Zadanie 9: Indukcja elektromagnetyczna w obracającej się ramce
- Arkusz
- CKE Styczeń 2026 · Styczeń · 2026
- Punkty
- 4 pkt
- Dział
- Indukcja elektromagnetyczna i prąd przemienny · Zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Prawo indukcji Faradaya / Zjawisko indukcji elektromagnetycznej
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Zadanie dotyczy wyznaczenia średniej siły elektromotorycznej indukcji w ramce obracającej się w jednorodnym polu magnetycznym.
Treść zadania
Kwadratową ramkę o polu powierzchni ,01 m^2 wykonano z cienkiego drutu miedzianego. Tę ramkę umieszczono początkowo w płaszczyźnie prostopadłej do linii jednorodnego pola magnetycznego o indukcji B = 1,0 mT i zamocowano tak, że mogła się obracać. Kąt obrotu od położenia początkowego oznaczymy jako α. Sytuację ilustrują rysunek 1. i rysunek 2. Ramkę wprawiono w ruch obrotowy ze stałą prędkością kątową ω = 20 rad/s. Gdy ramka obracała się od położenia α = 0° do położenia α = 2°, to średnia wartość siły elektromotorycznej SEM indukującej się w ramce wynosiła E1. Natomiast gdy ramka obracała się od położenia α = 43° do położenia α = 45°, to średnia wartość siły elektromotorycznej SEM indukującej się w ramce wynosiła E2.
Zadanie 9.1. (0–1) Dokończ zdanie. Wybierz odpowiedź A, B albo C i jej uzasadnienie 1., 2. albo 3. Relacja między SEM indukującymi się podczas obrotu o kąt Δα = 2° w obu opisanych sytuacjach jest następująca:
A. E1 = E2
B. E1 > E2
C. E1 < E2
ponieważ:
1. w obu sytuacjach kąt zmienił się o tę samą wartość Δα = 2°.
2. zmiana strumienia indukcji pola magnetycznego jest większa w sytuacji zilustrowanej na rysunku 4.
3. strumień indukcji pola magnetycznego jest większy w sytuacji zilustrowanej na rysunku 3.
Zadanie 9.2. (0–3) Oblicz E2. Zapisz obliczenia. Wskazówka: Pamiętaj o przeliczeniu jednostek kąta: π rad odpowiada 180°.
Odpowiedź i wynik końcowy
Zadanie 9.1: C3.
Zadanie 9.2: E2 ≈ 1,51 * 10^-5 V.