درسنامه آموزشی فیزیک (2) کلاس یازدهم تجربی

معادلهٔ جریان - زمان یک مولد جریان متناوب برحسب یکاهای $SI$ به صورت $I=(4/0\times {{10}^{-3}})\sin 250\pi t$ است.
الف) جریان در دو لحظهٔ ${{t}_{1}}=2/0ms$ چقدر است؟
دانش آموزان به سادگی می‌توانند با جایگذاری زمان $t$ در معادلهٔ جریان  زمان مولد، جریان را در هر لحظهٔ دلخواه پیدا کنند. برای مثال در لحظهٔ ${{t}_{1}}=2/0ms$ داریم

$I=(4/0\times {{10}^{-3}})\sin 250\pi \times 2\times {{10}^{-3}}=4/0\times {{10}^{-3}}\sin \frac{\pi }{2}=2/0\times {{10}^{-3}}A=2/0mA$

ب) دورهٔ تناوب جریان را به‌دست آورید و نمودار جریان - زمان را در یک دورهٔ کامل رسم کنید.
دانش آموزان با مقایسه معادله داده شده با شکل کلی معادله می‌توانند دورهٔ تناوب را به دست آورند که برابر $\frac{2\pi }{T}=250\pi \Rightarrow T=\frac{1}{125}s$ است.

1-3 و 2-2 مغناطیس و قطب‌های مغناطیسی و میدان مغناطیسی

1- با توجه به جهت گیری عقربه‌های مغناطیسی در شکل زیر، قطب‌های آهنربای میله‌ای و جهت خط‌های میدان مغناطیسی را تعیین کنید.

2- الف) آهنربای میله‌ای با قطب‌های نامشخص در اختیار داریم. دست کم دو روش را برای تعیین قطب‌های این آهنربا بیان کنید.
1) آهنربایی با قطب‌های مشخص را به یکی از قطب‌های آن نزدیک می‌کنیم؛ اگر جاذبه ایجاد شد، قطب‌ها ناهمنام و اگر دافعه ایجاد شد قطب‌ها همنام هستند. 2) آهنربا را از وسط با نخی آوایزان می‌کنیم. پس الز مدتی آهنربا در راستای شمال - جنوب مغناطیسی زمین قرار می‌گیرد. طرف رو به شمال $N$ و سمت دیگر $S$ است.
ب) خط‌های میدان مغناطیسی بین دو آهنربا در شکل زیر نشان داده شده است. اندازهٔ میدان مغناطیسی را در نزدیکی قطب‌های آهنرباها با هم مقایسه کنید.

چون هر قدر خطوط میدان مغناطیسی متراکم‌تر باشند، میدان مغناطیسی قوی‌تر است؛ بنابراین میدان مغناطیسی در نزدیکی قطب $S$ آهنربای 2 قوی‌تر است. 

3- کودکی یک قطعهٔ کوچک آهنی را بلعیده است. پزشک می‌خواهد آن را با دستگاه شکل زیر بیرون بیاورد.
الف) هنگامی که آهنربای دائمی به نوک ثابت آهنی نزدیک می‌شود چه اتفاقی می‌افتد؟
در اثر پدیده‌ی القای مغناطیسی نوک ثابت آهنی، آهنربا می‌شود.
ب) ساختن نوک ثابت آهن چه مزیتی دارد؟
با دور یا نزدیک کردن آهنربای دائم متحرک به نوک ثابت آهنی، می‌توان قدرت آهنربایی نوک ثابت آهنی را تغییر داد.
پ) این وسیله را باید به درون گلوی کودک وارد و به سوی فلز بلعیده شده هدایت کرد؛ چرا غلاف باید انعطاف پذیر باشد؟
به خاطر اینکه جدارۀ گلو دارای برآمدگی و فرورفتگی است؛ بنابراین غلاف باید انعطاف پذیر باشد تا به جدارۀ گلو آسیب نرساند.
ت) پزشک می‌خواهد یک گیرهٔ آهنی کاغذ و یک واشر آلومینیومی را از گلوی کودک بیرون بیاورد؛ کدام یک را می‌توان بیرون آورد؟ چرا؟

گیرۀ آهنی کاغذ، زیرا گیرۀ اهنی یک ماده فرومغناطیس است و جذب آهنربا می‌شود اما واشر آلومینیمی جذب آهنربا نمی‌شود. (آلومینیم جزء مواد پارامغناطیسی است و به سختی تبدیل به آهنربا می‌شود، برای خارج کردن آن نیاز به میدان قوی‌تری داریم.)

3-3 نیروی مغناطیسی وارد بر ذره باردار متحرک در میدان مغناطیسی

4- چهار ذرّه هنگام عبور از میدان مغناطیسی درون سو مسیرهایی مطابق شکل زیر می‌پیمایند. دربارهٔ نوع بار هر ذره چه می‌توان گفت؟

در مسیر ذره‌ی 1: جهت حرکت ذره به سمت راست، میدان درون‌سو و نیروی وارد بر ذره به سمت بالا است. چون قاعده‌ی دست راست در این حالت برقرار است، بار ذره مثبت است.
در مسیر ذره‌ی 2: جهت حرکت ذره به سمت پایین، میدان درون‌سو و نیروی وارد بر ذره به سمت چپ است. چون طبق قاعده‌ی دست راست نیرو باید به سمت راست باشد، پس بار این ذرّه منفی است.
در مسیر ذره‌ی 3: چون ذره‌ی 3 در میدان مغناطیسی منحرف نشده است بدون بار است.
در مسیر ذره‌ی 4: جهت حرکت رو به بالا، میدان درون‌سو و نیروی وارد بر ذره به سمت راست است. چون طبق قاعده‌ی دست راست نیرو باید به سمت چپ باشد، پس بار ذره منفی است.

5- جهت نیروی مغناطیسی وارد بر بار مثبت را در هریک از حالت‌های نشان داده در شکل زیر تعیین کنید.

6- حلقهٔ رسانای مستطیل شکلی که حامل جریان $I$ است، مطابق شکل درون میدان مغناطیسی یکنواخت می‌چرخد. جهت جریان را در حلقه تعیین کنید.

چرخش حلقه به دلیل نیروی وارد بر هر یک از سیم‌های افقی حلقه است. (سیم‌هایی که جریان در آنها عمود بر راستای میدان است). طبق قاعده‌ی دست راست (اگر شست دست طوری در جهت نیرو قرار گیرد که میدان از کف دست خارج شود، چهار انگشت جهت جریان را نشان می‌دهد.)، جریان در حلقه، پادساعتگرد است.

7- پروتونی با تندی $4/4\times {{10}^{6}}m/s$ درون میدان مغناطیسی یکنواختی به اندازهٔ $18mT$ در حرکت است. جهت حرکت پروتون با جهت $\overrightarrow{B}$، زاویهٔ $60{}^\circ $ می‌سازد.
الف) اندازهٔ نیروی وارد بر این پروتون را محاسبه کنید.

$F=|q|vB\sin \theta =1/6\times {{10}^{-19}}\times 4/4\times {{10}^{6}}\times 18\times {{10}^{-3}}\times \sin 60\simeq 1/09\times {{10}^{-14}}N$

ب) اگر تنها این نیرو بر پروتون وارد شود، شتاب پروتون را حساب کنید. (بار الکتریکی پروتون $1/6\times {{10}^{-19}}C$ و جرم آن را $1/7\times {{10}^{-27}}m/s$ در نظر بگیرید).
 

$F=ma=\frac{F}{m}=\frac{1/09\times {{10}^{-14}}}{1/7\times {{10}^{-27}}}\simeq 6/4\times {{10}^{12}}m/{{s}^{2}}$

10- ذرهٔ باردار مثبتی با جرم ناچیز و با سرعت $\overrightarrow{v}$  در امتداد محور $x$ وارد فضایی می‌شود که میدان‌های یکنواخت $\overrightarrow{E}$ و $\overrightarrow{B}$ وجود دارد (شکل زیر). اندازهٔ این میدان‌ها برابر $E=450N/C$  و $B=0/18T$ است. تندی ذره چقدر باشد تا در همان امتداد محور $x$ به حرکت خود ادامه دهد؟

نیروی الکتریکی وارد بر ذره رو به پایین و نیروی مغناطیسی وارد بر ذره، طبق قاعده‌ی دست راست، روبه‌بالا است. برای اینکه ذره از مسیر خود منحرف نشود، باید نیروهای الکتریکی وارد بر آن یکدیگر را خنثی کنند؛ بنابراین:

${{F}_{B}}={{F}_{E}}\to |q|vB\sin 90{}^\circ =|q|E\to vB=E\to v=\frac{E}{B}=\frac{450}{0/18}=2500m/s$

4-3 نیروی مغناطیسی وارد بر سیم حامل جریان

9- جهت نیروی الکترومغناطیسی وارد بر سیم حامل جریان را در هر یک از شکل‌های الف، ب و پ با استفاده از قاعدهٔ دست راست بیابید.

10- یک سیم حامل جریان $1/6$ آمپر مطابق شکل زیر با دو نیروسنج فنری که به دو انتهای آن بسته شده‌اند، به طور افقی و در راستای غرب  شرق قرار دارد. میدان مغناطیسی زمین را یکنواخت، به طرف شمال و اندازهٔ $0/05mT$ بگیرید.

الف) اندازهٔ نیروی مغناطیسی وارد بر هر متر این سیم را پیدا کنید.

$F=IlB\sin \theta =1/6\times 1\times 0/05\times {{10}^{-3}}\times \sin 90{}^\circ =8\times {{10}^{-5}}N$

ب) اگر بخواهیم نیروسنج‌ها عدد صفر را نشان دهند، چه جریانی و در چه جهتی باید از سیم عبور کند؟ جرم هر متر از طول این سیم 8 گرم است $(g=9/8N/kg)$.

برای اینکه نیروسنج‌ها عدد صفر را نشان دهند، باید نیروی مغناطیسی وارد بر سیم، رو به بالا و با وزن سیم برابر باشد؛ برای ایجاد چنین نیرویی طبق قاعده‌ی دست راست جریان باید به سمت شرق باشد. مقدار جریان به صورت زیر به دست می‌آید:

${{F}_{B}}=mg\to lIB\sin 90{}^\circ =mg\to lIB=mg\to I=\frac{mg}{lB}=\frac{8\times {{10}^{-3}}\times 9/8}{1\times 5\times {{10}^{-5}}}=15/68\times {{10}^{2}}A$

5-3 میدان مغناطیسی حاصل از جریان الکتریکی

11- یک آهنربای میله‌ای مطابق شکل زیر، بالای سیملوله‌ای آویزان شده است. توضیح دهید با بستن کلید $K$ چه تغییری در وضعیت آهنربا رخ می‌دهد.

با بستن کلید و برقراری جریان، میدان مغناطیسی روبه پایینی درون سیملوله ایجاد می‌شود. این میدان به گونه‌ای است که بخش بالایی سیلملوله قطب $S$ و بخش پایینی قطب $N$ را دارد. جاذبه‌ی بین قطب‌های ناهمنام سیملوله و آهنربا باعث جذب شدن قطب $N$ آهنربا به سمت سیملوله می‌شود. بنابراین آهنربا به سمت چپ و پایین منحرف می‌شود.

12- شکل زیر، دو سیم موازی و بلند حامل جریان را نشان می‌دهد. اگر میدان مغناطیسی برایند حاصل از این سیم‌ها در نقطهٔ $A$ صفر باشد، جهت جریان آن را در سیم 2 پیدا کنید.

برای اینکه میدان مغناطیسی برایند در نقطه‌ی $A$ صفر شود، باید میدان مغناطیسی سیم‌های 1 و 2 در نقطه‌ی $A$ در خلاف جهت هم باشند. میدان سیم 1 در نقطه‌ی $A$ درون‌سو است، پس باید میدان سیم 2 در نقطه‌ی $A$ برون‌سو باشد. بنابراین جریان سیم 2 از راست به چپ (در خلاف جهت جریان سیم 1) است.

13- سیملوله‌ای شامل 250 حلقه است که دور یک لولهٔ پلاستیکی توخالی به طول $0/14$ متر پیچیده شده است. اگر جریان گذرنده از سیملوله $0/8A$ باشد، اندازهٔ میدان مغناطیسی درون سیملوله را حساب کنید.

$B=?$  ، $\mu .=4\pi \times {{10}^{-7}}\frac{T.m}{A}$  ،  $I=0/8A$  ،   $l=0/14m$  ،   $N=250$ 

$B=\frac{\mu .NI}{l}=\frac{4\pi \times {{10}^{-7}}\times 250\times 0/8}{0/14}\simeq 1/79\times {{10}^{-3}}T$

14- در شکل زیر دو سیملولهٔ $P$ و $Q$ هم محورند و طول برابر رند. تعداد دور سیملولهٔ $P$ برابر 200 و تعداد دور سیملولهٔ $Q$ برابر 300 است. اگر جریان $1A$ از سیملولهٔ $Q$ عبور کند، از سیملولهٔ $P$ چه جریانی باید عبور کند تا برایند میدان مغناطیسی ناشی از دو سیملوله در نقطهٔ $M$ (روی محور دو سیملوله) صفر شود؟

${{I}_{Q}}=1A$  ، ${{N}_{Q}}=300$  ،  ${{I}_{P}}=?$  ،   ${{N}_{P}}=200$ 

${{B}_{P}}={{B}_{Q}}\to \frac{\not{\mu }.{{N}_{P}}{{I}_{P}}}{\not{l}}=\frac{\not{\mu }.{{N}_{Q}}{{I}_{Q}}}{\not{l}}\to {{N}_{P}}{{I}_{P}}={{N}_{Q}}{{I}_{Q}}\to 200\times {{I}_{P}}=300\times 1\to {{I}_{P}}=1/5A$

6-3 ویژگی های مغناطیسی مواد

15- شکل الف حوزه‌های مغناطیسی مادهٔ فرومغناطیسی را درون میدان خارجی $\overrightarrow{B}$ نشان می‌دهد. شکل ب همان ماده را پس از حذف میدان $\overrightarrow{B}$ نشان می‌دهد. نوع مادهٔ فرومغناطیسی را با ذکر دلیل تعیین کنید.

فرومغناطیسی نرم، زیرا با حذف میدان خارجی، حوزه‌های مغناطیسی ناهمسو شده و حالت اولیه‌ی خود را حفظ نمی‌کنند.

16- با توجه به آنچه در بخش ویژگی‌های مغناطیسی مواد دیدید، نقشه مفهومی زیر را کامل کنید.

8-3 قانون القای الکترومغناطیسی فاراده

17- دو سیملوله با حلقه‌های با مساحت یکسان ولی با تعداد دور متفاوت را مطابق شکل‌های زیر به ولت سنج حساسی وصل کرده‌ایم. دریافت خود را از این شکل‌ها بنویسید. (آهنرباها مشابه‌اند و با تندی یکسانی به طرف سیملوله‌ها حرکت می‌کنند.)

دانش آموزان باید به شرایط یکسان آزمایش و بیشتر بودن تعداد دور مدار شکل (ب) توجه کنند و توضیح دهند که چرا ولت سنج حساس در مدار شکل (ب) عدد بزرگ‌تری را می‌خواند.

18- دو سیملولهٔ مشابه را مطابق شکل‌های زیر به ولت سنج حساسی وصل کرده‌ایم. دریافت خود را از شکل‌های زیر بنویسید. (آهنرباها مشابه‌اند ولی با تندی متفاوتی به طرف سیملوله حرکت می‌کنند.)

دانش آموزان باید به شرایط یکسان آزمایش و حرکت سریع‌تر آهنربا به طرف مدار شکل (ب) توجه کنند و توضیح دهند که چرا ولت سنج حساس در مدار شکل (ب) عدد بزرگ‌تری را می‌خواند.

19- شکل زیر ساختمان یک بادسنج را نشان می‌دهد. اگر این بادسنج را روی بام خانه نصب کنیم، به هنگام وزیدن باد میلهٔ آن می‌چرخد و ولت سنج عددی را نشان می‌دهد.

الف) چرا چرخش میله سبب انحراف عقربهٔ ولت سنج می‌شود؟
با چرخش میله، آهنربای درون فضای پیچه می‌چرخد. دانش آموزان باید بر همین اساس و با توجه قانون القای الکترومغناطیسی فاراده به این پرسش پاسخ دهند.
ب) آیا با افزایش تندی باد، عددی که ولت سنج نشان می‌دهد تغییر می‌کند؟ چرا؟
با توجه به آنچه در پرسش 2 قسمت (ب) دیدند به سادگی می‌توانند به این پرسش پاسخ دهند. یا به رابطهٔ قانون القای الکترومغناطیسی فاراده و وجود $\Delta t$ در مخرج این رابطه توجه کنند.
پ) برای بهبود و افزایش دقت کار دستگاه دو پیشنهاد ارائه دهید.
استفاده از آهنربای قوی‌‌تر و پیچه با تعداد دور بیشتر. همچنین استفاده از ولت سنج حساس‌تر می‌تواند به بهبود نتیجه اندازه گیری بینجامد.

20- سطح حلقه‌های پیچه‌ای که دارای $1000$ حلقه است، عمود بر میدان مغناطیسی یکنواختی که اندازهٔ $0/040T$ و جهت آن از راست به چپ است، قرار دارد. میدان مغناطیسی در مدت $0/010s$ تغییر می‌کند و به $0/040T$ در خلاف جهت اولیه می‌رسد. اگر سطح هر حلقهٔ پیچه $50c{{m}^{2}}$ باشد، اندازهٔ نیروی محرکهٔ القایی متوسط در پیچه را حساب کنید.

اگر نیم خط عمود بر سطح پیچه را به سمت راست فرض کنیم در این صورت

${{\Phi }_{1}}={{B}_{1}}A\cos {{\theta }_{1}}=(0/40T)(50\times {{10}^{-4}}{{m}^{2}})\cos 0{}^\circ =2\times {{10}^{-4}}Wb$

${{\Phi }_{2}}={{B}_{2}}A\cos {{\theta }_{2}}=(0/40T)(50\times {{10}^{-4}}{{m}^{2}})\cos 180{}^\circ =-2\times {{10}^{-4}}Wb$

$\Delta \Phi ={{\Phi }_{2}}-{{\Phi }_{1}}=-2\times {{10}^{-4}}-2\times {{10}^{-4}}=-4\times {{10}^{-4}}Wb$

دانش آموزان باید توجه کنند برای محاسبه ${{\Phi }_{2}}$، باید جهت نیم خط عمود بر پیچه که به سمت راست انتخاب شده بود را تعییر ندهند.

$|\varepsilon |=|-N\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}|=|-1000\frac{(-4\times {{10}^{-4}}Wb)}{{{10}^{-2}}s}|=40V$

9-3 قانون لنز

21- قطب $N$ یک آهنربا را مطابق شکل روبه رو به یک حلقهٔ رسانا نزدیک می‌کنیم. جهت جریان القایی را در حلقه مشخص کنید.

جریان القایی در جهت ساعتگرد است.

22- دو آهنربای میله‌ای مشابه را مطابق شکل، به طور قائم از ارتفاع معینی نزدیک سطح زمین رها می‌کنیم به طوری که یکی از آنها از حلقهٔ رسانایی عبور می‌کند. اگر سطح زمین در محل برخورد آهنرباها نرم باشد، مقدار فرورفتگی آهنرباها را در زمین با یکدیگر مقایسه کنید. (تأثیر میدان مغناطیسی زمین روی آهنرباها را نادیده بگیرید.)

دانش آموزان باید با توجه به قانون القای الکترومغناطیسی فاراده و قانون لنز، توضیح قانع کننده‌ای ارائه دهند که چرا آهنربایی که از حلقه‌های رسانا عبور می‌کند، فرورفتگی کمتری هنگام برخورد با زمین نرم ایجاد می‌کند.

23- جهت جریان القایی را در هریک از حلقه‌های رسانای نشان داده شده در شکل‌های زیر تعیین کنید.

الف) ساعتگرد، ب) پاد ساعتگرد، پ) جریانی القا نمی‌شود.

24- شکل زیر سیملولهٔ حامل جریانی را نشان می‌دهد که در حال دور شدن از یک حلقهٔ رساناست. جهت جریان القایی را در حلقه با ذکر دلیل تعیین کنید.

پادساعتگرد، دانش آموزان باید به جهت حرکت سیملوله، جهت جریان و جهت میدان ایجاد شده در سیملوله توجه کنند و سرانجام با توجه به قانون لنز جهت جریان القایی را در حلقه تشخیص دهند.

25- دو حلقهٔ رسانا در نزدیکی یک سیم دراز حامل جریان ثابت $I$ قرار دارند؛ این دو حلقه با تندی یکسان، ولی در جهت‌های متفاوت مطابق شکل زیر حرکت می‌کنند. جهت جریان القایی را در هر حلقه با ذکر دلیل تعیین کنید.

در حلقهٔ سمت راست، جریان به صورت ساعتگرد القا می‌شود. در حلقهٔ سمت چپ، جریانی القا نمی‌شود. دانش آموزان باید به فرض دراز بودن سیم، که در صورت مسئله آمده است توجه داشته باشند.

26- شکل زیر رسانای $U$ شکلی را درون میدان مغناطیس یکنواخت $\overrightarrow{B}$ که عمود بر صفحهٔ شکل و رو به داخل صفحه است نشان می‌دهد. وقتی میلهٔ فلزی $CD$ به طرف راست حرکت کند، جهت جریان القایی در مدار در چه جهتی است؟

پادساعتگرد، دانش آموزان باید دلیل کافی برای پاسخ خود ارائه دهند.

27- در مدار نشان داده شده در شکل زیر، جهت جریان القایی را  در مقاومت $R$ در هریک از دو حالت زیر با ذکر دلیل پیدا کنید:

الف) در لحظهٔ بستن کلید $K$.
$b$ و $a$ دانش آموزان باید دلیل کافی برای پاسخ خود ارائه دهند.
ب) در لحظهٔ باز کردن کلید $K$.
$a$ و $b$ دانش آموزان باید دلیل کافی برای پاسخ خود ارائه دهند

28- حلقهٔ رسانای مربعی شکل، به طول ضلع $10cm$ وارد میدان مغناطیسی درون سویی به اندازهٔ $20mT$ و سپس از آن خارج می‌شود.

الف) در کدام مرحله شار عبوری از حلقه بیشینه است؟ مقدار شار گذرنده از حلقه در این حالت چقدر است؟
با توجه به تعریف شار و عوامل مرتبط با آن، انتظار می‌رود دانش آموزان به سادگی بتوانند به این پرسش پاسخ دهند.

$\Phi =BA\cos \theta =(20\times {{10}^{-3}}T)(100\times {{10}^{-4}}{{m}^{2}})\cos 0{}^\circ =2\times {{10}^{-4}}Wb$

فرض شده است که نیم خط عمود بر حلقه، در جهت درون سو است.
ب) در کدام وضعیت (ها) شار گذرنده از حلقه تغییر می‌کند؟ جهت جریان القایی را در حلقه تعیین کنید.
در حالتی که حلقه وارد میدان می‌شود یا از آن در حال خارج شدن است.
در حالت ورود: پادساعتگرد، دانش آموزان برای پاسخ خود باید دلایل کافی ارائه دهند.
در حالت خروج: ساعتگرد، دانش آموزان برای پاسخ خود باید دلایل کافی ارائه دهند.

29- حلقهٔ رسانایی به طرف یک آهنربای میله‌ای حرکت می‌کند. شکل زیر، حلقه را در سه وضعیت نسبت به آهنربا نشان می‌دهد. جهت جریان القایی را در حلقه برای هر وضعیت به طور جداگانه تعیین کنید.

در حالت 1: روبه بالا (پادساعتگرد)
در حالت 2: جریانی القا نمی‌شود.
در حالت 3: رو به پایین (ساعتگرد)

10-3 القاگرها

30- شکل زیر مداری را نشان می‌دهد؛ شامل یک القاگر (سیملوله)، باتری، رئوستا و آمپرسنج که به طور متوالی به یکدیگر بسته شده‌اند. اگر بخواهیم بدون تغییر ولتاژ باتری، انرژی ذخیره شده در القاگر را زیاد کنیم چه راهی پیشنهاد می‌کنید؟

دانش آموزان باید به رابطهٔ $U=\frac{1}{2}L{{I}^{2}}$ و همچنین عوامل دخیل در ضریب القاوری سیملوله $L={{\mu }_{{}^\circ }}\frac{A{{N}^{2}}}{l}$، توجه کنند و براساس آن پیشنهادهای خود را ارائه دهند. در این مدار فرض شده است که باتری غیرقابل تعویض است و نیروی محرکهٔ آن ثابت است.

11-3 جریان متناوب

31- جریان متناوبی که بیشینهٔ آن $2/0A$ و دورهٔ آن $0/020s$ است، از یک رسانای 5 اهمی می‌گذرد.
الف) اولین لحظه‌ای که در آن جریان بیشینه است چه لحظه‌ای است؟ در این لحظه نیروی محرکهٔ القایی چقدر است؟
دانش آموزان باید از رابطهٔ 4-7، برای حل این مسئله استفاده کنند. با جایگذاری مقادیر داده شده داریم

$I=(2/0A)\sin \frac{2\pi }{0/02s}t=(2/0A)\sin 100\pi t$

در $t=\frac{1}{200}s$ داریم

$I=(2/0A)\sin 100\pi (\frac{1}{200}s)=(2/0A)\sin \frac{\pi }{2}=2/0A$

به این ترتیب در لحظهٔ $t=\frac{1}{200}s$ برای اولین بار، جریان به بیشینهٔ خود می‌رسد. با توجه به مقاومت رسانا داریم:

${{\varepsilon }_{m}}=R{{\operatorname{I}}_{m}}=(5\pi )(2/0A)=10V$

ب) در لحظهٔ $t=\frac{1}{400}s$، جریان چقدر است؟ $\sqrt{2}A$.