Тема: Электромагнитные явления

Урок 50. Вариант контрольной работы по теме «Электромагнитные явления»

Ерюткин Евгений Сергеевич

Наш урок будет посвящен завершению темы «Электромагнитное поле, электромагнитные явления». На этом уроке мы рассмотрим один из вариантов контрольной работы.

Задача 1

Задача 1

В магнитное поле помещен проводник, по которому протекает электрический ток. Направление электрического тока перпендикулярно линии магнитной индукции. Длина проводника составляет 5 см. Сила, действующая на этот проводник со стороны магнитного поля, составляет 50 мН. Сила тока 25 А. Определить значение магнитной индукции.

Дано: СИ Решение:

l = 5 cм 5^.10^-2м =

F_a=50 мН 50^.10^-3Н

I=25 А

Ответ: В=0,04 Tl

-?

Переводим длину и силу в систему СИ. Чтобы решить эту задачу, необходимо воспользоваться формулой для вычисления силы Ампера: = .

Нельзя забывать, что эта формула справедлива только тогда, когда магнитная индукция и направление силы тока (т.е. сам проводник) взаимно перпендикулярны. Из этой формулы мы находим выражение для вычисления магнитной индукции: . Подставляем значения и получаем ответ: 0,04 Тл.

Между прочим, Ампер именно таким образом и определил магнитную индукцию: через взаимодействие параллельных токов, проводников, по которым протекает электрический ток.

Задача 2

Задача 2

По указанному на рисунке графику определите максимальное амплитудное значение электрического напряжения, период колебаний этого напряжения и частоту колебаний напряжения.

Рис. 1. График к задаче 2

 

Т=0,08 [с]

U_max=150 [В].

V=

Как определить амплитудное значение переменной величины, которую мы рассматривали, – напряжение? Это максимальное по модулю значение, в данном случае 150 В. Таким образом, U_max=150 [В].

Следующий этап: надо определить время, в течение которого это колебание полностью повторяется. Из графика видно, что периодом колебания является время 0,08 с. Чтобы определить частоту колебаний, можно воспользоваться формулой связи частоты и периода. Частота определяется как отношение . Т.о. получаем, что частота колебаний составляет 12,5 Гц.

Задача 3

Задача 3

Рис. 2. К задаче 3

 

По рисунку определите направление силы Ампера, действующей на проводник с током.

Мы знаем, что в магнитном поле на проводник, по которому протекает электрический ток, действует сила Ампера. Давайте посмотрим, как же определить ее направление. Вспомним, что магнитная индукция всегда направлена от северного полюса к южному, вне магнита.

Рис. 3. Линии магнитной индукции выходят

из северного полюса и входят в южный полюс магнита

 

 

Применим правило левой руки. Располагая левую руку так, что четыре вытянутых пальца указывают направление электрического тока, а магнитная индукция входит в ладонь, мы понимаем, что отогнутый большой палец укажет направление силы Ампера.

Рис. 4. Правило левой руки позволяет определить направление силы Ампера

 

Сила Ампера будет направлена перпендикулярно наблюдателю, т.е. она будет направлена как бы из доски на нас.

Задача 4</p> <p class="MsoNormal"> <b>Задача 4</b></p> <p class="MsoNormal"> <i>Частоту электромагнитной волны увеличили в 4 раза. Как при этом изменилась длина волны?</i></p> <p class="MsoNormal"> <i>Дано:&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Решение:</i></p> <p class="MsoNormal"> <i>V=4</i><i>V₀&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; с = </i><i>l^.</i><i>V</i></p> <p class="MsoNormal"> <i>с=3^.10⁸ </i><i>_{<img height="41" src="/media/uploads/lessons/konspects/4096/images/image013.gif" width="19" />}&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;</i><i>l = </i><i>_{<img height="41" src="/media/uploads/lessons/konspects/4096/images/image014.gif" width="19" />}</i></p> <p class="MsoNormal"> <i>&nbsp;</i></p> <p class="MsoNormal"> <i>_{<img height="43" src="/media/uploads/lessons/konspects/4096/images/image015.gif" width="45" />}&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; </i><i>_{<img height="47" src="/media/uploads/lessons/konspects/4096/images/image016.gif" width="147" />}</i></p> <p class="MsoNormal"> <i>Ответ: в 4 раза.</i></p> <p class="MsoNormal"> Для решения этой задачи требуется воспользоваться связью длины и частоты электромагнитной волны: <i>с = </i><i>l^.</i><i>V. </i>Длина волны l из этого уравнения = _{<img height="41" src="/media/uploads/lessons/konspects/4096/images/image014.gif" width="19" />}. Записываем уравнение для вычисления _{<img height="47" src="/media/uploads/lessons/konspects/4096/images/image016.gif" width="147" />}.</p> <p class="MsoNormal"> [00:16:04/Задача 5

Задача 5

Солнце от Земли располагается на расстоянии приблизительно в 150 миллионов км. За какое время свет от Солнца доходит до Земли?

Дано: СИ Решение:

S=150млн км 150^.10⁹ м t =

с=3^.10⁸ м/с

t=?

Решение этой задачи очень простое. Достаточно вспомнить формулу, по которой мы рассчитывали время, путь и скорость, когда скорость является постоянной величиной. Чтобы найти время, нужно расстояние между Землей и Солнцем разделить на скорость света. Если проделать эту процедуру, то получим время 500 с. Ответ: 500 с

Хотелось бы отметить, что 500 секунд – это примерно 8 минут. Если представить себе такую фантастическую ситуацию, что Солнце вдруг мгновенно погасло бы так, как гаснет лампочка, когда мы ее выключаем, то мы бы об этом узнали только через 8 с лишним минут.

Список дополнительной литературы:

1. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике, М., Просвещение, Изд. 12

2. Лукашик В.И. Иванова В.Е., Сборник задач по физике 7-9, М., Просвещение, 2011 г.

3. А.В. Перышкин, Сборник задач по физике 7-9, М., Экзамен, 2010 г.