Качественная задача (объяснение физических процессов и свойств тел) · 66 заданий
- Задание №19№19
На одну чашу весов поставили блюдце с горячей водой, а на другую – уравновешивающие её гири. Сохранится ли с течением времени это равновесие? Ответ по…
Испарение, конденсация, кипение
- Задание №19№19
К невесомой нити (см. рисунок) подвешен груз А . К нему на пружине прикрепляют груз В и затем нить пережигают. Какой из грузов в начале падения имеет…
Второй закон Ньютона
- Задание №19№19
Колбу с жидкостью поместили в сосуд с водой (см. рисунок), при этом наблюдали повышение уровня жидкости в трубке. Сравните первоначальные температуры…
Тепловое расширение и сжатие
- Задание №19№19
Два ученика одновременно измеряли атмосферное давление с помощью барометра: один – находясь в школьном дворе под открытым небом, другой – в кабинете ф…
Давление
- Задание №19№19
Капля маслянистой жидкости попадает на поверхность воды и растекается, образуя тонкую плёнку. Обязательно ли эта плёнка закроет всю поверхность воды?…
Основные положения МКТ
- Задание №19№19
Два спиртовых термометра – большой и маленький – сделаны из одинакового материала. Большой термометр значительно тяжелее и содержит, соответственно, б…
Уравнение теплового баланса
- Задание №19№19
В два одинаковых стакана налита вода до одной высоты. В один стакан опустили сплошной стальной брусок, а в другой – сплошной медный брусок той же масс…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19
Для того чтобы стеклянный стакан не треснул, какую ложку (деревянную или металлическую) следует в него опустить, прежде чем налить кипяток? Ответ пояс…
Виды теплопередачи
- Задание №19№19
Каким образом легче резать картон с помощью ножниц: помещая картон у кончиков лезвий или ближе к их середине? Ответ поясните.
Простые механизмы. Рычаг. КПД
- Задание №19№19
В сосуде с водой находятся три бруска, которые в равновесии располагаются так, как показано на рисунке. Бруски сделаны из разных материалов, но имеют…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19
Стёкла окон дома или его стены в лучах солнечного света кажутся более тёмными? Ответ поясните.
Отражение света
- Задание №19№19
Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того как колбу опустили в сосуд с водой, показания манометра изменились (ри…
Внутренняя энергия
Кольцо из медной проволоки быстро вращается между полюсами сильного магнита (см. рисунок). Будет ли происходить нагревание кольца? Ответ поясните.
Решение
Решение.
Для ответа на вопрос задачи проанализируем физические процессы, происходящие при вращении проводящего кольца в магнитном поле.
1) Явление электромагнитной индукции. Магнит создает между своими полюсами N и S магнитное поле. При вращении медного кольца вокруг вертикальной оси постоянно меняется угол между вектором магнитной индукции B и нормалью к плоскости кольца. Следовательно, магнитный поток Φ, пронизывающий площадь кольца, непрерывно изменяется во времени.
2) Возникновение индукционного тока. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, изменение магнитного потока приводит к возникновению в замкнутом проводящем контуре (кольце) ЭДС индукции Ei=−ΔtΔΦ. Так как медь является хорошим проводником, под действием этой ЭДС в кольце возникает электрический ток, который называют индукционным током.
3) Тепловое действие тока. Согласно закону Джоуля — Ленца, при протекании электрического тока в проводнике выделяется количество теплоты, прямо пропорциональное квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени его протекания: Q=I2Rt. Энергия вращения кольца за счет работы сил ампера частично преобразуется во внутреннюю энергию металла.
Вывод: Поскольку в кольце возникает индукционный ток, прохождение которого сопровождается выделением теплоты, кольцо будет нагреваться.
Ответ: Да, нагревание кольца будет происходить, так как при его вращении изменяется магнитный поток, что вызывает появление индукционного тока, который, согласно закону Джоуля — Ленца, приводит к выделению теплоты.
Источник: ФИПИ