Какой электрический ток возникает в катушке, замкнутой на гальванометр, если: а) в катушку вдвигают постоянный магнит, б) катушку надевают на постоянный магнит? Какую формулу выражает закон электромагнитной индукции? Как изменяется модуль магнитного потока, когда медное кольцо, находящееся в магнитном поле, поворачивается из положения, когда его плоскость параллельна линиям магнитной индукции, в перпендикулярное положение? Какова индуктивность катушки, если при равномерном изменении в ней тока от 5 до 10 А за 0,1 с возникает ЭДС самоиндукции, равная 20 В? Через какой промежуток времени сила тока в катушке с ничтожно малым сопротивлением и индуктивностью 3 Гн, присоединенной к источнику тока с ЭДС 15 В, достигнет 50 А?

Физика 11 класс Электромагнитная индукция электрический ток катушка гальванометр постоянный магнит закон электромагнитной индукции магнитный поток медное кольцо индуктивность катушки ЭДС самоиндукции Сила тока источник тока сопротивление время достижения тока Новый

Давайте разберем каждый из ваших вопросов по порядку.

1. Какой электрический ток возникает в катушке, замкнутой на гальванометр:

• а) Если в катушку вдвигают постоянный магнит: В этом случае происходит изменение магнитного потока, проходящего через катушку. Согласно закону Фарадея, изменение магнитного потока вызывает появление ЭДС (электродвижущей силы) в катушке. ЭДС будет направлена так, чтобы противодействовать изменению потока, что и приводит к возникновению тока в цепи. На гальванометре мы увидим отклонение стрелки, указывающее на наличие тока.
• б) Если катушку надевают на постоянный магнит: В этом случае магнитный поток через катушку не изменяется, так как магнит находится в постоянном положении. Следовательно, в катушке не возникает ЭДС и, соответственно, ток не возникает. Гальванометр не покажет никакого отклонения.

2. Какую формулу выражает закон электромагнитной индукции?

Закон электромагнитной индукции формулируется следующим образом: ЭДС индукции (ε) равна отрицательному изменению магнитного потока (Φ) через контур, деленному на время (t), в течение которого произошло это изменение. Формула выглядит так:

ε = -dΦ/dt

3. Как изменяется модуль магнитного потока, когда медное кольцо, находящееся в магнитном поле, поворачивается из положения, когда его плоскость параллельна линиям магнитной индукции, в перпендикулярное положение?

Когда медное кольцо находится в положении, параллельном линиям магнитной индукции, магнитный поток через кольцо максимален. При повороте кольца в перпендикулярное положение, площадь, через которую проходит магнитный поток, уменьшается, и, следовательно, магнитный поток также уменьшается. В результате этого изменения возникает ЭДС индукции, которая вызывает ток в кольце.

4. Какова индуктивность катушки, если при равномерном изменении в ней тока от 5 до 10 А за 0,1 с возникает ЭДС самоиндукции, равная 20 В?

Для нахождения индуктивности (L) катушки можно использовать формулу для ЭДС самоиндукции:

ε = -L * (dI/dt)

Где dI - изменение тока, dt - время изменения. Подставим известные значения:

• ε = 20 В
• dI = 10 А - 5 А = 5 А
• dt = 0,1 с

Теперь подставим в формулу:

20 = L * (5/0,1)

20 = L * 50

Следовательно, L = 20/50 = 0,4 Гн.

5. Через какой промежуток времени сила тока в катушке с ничтожно малым сопротивлением и индуктивностью 3 Гн, присоединенной к источнику тока с ЭДС 15 В, достигнет 50 А?

Для нахождения времени (t) можно использовать закон изменения тока в катушке:

I(t) = (ε/R)(1 - e^(-Rt/L))

Так как сопротивление R ничтожно малое, упростим задачу, используя время нарастания тока:

t = (L/R) * ln(ε/(ε - I))

Принимаем R как 0, чтобы упростить, и используем формулу:

t = (L/ε) * I

Подставим значения:

• L = 3 Гн
• ε = 15 В
• I = 50 А

t = (3/15) * 50 = 10 с.

Таким образом, ток в катушке достигнет 50 А через 10 секунд.