Подготовка к ЕГЭ. Решение задач повышенной сложности по теме: " Электромагнитная индукция"

Разбор задач с решением  по теме : «Электромагнитная индукция» .  А25­1. В   заштрихованной   области   на   рисунке   действует   однородное   магнитное   поле,   направленное перпендикулярно плоскости рисунка, В = 0,1 Тл. Проволочную квадратную рамку сопротивлением R = 10 Ом и стороной l = 10 см перемещают в плоскости рисунка поступательно со скоростью   = 1 м/с . Чему равен индукционный ток в рамке в состоянии 1?  υ А25­2. В заштрихованной области на рисунке действует однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка с индукцией В = 0,1 Тл. Квадратную проволочную рамку, сопротивление которой 10 Ом и длина стороны 10 см, перемещают в этом поле в плоскости рисунка поступательно равномерно с некоторой   скоростью v. При   попадании   рамки   в   магнитное   поле   в   положении 1 в   ней   возникает индукционный ток, равный 1 мА. Какова скорость движения рамки? С1­1. На   рисунке   приведена   электрическая   цепь,   состоящая   из   гальванического   элемента,   реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине   и   неподвижен.   Опираясь   на   законы   электродинамики,   объясните,   как   будут   изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с ε. С1­3. Сквозь металлическое и деревянное кольца, не касаясь их, падают одинаковые намагниченные стержни, как показано на рисунке. По­разному ли влияют кольца на ускорение а стержней, и если да, то в чем состоит это различие? Рассмотрите две стадии падения стержня: стержень сближается с кольцом; стержень   удаляется   от   кольца.   Ответ   поясните,   указав,   какие   физические   закономерности   вы использовали для объяснения. С5­6. Катушка,   обладающая   индуктивностью L,   соединена   с   источником   питания   с   ЭДС ε и   двумя одинаковыми резисторами R. Электрическая схема соединения показана на рис. 1. В начальный момент ключ в цепи разомкнут. В момент времени t = 0 ключ замыкают, что приводит к изменениям силы тока, регистрируемым амперметром, как показано на рис. 2. Основываясь на известных физических законах, объясните, почему при замыкании ключа сила тока плавно увеличивается до некоторого нового значения – I1. Определите значение силы тока I1. Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь. С5­7. Намагниченный стальной стержень начинает свободное падение с нулевой начальной скоростью из  положения, изображённого на рис. 1. Пролетая сквозь закреплённое проволочное кольцо, стержень  создаёт в нём электрический ток, сила которого изменяется со временем так, как показано на рис. 2. С5­8. Медное кольцо, диаметр которого — 20 см, а диаметр провода кольца 2 мм, расположено в однородном   магнитном   поле.   Плоскость   кольца   перпендикулярна   вектору   магнитной   индукции. Определите модуль скорости изменения магнитной индукции поля со временем, если при этом в кольце возникает   индукционный   ток 10   А.   Удельное   сопротивление   меди ρСu =   1,72   •   10­8 Ом∙м. С5­9. Медное   кольцо   из   провода   диаметром 2   мм расположено   в   однородном   магнитном   поле, магнитная   индукция   которого   меняется   по   модулю   со   скоростью 1,09   Тл/с.   Плоскость   кольца перпендикулярна   вектору   магнитной   индукции.   Каков   диаметр   кольца,   если   возникающий   в   нём индукционный ток равен 10 А? Удельное сопротивление меди ρCu = 1,72∙10­8 Ом С5­10. Медное   кольцо,   диаметр   которого 20   см,   а   диаметр   провода   кольца 2   мм,   расположено   в однородном   магнитном   поле.   Плоскость   кольца   перпендикулярна   вектору   магнитной   индукции. Определите модуль скорости изменения магнитной индукции поля со временем, если при этом в кольце возникает индукционный ток 10 А. Удельное сопротивление меди rCu = 1,72•10–8 Ом•м. С5­11. Плоская   рамка   из   провода   сопротивлением 5   Ом находится   в   однородном   магнитном   поле. Проекция магнитной индукции поля на ось Ох, перпендикулярную плоскости рамки, меняется от В1х = 3 Тл до В2х = ­1 Тл. За время изменения поля по рамке протекает заряд 1,6 Кл. Определите площадь рамки. С5­12. Плоская   рамка   из   провода   сопротивлением 5   Ом находится   в   однородном   магнитном   поле. Проекция магнитной индукции поля на ось Ох, перпендикулярную плоскости рамки, меняется от В1х = 3 Тл до В2х = ­1 Тл. Площадь рамки 2 м2. Какой заряд пройдет по рамке за время изменения поля? С5­13. Плоская   горизонтальная   фигура   площадью 0,1   м2,   ограниченная   проводящим   контуром   с сопротивлением 5 Ом, находится в однородном магнитном поле. Пока проекция вектора магнитной индукции на вертикальную ось Oz медленно и равномерно возрастает от В1Z = – 0,15 Тл до некоторого конечного значения В2Z, по контуру протекает заряд 0,008 Кл. Найдите В2Z. С5­14. Замкнутый   контур   из   тонкой   проволоки   помещён   в   магнитное   поле.   Плоскость   контура перпендикулярна   вектору   магнитной   индукции   поля.   Площадь   контура S   =   2•10–3 м2.   В   контуре возникают колебания тока с амплитудой iм = 35 мА, если магнитная индукция поля меняется с течением времени   в   соответствии   с   формулой B   =   acos(bt),   где а   =   6•10–3 Тл, b   =   3500   с–1.   Чему   равно электрическое сопротивление контура R?  С5­16. Проводник   длиной 1   м движется   равноускоренно   в   однородном   магнитном   поле,   индукция которого   равна0,5   Тл и   направлена   перпендикулярно   проводнику   и   скорости   его   движения   (см. рисунок). Начальная скорость движения проводника 4 м/с. Значение ЭДС индукции в этом проводнике в конце перемещения на расстояние 1 мравно 3 В. Чему равно ускорение, с которым движется проводник в магнитном поле? С5­17. Горизонтально расположенный проводник движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 1 Тл и направлена перпендикулярно проводнику и скорости его движения (см. рисунок). При начальной скорости проводника, равной нулю, и ускорении 8 м/с2, проводник переместился на 1 м. ЭДС индукции на концах проводника в конце перемещения равна 6 В. Какова длина проводника? С5­18. Горизонтально расположенный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном   магнитном   поле,   индукция   которого   равна 0,5   Тл и   направлена   перпендикулярно проводнику и скорости его движения (см. рисунок). При начальной скорости проводника, равной нулю, проводник переместился на 1 м. ЭДС индукции на концах проводника в конце перемещения равна 2 В. Каково ускорение проводника? С5­19. Прямоугольный   контур,   образованный   двумя   рельсами   и   двумя   перемычками,   находится   в однородном   магнитном   поле,   перпендикулярном   плоскости   контура.   Правая   перемычка   скользит   по рельсам, сохраняя надежный контакт с ними. Известны величины: индукция магнитного поля В = 0,1 Tл, расстояние   между   рельсами l   =   10   см,   скорость   движения   перемычки v   =   2   м/c,   сопротивление контура R = 2 Ом. Какова сила индукционного тока в контуре? Ответ выразите в миллиамперах (мА) С5­20. Два   параллельных   друг   другу   рельса,   лежащих   в   горизонтальной   плоскости,   находятся   в однородном магнитном поле, индукция B которого направлена вертикально вниз (см. рисунок – вид сверху). На рельсах перпендикулярно им лежат два одинаковых проводника, способных скользить по рельсам без нарушения электрического контакта. Левый проводник движется вправо со скоростью V, а правый покоится. С какой скоростью v надо перемещать правый проводник, чтобы в три раза уменьшить силу Ампера, действующую на левый проводник? (Сопротивлением рельсов пренебречь.) С5­21. По   параллельным   проводникам bc и ad,   находящимся   в   магнитном   поле   с   индукцией В,   со скоростью v = 1 м/с скользит проводящий стержень MN, который находится в контакте с проводниками (см. рисунок). Расстояние между проводниками l = 20 см. Между проводниками подключен резистор cсопротивлением R = 2 Ом. Сопротивление стержня и проводников пренебрежимо мало. При движении стержня по резистору R течет ток I = 40 мА. Какова индукция магнитного поля? С5­22. По   П­образному   проводнику abcd постоянного   сечения   скользит   со   скоростью   v   медная перемычка abдлиной l из   того   же   материала   и   такого   же   сечения.   Проводники,   образующие   контур, помещены   в   постоянное   однородное   магнитное   поле,   вектор   индукции   которого   направлен перпендикулярно плоскости проводников (см. рисунок). Какова индукция магнитного поля B, если в тот момент,   когда ab   =   ac,   разность   потенциалов   между   точками a и b равна U?   Сопротивление   между проводниками в точках контакта пренебрежимо мало, а сопротивление проводов велико. С5­23. Тонкий алюминиевый брусок прямоугольного сечения, имеющий длину L = 0,5 м, соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости из диэлектрика в вертикальном магнитном поле индукцией В = 0,1 Тл (см. рисунок). Плоскость наклонена к горизонту под углом  . Продольная ось бруска при движении сохраняет горизонтальное направление. Найдите величину ЭДС индукции на концах бруска в момент, когда брусок пройдет по наклонной плоскости расстояние I = 1,6 м.  = 30° α С5­24. Горизонтальный   проводящий   стержень   прямоугольного   сечения   поступательно   движется   с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок). По стержню протекает ток I. Угол наклона плоскости  . Отношение массы стержня к его длине m/l = 0,1 кг/м. Модуль индукции магнитного поля В = 0,2Тл. Ускорение стержня a = 1,9 м/с2. Чему равна сила тока в стержне?    = 30° α