2017-04-30 
В однородном магнитном поле с индукцией $B = 0,1 Тл$ расположен плоский проволочный виток, площадь которого $S = 10^ м^$, а сопротивление $R = 2 0м$. Первоначально плоскость витка перпендикулярна линиям магнитной индукции. Виток замкнут на гальванометр. Полный заряд, протекший через гальванометр при повороте витка $q = 7,5 cdot 10^ Кл$. На какой угол повернули виток?
Пусть нормаль $vec$ к плоскости витка совпадает по направлению с вектором магнитной индукции $vec$ (рис.). Начальный магнитный поток через площадь, ограниченную витком, $Phi_ = BS cos 0^ = BS$. При повороте плоскости витка на угол $alpha$ нормаль, связанная с витком, также поворачивается на угол $alpha$, поэтому магнитный поток становится равным $Phi_ = BS cos alpha$. Так как магнитный поток изменился, то в витке возникла ЭДС индукции. Однако, закон изменения магнитного потока во времени не задан. Нельзя утверждать также, что поток изменялся равномерно во времени. Поэтому для вычисления ЭДС индукции воспользуемся формулой $mathcal_ = — Phi^ (t)$. По витку протекает индукционный ток $i(t) = frac< mathcal_> = — frac< Phi^(t)>$. Заряд, протекающий по витку и регистрируемый гальванометром, $q = S_ = int_<t_>^< t_> i(t) dt$. Здесь $t_$ — начальный, а $t_$ — конечный моменты времени. После подстановки $i(t)$ получим
Итак, независимо от того, как поворачивали виток, протекающий через замкнутый контур заряд вычисляется по формуле
Формула выведена в предположении, что индуктивность контура (витка) пренебрежимо мала ($L rightarrow 0$). Эта формула будет использована при решении других задач, в которых выполняется указанное условие. В нашей задаче
$Delta Phi = Phi_ — Phi_ = BS cos alpha — BS = BS( cos alpha — 1)$.
После подстановки в (*) находим
$q = — frac Rightarrow 1 — cos alpha = frac Rightarrow cos alpha = 1 — frac = — 0,5$.
Следовательно, $alpha = arccos (- 0,5) = frac = 120^$.
Административная контрольная работа по физике за 1-ю четверть в 11 кл
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Коммуникативный педагогический тренинг: способы взаимодействия с разными категориями учащихся
Сертификат и скидка на обучение каждому участнику
Административная контрольная работа по физике за 1-ю четверть. 11 класс
1. При перемещении магнита в катушке постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Это явление называется .
а) электростатической индукцией; б) магнитной индукцией; в) индуктивностью г) самоиндукцией;
д) электромагнитной индукцией;
2. Плоский виток провода площадью S расположен в однородном магнитном поле с индукцией В, угол между вектором В и нормалью к плоскости витка равен α. Магнитный поток через виток равен:
a) B·S; б ) B·S·ctgα; в ) B·S·tgα; г ) B·S·cosα; д ) B·S·ctgα. 
3. Две катушки медного провода намотаны на общий железный сердечник и изолированы друг от друга. Зависимость силы тока от времени в первой катушке представлена на графике. Во второй катушке возникает ЭДС индукции в интервалы времени .
а) только 0-1; б) только 1-2; в) только 2-4; г) 1-4; д) 0-1 и 2-4.
4. Скоростью изменения магнитного потока через контур определяется .
а) ЭДС индукции; б) магнитная индукция; в) индуктивность контура; г) ЭДС самоиндукции;
д) электрическое сопротивление контура.
5. Единицу измерения индуктивности называют .
а) Вольт; б) Генри; в) Тесла; г) Вебер; д) Фарад.
6. Чему равен магнитный поток Ф через контур площадью ∙10 -3 
м 2 в однородном магнитном поле с индукцией В , равной 20Тл, если угол между вектором индукции В и нормалью к плоскости контура равен 45°?
а) · 10 Вб; б) 10 Вб; в) 2·10 -2 Вб; г) 10 -1 Вб; д) 
Вб.
7. По катушке индуктивностью 5 Гн течет ток, равный 100 мА. Какова энергия магнитного поля катушки?
а) 500 Дж; б) 2,5·10 -2 Дж; в) 20·10 -2 Дж; г) 5·10 -5 Дж; д) 2,5·10 3 Дж
8. Каким из записанных ниже выражений определяется ЭДС индукции в замкнутом контуре?
а ) ∆ Ф / ∆t; б ) L·I; в ) (L·I 2 ) / 2; г ) B·S·cosα; д ) B·n·S
9. Магнитный поток через контур за 1 с равномерно уменьшился от 10 мВб до 5 мВб. Каково значение ЭДС в контуре за это время?
а) 5·10 -3 В; б) 5 В; в) 10 В; г) 0,02 В; д) 0,05 В.
10. Колебания в системе, которые возникают после выведения ее из положения равновесия и предоставленные самой себе, называются .
а) вынужденными колебаниями; б) гармоническими колебаниями; в) свободными колебаниями;
г) резонансом; д) модуляцией.
11. Период свободных колебаний в контуре равен:
а) 
; б) L · C · cosα ; в) LI 2 ; г) BI -2 ; д) ω 2 g .
12. Заряд конденсатора в колебательном контуре изменяется по закону q=10 -4 ∙ sin 50,24t. Максимальный заряд конденсатора равен…
а) 0. б) 10 -4 Кл. в) 50,24 Кл. г) 50,24∙10 -4 Кл.
13. Частица массой m , несущая заряд q , движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью v . Как изменится радиус траектории, период обращения и кинетическая энергия частицы при уменьшении скорости ее движения ?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
14 . Конденсатор колебательного контура подключен к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). Графики А и Б представляют изменения физических величин, характеризующих колебания в контуре после переведения переключателя К в положение 2 в момент времени t = 0 .
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Плоский виток провода расположен перпендикулярно однородному магнитному полю
Условие задачи:
Плоский виток провода расположен перпендикулярно однородному магнитному полю. Когда виток повернули на 180°, по нему прошел заряд 7,2 мКл. На какой угол повернулся виток, если по нему прошел заряд 1,8 мКл?
Задача №8.4.47 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
(beta_0=90^circ), (alpha_1=180^circ), (q_1=7,2) мКл, (q_2=1,8) мКл, (alpha_2-?)
Решение задачи:
В общем случае магнитный поток (Phi) через некоторую плоскую поверхность (например, плоский виток), помещённую в однородном магнитном поле, можно определить по такой формуле:
[Phi = BScos alpha ]
В этой формуле (B) – индукция магнитного поля, (S) – площадь поверхности, через которую определяется магнитный поток, (alpha) – угол между нормалью к площадке и вектором магнитной индукции.
Если виток расположен перпендикулярно однородному магнитному полю (имеется ввиду вектору его индукции), то есть (beta_0=90^circ), значит угол (alpha_0=0^circ). Поэтому начальный магнитный поток (Phi_0) равен ((cos alpha=1)):
В первом случае виток поворачивают на угол (alpha_1). Так как (alpha_0=0^circ), то этот угол является углом между нормалью и вектором магнитной индукции, поэтому магнитный поток (Phi_1) равен:
[Phi_1 = BScos alpha_1 ]
Во втором случае виток уже поворачивают на угол (alpha_2). Аналогично, магнитный поток (Phi_2) равен:
[Phi_2 = BScos alpha_2 ]
Изменение магнитного потока (Delta Phi) в первом и втором случае соответственно равно:
Понятно, что из-за изменения магнитного потока в витке будет возникать ЭДС индукции. Согласно закону Фарадея для электромагнитной индукции, ЭДС индукции, возникающая в контуре при изменении магнитного потока, пересекающего этот контур, равна по модулю скорости изменения магнитного потока. Поэтому:
Значит ЭДС индукции в первом и втором случаях равна: