Магнетизм. Электромагнетизм

[рис.] Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения. 1) Сопротивление внешней цепи уменьшается. 2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены вправо. 3) Сила тока, протекающего по проводнику АБ, уменьшается. 4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается. 5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличиваются.

[рис.] Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках к деревянной балке и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Вблизи проводника справа от него находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения. 1) Сопротивление внешней цепи уменьшается. 2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены вправо. 3) Сила тока, протекающего по проводнику АБ, уменьшается. 4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается. 5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличиваются.

[рис.] Катушка №1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка №2 помещена внутрь катушки №1, и её обмотка замкнута. Вид схемы электрической цепи с торца катушек представлен на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы, которые происходят в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь. 1) Модуль вектора индукции магнитного поля, созданного катушкой №1, увеличивается. 2) В катушке №2 индукционный ток направлен по часовой стрелке. 3) Сила тока в катушке №1 уменьшается. 4) Вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой №2 в её центре, направлен от наблюдателя. 5) Модуль магнитного потока, созданного катушкой №1 и пронизывающего катушку №2, увеличивается.

По гладким параллельным проводящим рельсам, замкнутым на резистор, перемещают лёгкий тонкий проводник. Рельсы, резистор и проводник образуют контур, который находится в однородном магнитном поле, как показано на рис. а. При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на рис. б. [рис.] Рис. а [рис.] Рис. б Выберите все верные утверждения, соответствующих приведённым данным и описанию опыта. 1) Поскольку рельсы гладкие, для перемещения проводника в любой момент времени силу прикладывать не надо. 2) Максимальная ЭДС в контуре наблюдается в интервале от 30 до 40 с. 3) Сила, прикладываемая к проводнику для его перемещения, максимальна в интервале времени от 10 до 30 с. 4) В течение первых 15 с ток течёт через резистор непрерывно. 5) В интервале времени от 15 до 25 с через резистор течёт ток.

В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице приведены значения разности потенциалов на обкладках конденсатора в последовательные моменты времени. t, мкс | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 | 32 U, В | 0,0 | 5,6 | 8,0 | 5,6 | 0,0 | –⁠5,6 | –⁠8,0 | –⁠5,6 | 0,0 Выберите все верные утверждения о процессе, происходящем в колебательном контуре. 1) Период колебаний равен 24 мкс. 2) Частота колебаний равна 31,25 кГц. 3) В момент t = 8 · 10–⁠6 с заряд конденсатора равен нулю. 4) В момент t = 24 · 10–⁠6 с с энергия электрического поля конденсатора минимальна. 5) В момент t = 16 · 10–⁠6 с с энергия магнитного поля катушки индуктивности максимальна.

[рис.] Рис. 1 [рис.] Рис. 2 Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии d друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (см. рис. 1). Расстояние между пластинами уменьшили в 2 раза, источник питания при этом не отключали (см. рис. 2). Выберите все верные утверждения. 1. Электроёмкость конденсатора увеличилась в 4 раза. 2. Напряжение электрического поля конденсатора не изменилось. 3. Энергия электрического поля конденсатора увеличилась в 2 раза. 4. Заряд на обкладках конденсатора уменьшился в 4 раза. 5. Напряженность электрического поля внутри конденсатора уменьшилась в 4 раза.

Катушка индуктивности подключена к источнику тока с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением через резистор с сопротивлением R = 80 Ом (см. рис.). В момент t = 0 с ключ К замыкают. Значения силы тока I в цепи, измеренные в последовательные моменты времени, представлены в таблице. [рис.] t, с | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 I, А | 0 | 0,12 | 0,19 | 0,23 | 0,26 | 0,29 | 0,29 | 0,30 | 0,30 Выберите все верные утверждения о процессах, наблюдаемых в опыте. В ответе укажите их номера. 1) Сила тока, текущего в катушке, в процессе наблюдения не изменяется. 2) Через 5 с после замыкания ключа ток в катушке полностью прекратился. 3) ЭДС источника тока составляет 24 В. 4) В момент времени t = 3,0 с модуль ЭДС самоиндукции катушки равен 0,8 В. 5) В момент времени t = 1,0 с напряжение на резисторе равно 7,6 В.

В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят свободные электромагнитные колебания. Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре с течением времени показано в таблице. t, 10–6 с | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 q, 10–9 Кл | 1 | 0,71 | 0 | –0,71 | –1 | –0,71 | 0 | 0,71 | 1 | 0,71 Выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в контуре. 1) Период колебаний равен $8 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 6 правая круглая скобка с$ 2) Частота колебаний равна 250 кГц. 3) В момент времени $t = 2 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 6 правая круглая скобка с$ модуль силы тока в катушке индуктивности максимален. 4) В момент времени $t = 8 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 6 правая круглая скобка с$ энергия магнитного поля катушки индуктивности максимальна. 5) В момент времени $t = 4 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 6 правая круглая скобка с$ энергия электрического поля конденсатора минимальна.

Свободные электромагнитные колебания происходят в колебательном контуре. B таблице показано, как изменялся заряд с течением времени. Выберите все верные утверждения о данной ситуации и укажите их номера. 1) Период колебаний равен 4 мкс. 2) В момент $t = 2мкс$ энергия катушки максимальна. 3) В момент $t = 4мкс$ энергия конденсатора минимальна. 4) В момент $t = 2 мкс$ сила тока в контуре равна нулю. 5) Частота колебаний равна 125 кГц. t, мкс | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 q, нКл | 10 | 5 | 0 | −5 | −10 | −5 | 0 | 5 | 10 | 5

По П-образному проводнику, находящемуся в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости проводника, скользит проводящая перемычка (см. рисунок). На графике приведена зависимость от времени t ЭДС индукции $\mathcalE$ возникающей в перемычке при её движении в магнитном поле. Пренебрегая сопротивлением проводника, из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. Известно, что модуль индукции магнитного поля равен $B = 0,2Тл$ длина проводника $l = 0,2м$ [рис.] [рис.] 1) В промежутке времени от 2 с до 4 с мощность тока в проводнике была постоянной. 2) Через 2 с после начала отсчёта времени проводник остановился. 3) В момент времени 4 с скорость проводника была равна 10 м/с. 4) В течение первых 2 с сила тока в проводнике была постоянной. 5) Через 4 с после начала отсчёта времени проводник начал двигаться в противоположную сторону.

[рис.] Проволочная рамка площадью 50 см2 помещена в однородное магнитное поле, причем проекция Bn индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется со временем t согласно графику на рисунке. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения о процессах, происходящих в рамке. 1. Модуль ЭДС индукции, возникающей в рамке в промежутке времени от 6 мс до 8 мс, равен 0,75 В. 2. Индукционный ток в рамке в промежутке времени от 2 мс до 7 мс меняет свое направление два раза. 3. Магнитный поток, пронизывающий рамку, в момент времени 1,5 мс равен 8 мВб. 4. Индукционный ток в рамке в промежутке времени от 0 мс до 2 мс равен нулю. 5. ЭДС индукции в рамке была отлична от 0 все время в промежутке времени от 0 мс до 8 мс.

[рис.] В двух экспериментальных установках созданы однородные магнитные поля, векторы магнитной индукции которых равны по модулю и противоположны по направлению. В первую установку влетает электрон, а во вторую протон. Векторы скорости обеих частиц одинаковы по модулю и перпендикулярны вектору индукции магнитного поля (см. рисунок). Выберите все верные утверждения о движении частиц в первой и второй установках. Действием силы тяжести на частицы пренебречь. 1) Силы Лоренца, действующие на электрон и протон, направлены в противоположные стороны. 2) Радиус окружности, по которой обращается протон в магнитном поле, больше радиуса окружности, по которой обращается электрон в магнитном поле. 3) Сила Лоренца, действующая на протон, совершает положительную работу при его движении в магнитном поле. 4) Модуль импульса электрона в процессе его движения остаётся постоянным. 5) Кинетические энергии обеих частиц остаются постоянными в процессе их движения.

В пластмассовое кольцо №1 вносят полосовой магнит северным полюсом, а в алюминиевое кольцо №2 — такой же магнит южным полюсом (см. рисунок). [рис.] №1 [рис.] №2 Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этих опытов. 1) В кольце №1 индукционный ток не возникает. 2) В кольце №2 не возникает ЭДС индукции. 3) Кольцо №2 притягивается к магниту. 4) Кольцо №1 не взаимодействует с магнитом. 5) В кольце №2 возникает индукционный ток.

На рисунке приведён экспериментально полученный график зависимости силы тока i от времени t при свободных гармонических колебаниях в колебательном контуре. Выберите все утверждения, которые верно отражают результаты этого опыта. Запишите цифры, под которыми они указаны. Ёмкость конденсатора колебательного контура равна C = 10 мкФ, сопротивление контура пренебрежимо мало. [рис.] 1) Частота $\nu$ колебаний напряжения на конденсаторе равна 250 кГц. 2) В момент времени 5 мкс энергия электрического поля конденсатора максимальна. 3) Индуктивность катушки примерно равна 0,1 мкГн. 4) Максимальный заряд конденсатора примерно равен 3,2 нКл. 5) Период колебаний энергии магнитного поля катушки равен 2 мкс.

На рисунке приведён экспериментально полученный график зависимости силы тока i от времени t при свободных гармонических колебаниях в колебательном контуре. Выберите все утверждения, которые верно отражают результаты этого опыта. Запишите цифры, под которыми они указаны. Ёмкость конденсатора колебательного контура равна C = 10 мкФ, сопротивление контура пренебрежимо мало. [рис.] 1) Частота колебаний напряжения на конденсаторе равна 4 Гц. 2) В момент времени 3 мкс энергия магнитного поля катушки максимальна. 3) Индуктивность катушки примерно равна 0,04 мкГн. 4) Максимальный заряд конденсатора примерно равен 10 нКл. 5) Период колебаний энергии электрического поля конденсатора равен 4 мкс.

По П-⁠образному проводнику, находящемуся в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости проводника, скользит проводящая перемычка (см. рис.). На графике приведена зависимость площади контура от времени. Модуль индукции магнитного поля равен B = ⁠0,4 Тл, длина проводника l = ⁠0,1 м. Пренебрегая сопротивлением проводника, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. [рис.] [рис.] 1. В момент времени 1 с сила Ампера, действующая на перемычку, направлена вправо. 2. В интервале времени от 2 до 4 с по перемычке ток не течет. 3. Наибольший ток по перемычке протекает в интервале времени от 4 до 5 с. 4. На всех участках к перемычке не прикладывается сила, поскольку рельсы гладкие. 5. В интервале времени от 4 до 5 с модуль ЭДС индукции минимален.

[рис.] По гладким горизонтальным рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают легкий тонкий проводник. Контур находится во внешнем магнитном поле с магнитной индукцией B, направленной вертикально вверх. При движении проводника площадь контура S меняется согласно приведенному графику. Выберите все правильные утверждения, соответствующие данному опыту. 1. Ток в промежутках времени 5–15 с и 15–20 с имеет разные направления. 2. Ток будет идти в контуре в течение всего опыта. 3. Так как рельсы гладкие, то в течение всего опыта к проводнику для равномерного движения необходимо прикладывать одну и ту же по модулю внешнюю силу F. 4. В промежутке времени 0–5 с ток в контуре отсутствует. 5. В промежутке времени 15–20 с в контуре наводится ненулевая ЭДС.

Проволочная рамка площадью 80 см2 помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору магнитной индукции $\vecB$ Проекция Bn вектора магнитной индукции поля на нормаль к плоскости рамки изменяется с течением времени t согласно графику на рисунке. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения о процессах, происходящих в рамке. [рис.] 1. Модуль ЭДС индукции, возникающей в рамке в промежутке времени от 3 мс до 4 мс, равен 8 В. 2. Направления индукционного тока в рамке в промежутках времени от 0 мс до 3 мс и от 6 мс до 8 мс совпадают. 3. Модуль изменения магнитного потока в рамке максимален в промежутке времени от 4 мс до 6 мс. 4. Индукционный ток в рамке максимален по модулю в промежутке времени от 3 мс до 4 мс. 5. ЭДС индукции в рамке была отлична от 0 в течение всего времени наблюдения.

[рис.] В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, ключ К замыкают в момент времени $t = 0$ Показания амперметра в последовательные моменты времени приведены в таблице. Сопротивление резистора равно $R = 1кОм$ Сопротивлением проводов и амперметра, активным сопротивлением катушки индуктивности и внутренним сопротивлением источника можно пренебречь. t, мс | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 I, мА | 0 | 23 | 38 | 47 | 52 | 55 | 57 | 59 | 59 | 60 | 60 Выберите все верные утверждения о процессе, происходящем в контуре. 1. Напряжение на резисторе сначала увеличивается, а затем не меняется. 2. Напряжение на катушке не меняется с течением времени. 3. ЭДС источника равна 60 В. 4. Напряжение на катушке в момент времени 300 мс равно 0. 5. Напряжение на катушке в момент времени 0 мс максимально.

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется с течением времени согласно приведенному графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике. [рис.] Рис. 1 [рис.] Рис. 2 1. В промежутке 0–2 с модуль индукции мaгнитного поля в сердечнике paвен 0. 2. B промежутках времени 0–1 с и 3–5 c направления тока в левой катушке одинаковы. 3. B промежутке времени 2–3 с сила тока в левой катушке равна 0. 4. Модули силы тока в левой катушке в промежутках времени 1–2 с и 3–5 c одинаковы 5. B левой катушке сила тока в промежутке времени 0–1 с больше, чем в промежутке времени 3–5 c.

[рис.] В катушке индуктивностью 4 мГн сила тока I зависит от t, как показано на графике. Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения. 1. В момент 10 мс энергия магнитного поля катушки равна 18 мДж. 2. Модуль ЭДС самоиндукции минимален в интервале 40–60 мс. 3. Модуль ЭДС самоиндукции в интервале 60–80 мс равен 0,8 В. 4. Магнитный поток через катушку в момент 30 мс равен 20 мВб. 5. В интервале 20–40 мс магнитный поток через катушку растет.

Свободные электромагнитные колебания происходят в идеальном колебательном контуре. В таблице показано изменение заряда конденсатора с течением времени. Выберите все верные утверждения о процессе, происходящем в контуре. 1. Частота колебаний равна 25 кГц. 2. Период колебаний равен 30 мкс. 3. В момент времени $t=30мкс$ энергия конденсатора минимальна. 4. В момент времени $t=10мкс$ энергия катушки максимальна. 5. В момент времени $t=15 мкс$ сила тока в контуре равна 0. t, мкс 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 q, нКл 4 2,84 0 −2,84 −4 −2,84 0 2,84 4 2,84

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется с течением времени согласно приведенному графику. [рис.] Рис. 1 [рис.] Рис. 2 1. В течение всего времени измерений показания амперметра отличны от 0. 2. В промежутках времени 1–2 и 4–5 с индукция магнитного поля в сердечнике не изменяется. 3. В промежутке времени между 3 и 5 с показания амперметра постоянны и равны 0. 4. В промежутках времени 2–3 с и 3–4 с ток в левой катушке имеет одинаковое направление. 5. В промежутках времени 0–1 с и 2–3 с направления тока в левой катушке противоположны.

По закрепленному П-⁠образному проводнику, находящемуся в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости проводника, перемещают проводящую перемычку АС (см. рис. слева). На графике (см. рис. справа) приведена зависимость ЭДС индукции, возникающей в перемычке при ее движении в магнитном поле. Пренебрегая сопротивлением проводника, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. Известно, что модуль индукции магнитного поля равен $В = 0,2Тл$ длина перемычки $l = 10см$ ее сопротивление 5 Ом. [рис.] [рис.] 1. В интервале времени от 4 до 6 с мощность тока в перемычке была равна 4 мВт. 2. Модуль ускорения перемычки в интервале времени от 0 до 2 с в два раза больше модуля ускорения перемычки в интервале времени от 6 до 10 с. 3. В момент времени 5 с скорость перемычки была равна 10 м/⁠с. 4. Максимальная сила тока в перемычке равна 20 мА. 5. В перемычке ток течет от А к С.

По закрепленному П-⁠образному проводнику, находящемуся в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости проводника, перемещают проводящую перемычку АС (см. рис. слева). На графике (см. рис. справа) приведена зависимость ЭДС индукции, возникающей в перемычке при ее движении в магнитном поле. Пренебрегая сопротивлением проводника, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. Известно, что модуль индукции магнитного поля равен $В = 0,2Тл$ длина перемычки $l = 10см$ ее сопротивление 5 Ом. [рис.] [рис.] 1. В интервале времени от 2 до 4 с мощность тока в перемычке была равна 8 мВт. 2. Через 6 с перемычка начала двигаться в противоположную сторону. 3. В момент времени 4 с скорость перемычки была равна 10 м/⁠с. 4. Максимальная сила тока в перемычке была равна 40 мА. 5. В перемычке ток течет от С к А.

[рис.] Проволочная рамка площадью 80 см2 помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции $\vecB$ Проекция Bn индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется со временем t согласно графику на рисунке. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения о процессах, происходящих в рамке. 1. Модуль ЭДС индукции, возникающей в рамке в промежутке времени от 6 мс до 8 мс, равен 3 В. 2. Индукционный ток в рамке в промежутке времени от 2 мс до 7 мс меняет свое направление два раза. 3. Магнитный поток, пронизывающий рамку, в момент времени 1,5 мс равен 8 мВб. 4. Индукционный ток в рамке в промежутке времени от 0 мс до 2 мс равен нулю. 5. ЭДС индукции в рамке была отлична от 0 все время в промежутке времени от 0 мс до 8 мс.

Идеальный колебательный контур состоит из заряженного конденсатора, катушки индуктивности и разомкнутого ключа. После замыкания ключа в контуре начинаются свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменяется заряд q одной из обкладок конденсатора в колебательном контуре с течением времени t, которое отсчитывается от момента замыкания ключа. t, мкс | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 q, нКл | 3,00 | 2,12 | 0,00 | −2,12 | −3,00 | −2,12 | 0,00 | 2,12 | 3,00 | 2,12 Выберите все верные утверждения о процессе, происходящем в контуре. Запишите цифры, под которыми они указаны. 1. Период колебаний равен 8 мкс. 2. В момент t = 4 мкс энергия электрического поля конденсатора минимальна. 3. В момент t = 8 мкс сила тока в контуре максимальна. 4. В момент t = 16 мкс сила тока в контуре равна 0. 5. Частота колебаний равна 25 кГц.

По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемешают легкий тонкий проводник. Образовавшийся контур KLMN находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией $\vecB$ (рис. а). При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на графике (рис. б). Выберите все верные утверждения, соответствующие приведенным данным и описанию опыта. [рис.] Рис. а [рис.] Рис. б 1. B течение первых 6 c индукционный ток течет через лампочку непрерывно. 2. В интервале времени от 0 до 4 с лампочка горит наиболее ярко. 3. В момент времени $t=2$ с сила Ампера, действующая на проводник, направлена влево. 4. Максимальная ЭДС наводится в контуре в интервале времени от 4 до 8 c. 5. Индукционной ток в интервале времени от 6 до 12 с течет в одном направлении.

[рис.] Идеальная катушка индуктивности может быть подключена к источнику постоянного напряжения с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением через резистор с сопротивлением R = 50 Ом (см. рис.). В момент времени t = 0 ключ К замыкают. Значения силы тока в этой электрической цепи, измеренные в последовательные моменты времени, представлены в таблице. t, с | 0 | 0,05 | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 I, А | 0 | 0,24 | 0,38 | 0,46 | 0,52 | 0,56 | 0,58 | 0,60 | 0,60 1. Напряжение на резисторе в момент времени t = 0,5 c равно по модулю 30 В. 2. Модуль ЭДС самоиндукции катушки в момент времени t = 0 c равен 30 В. 3. ЭДС источника напряжения равна 60 В. 4. Напряжение на катушке максимально по модулю в момент времени t = 0,6 c. 5. Энергия катушки достигает максимума в момент времени t = 0,5 c и после этого не изменяется.

[рис.] На рисунке изображен график зависимости напряжения U между обкладками конденсатора в колебательном контуре от времени t. Емкость конденсатора равна 10 мкФ. Выберите все верные утверждения об этом колебательном контуре. 1. Сила тока в колебательном контуре изменяется с частотой 250 Гц. 2. Период изменения энергии электрического поля конденсатора равен 4 мс. 3. Максимальный заряд конденсатора равен 20 мкКл. 4. Индуктивность катушки колебательного контура примерно равна 0,16 Гн. 5. В момент времени 4 мс сила тока в контуре равна нулю.