потік, збуджується ЕРС індукції 20В. Протягом якого часу відбувається зміна магнітного потоку?

Рівень.

Задача 1. Квадратний короткозамкнений контур зі стороною а=20см, виготовлений з ніхрому, помістили в однорідне магнітне поле, індукція якого змінилась від 0,12Тл до 1,3Тл за 0,25с. Вектор індукції утворює з площиною контуру кут α=60°. Визначити питомий опір ніхрому, якщо його температура за цей час підвищилась на 0,02°С. Контур теплоізольовано, густина ніхрому 8,8∙10³ кг/м³, питома теплоємність – 420Дж/кг.К.

Варіант 15.

Рівень.

Задача 1. Знайдіть ЕРС індукції на кінцях крил літака (розмах крил – 36,5м), який летить горизонтально зі швидкістю 900км/год, якщо вертикальна складова вектора індукції магнітного поля Землі становить 5∙10^-3Тл.

Задача 2. На малюнку наведено приклад електромагнітної індукції. Сформулювати і розв’язати задачу.

Рівень.

Задача 1. Потужність теплових втрат коротко замкнутої котушки, яка поміщена в магнітне поле, лінії індукції якого спрямовані уздовж осі котушки, складає 2,5мкВт. Індукція магнітного поля змінюється з швидкістю 5мТл/с. Площа поперечного перерізу котушки 40см², опір 160Ом. Визначити кількість витків котушки.

Задача 2. Енергія магнітного поля котушки, по якій протікає постійний струм, дорівнює 3Дж. Магнітний потік через котушку 0,5Вб. Знайти силу струму.

Рівень

Задача 1. В однорідне магнітне поле з індукцією 0,55Тл, рівномірно вносять зі швидкістю 0,025м/с квадратний контур, в який увімкнено джерело струму з ЕРС 12В і внутрішнім опором 1Ом. Сторона квадрата дорівнює 15см. Знайти зміну корисної потужності в контурі при внесенні його в магнітне поле, якщо опір контуру – 3Ом. Площина контуру перпендикулярна до вектора магнітної індукції.

 

Контрольна робота №1