ENTLab
РУСҚазақша
← Барлық тақырып: Физика

Физика · ҰБТ-ға арналған теория

Электромагниттік индукция және Ленц ережесі

Контур арқылы өтетін магнит ағыны өзгергенде онда индукция ЭҚК-і, ал контур тұйық болса, индукциялық ток пайда болады. Генераторлар мен трансформаторлардың жұмысы осы құбылысқа негізделген.

Осы тақырып бойынша жаттығуТолық қолжетімділік болса — осы тақырып бойынша жаттығу, болмаса — пән бойынша тегін тест.

ҰБТ бұл тақырыптан нені тексереді

Бөлім: 03 Электр және магнетизм

ҰТО спецификациясының тармағы: 14 Электромагниттік индукция

Біздің бағалауымызша, нұсқада бұл тақырып бойынша орта есеппен 1–2 тапсырма болады (40 тапсырманың ішінде).

Осы пән бойынша ҰБТ 2026 спецификациясы: тақырыптар мен тапсырмалар

Не істей білу керек

  • Магнит ағынын және ағынның өзгеру жылдамдығы бойынша индукция ЭҚК-ін есептеу
  • Индукциялық токтың бағытын Ленц ережесі бойынша анықтау
  • Индукциялық токты, өткен зарядты, бөлінген жылуды және өздік индукция ЭҚК-ін табу

Ең бастысы туралы қысқаша

  • Магнит ағыны. \Phi = BS\cos\alpha, мұнда S — контурдың ауданы, \alpha — \vec{B} мен контур нормалі арасындағы бұрыш. Бірлігі — вебер (Вб).
  • Фарадей заңы. |\mathcal{E}| = N\frac{|\Delta\Phi|}{\Delta t}, мұнда N — орам саны. Кедергісі R контурдағы ток I = \frac{|\mathcal{E}|}{R}. Ағын бірқалыпты өзгермесе, формула орташа ЭҚК-ті береді.
  • Заряд пен жылу. q = \frac{N|\Delta\Phi|}{R} — ағынның қанша уақытта өзгергеніне тәуелді емес. Ток тұрақты болса, бөлінген жылу Q = I^2R\Delta t.
  • Ленц ережесі. Индукциялық токтың магнит өрісі ағынның өзгерісіне кедергі жасайды: ағын артса, ол сыртқы өріске қарсы, ағын кемісе, сыртқы өріспен бағыттас болады.
  • Қозғалатын өткізгіш. \mathcal{E} = Bvl\sin\alpha, мұнда v — ұзындығы l өткізгіштің жылдамдығы, \alpha — \vec{v} мен \vec{B} арасындағы бұрыш; өткізгіш \vec{v}-ға да, \vec{B}-ға да перпендикуляр.
  • Өздік индукция. |\mathcal{E}_s| = L\frac{|\Delta I|}{\Delta t}, мұнда L — индуктивтілік, бірлігі генри (Гн). Катушка магнит өрісінің энергиясы W = \frac{LI^2}{2}.

Талдауы бар тапсырма

ENTLab тапсырмалар қорынан, ҰТО нұсқаларынан емес. Алдымен өзің шешіп көр, содан кейін талдауын аш.

Ауданы 50 см², кедергісі 0{,}2 Ом сым сақинаның жазықтығы біртекті магнит өрісінің индукция сызықтарына перпендикуляр. Өріс индукциясы 0{,}02 с ішінде бірқалыпты артып, 0{,}1 Тл мәнінен 0{,}5 Тл мәніне жетеді. Сақинадағы индукциялық ток күші
  • A)0{,}5 А
  • B)0{,}02 А
  • C)5 А
  • D)0{,}625 А
Жауабы мен талдауы

Дұрыс жауап: A

Индукцияның өзгерісі: \Delta B = 0{,}5 - 0{,}1 = 0{,}4 Тл. Аудан: S = 50 см² = 5\cdot 10^{-3} м². Индукция ЭҚК-і: \varepsilon = \frac{\Delta B\,S}{\Delta t} = \frac{0{,}4\cdot 5\cdot 10^{-3}}{0{,}02} = 0{,}1 В. Ток күші: I = \frac{\varepsilon}{R} = \frac{0{,}1}{0{,}2} = 0{,}5 А. Дұрыс жауап A. Қате нұсқалар: 0{,}02 А — ЭҚК-ті кедергіге көбейткен: 0{,}1\cdot 0{,}2 = 0{,}02; 5 А — ауданды 5\cdot 10^{-2} м² деп ауыстырған, сонда \varepsilon = 1 В және I = 5 А; 0{,}625 А — индукцияның өзгерісінің орнына оның соңғы мәнін 0{,}5 Тл алған: \varepsilon = 0{,}125 В, I = 0{,}625 А.

Жиі кететін қателер

  • Ағын өзгерісінің орнына оның бастапқы не соңғы мәнін алады. Фарадей заңына да, q = \frac{N|\Delta\Phi|}{R} формуласына да |\Phi_2 - \Phi_1| айырымы қойылады.
  • Ауданды шаршы метрге қате айналдырады: 1 см² = 10^{-4} м², сондықтан 50 см² = 5\cdot 10^{-3} м², ал 5\cdot 10^{-2} м² емес.
  • \Phi = BS\cos\alpha формуласындағы бұрышты шатастырады: ол контурдың нормалінен өлшенеді. Индукция сызықтары мен контур жазықтығы арасындағы бұрыш берілсе, косинустың орнына сол бұрыштың синусы алынады.
  • Индукциялық токтың өрісі әрдайым сыртқы өріске қарсы бағытталады деп ойлайды. Бұлай ағын артқанда болады, ал ағын кемігенде токтың өрісі сыртқы өріспен бағыттас.

Тақырып бойынша сұрақтар

Контур арқылы өткен заряд неге ағынның өзгеру уақытына тәуелді емес?
Индукция ЭҚК-і \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}-ға тең, ток I = \frac{\mathcal{E}}{R}, ал заряд q = I\Delta t. Орнына қойғанда уақыт қысқарады: q = \frac{\Delta\Phi}{R}, N орамды катушка үшін q = \frac{N\Delta\Phi}{R}. Ағынды тезірек өзгертсе, ток күшейеді, бірақ аз уақыт жүреді, сондықтан заряд өзгермейді.
Индукциялық токтың бағыты қалай анықталады?
Алдымен контур арқылы өтетін магнит ағынының артып жатқанын не кеміп жатқанын анықтау керек. Ленц ережесі бойынша индукциялық токтың өрісі осы өзгеріске кедергі жасайды: ағын артса, ол сыртқы өріске қарсы, кемісе, сыртқы өріспен бағыттас болады. Содан кейін контур ішіндегі ток өрісінің бағыты арқылы бұрғы ережесімен токтың өз бағыты табылады.
Осы тақырып бойынша жаттығу

ENTLab теорияны ҰТО спецификациясы негізінде өз сөзімен жазады. Біз ҰТО емеспіз және онымен ешқандай байланысымыз жоқ.