Lesson notes & every answer, in textสรุปบทเรียนและเฉลยทุกข้อ แบบข้อความ
Electromagnetic inductionการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า
IGCSE Physics · Edexcel 4PH1 & 4SD0 · free step-by-step lesson, every question with its answer and the reason behind itบทเรียนฟรีทีละขั้น ทุกข้อมีเฉลยและเหตุผลกำกับ
1. Warm-upวอร์มอัพ
A coil, a meter and a magnet. There is no cell.ขดลวด มิเตอร์ และแม่เหล็ก · ไม่มีเซลล์ไฟฟ้า
Nothing moves, so the needle sits at zero. This lesson shows what happens when the magnet moves.ไม่มีอะไรเคลื่อนที่ เข็มจึงอยู่ที่ศูนย์ · บทนี้จะแสดงว่าเกิดอะไรเมื่อแม่เหล็กเคลื่อนที่
- A wave has a period of 0.5 s. Calculate its frequency.คลื่นหนึ่งมีคาบ 0.5 s · คำนวณความถี่
Answer:เฉลย: $f=\dfrac{1}{0.5}=2$ Hz$f=\dfrac{1}{0.5}=2$ HzOne over T: $f=\dfrac{1}{0.5}$ $=2\text{ Hz}$หนึ่งส่วน T: $f=\dfrac{1}{0.5}$ $=2\text{ Hz}$
- The needle swings right when current flows one way round the circuit. The current now flows the other way. Where does the needle go?เข็มแกว่งไปทางขวาเมื่อกระแสไหลทิศหนึ่งรอบวงจร · ตอนนี้กระแสไหลย้อนทิศ · เข็มไปทางไหน
Answer:เฉลย: to the left: the side of zero shows the directionไปทางซ้าย: ด้านที่เข็มอยู่บอกทิศทางCentre zero shows directionศูนย์ตรงกลางบอกทิศทาง
2. Move it, get a voltageขยับ แล้วได้ความต่างศักย์
Voltage appears while the field changes.ความต่างศักย์เกิดตอนที่สนามเปลี่ยน
Push the magnet towards the coil. What does the needle do?ดันแม่เหล็กเข้าหาขดลวด · เข็มจะเป็นอย่างไร
Push, hold, then pull. The next three questions check what you saw.ดัน ค้างไว้ แล้วดึง · สามข้อต่อไปจะตรวจสิ่งที่เราเห็น
- The magnet is pushed into the coil and then stops inside. When does the needle move?ดันแม่เหล็กเข้าไปในขดลวดแล้วหยุดอยู่ข้างใน · เข็มขยับเมื่อไร
Answer:เฉลย: only while the magnet moves: the field through the coil is changingเฉพาะตอนที่แม่เหล็กเคลื่อนที่: สนามผ่านขดลวดกำลังเปลี่ยนNo change, no voltageไม่เปลี่ยน ไม่มีความต่างศักย์
- The needle swung right as the magnet went in. The magnet is now moved away from the coil. What does the needle do?เข็มแกว่งไปทางขวาตอนแม่เหล็กเข้าไป · ตอนนี้ดึงแม่เหล็กออก · เข็มเป็นอย่างไร
Answer:เฉลย: to the left: the opposite movement gives the opposite voltageไปทางซ้าย: การเคลื่อนที่ตรงข้ามให้ความต่างศักย์ตรงข้ามOpposite movement, opposite voltageเคลื่อนที่ตรงข้าม ความต่างศักย์ตรงข้าม
- A magnet is pushed into a coil joined to a centre-zero meter. It is held still for a moment, then moved away from the coil. Describe what the meter shows. (3 marks)ดันแม่เหล็กเข้าไปในขดลวดที่ต่อกับมิเตอร์ศูนย์ตรงกลาง · ถือนิ่งไว้ครู่หนึ่ง แล้วดึงออก · บรรยายว่ามิเตอร์แสดงอะไร · (3 คะแนน)
Answer:เฉลย: moves in · zero when still · other way outขยับตอนเข้า · ศูนย์ตอนนิ่ง · อีกทางตอนออกThree parts: in, still, out.สามช่วง: เข้า นิ่ง ออก
3. Bigger voltageความต่างศักย์ที่มากขึ้น
Three changes give a bigger voltage.สามอย่างที่ให้ความต่างศักย์มากขึ้น
A coil with more turns gives a bigger swingขดลวดที่มีรอบมากกว่าให้เข็มแกว่งมากกว่า
Faster, a stronger magnet, or more turns: each gives a bigger induced voltage.เร็วขึ้น แม่เหล็กแรงขึ้น หรือรอบมากขึ้น: แต่ละอย่างให้ความต่างศักย์เหนี่ยวนำมากขึ้น
- Which change gives a bigger induced voltage?การเปลี่ยนแบบใดให้ความต่างศักย์เหนี่ยวนำมากขึ้น
Answer:เฉลย: push the magnet in faster: the field changes fasterดันแม่เหล็กเข้าเร็วขึ้น: สนามเปลี่ยนเร็วขึ้นA faster change, a bigger voltageเปลี่ยนเร็วขึ้น ความต่างศักย์มากขึ้น
- A wire is in the field between two magnets. The field lines run left to right. Which movement of the wire induces a voltage?ลวดอยู่ในสนามระหว่างแม่เหล็กสองก้อน · เส้นสนามวิ่งจากซ้ายไปขวา · ลวดเคลื่อนที่แบบใดจึงเกิดความต่างศักย์เหนี่ยวนำ
Answer:เฉลย: up the page: the wire cuts the field linesขึ้นบน: ลวดตัดเส้นสนามCut the lines, get a voltageตัดเส้นสนาม ได้ความต่างศักย์
- State three ways to increase the voltage induced in a coil when a magnet moves into it. (3 marks)บอกสามวิธีเพิ่มความต่างศักย์เหนี่ยวนำในขดลวดเมื่อแม่เหล็กเคลื่อนเข้าไป · (3 คะแนน)
Answer:เฉลย: faster · stronger magnet · more turnsเร็วขึ้น · แม่เหล็กแรงขึ้น · รอบมากขึ้นOne change in the movement, one in the magnet, one in the coil.หนึ่งอย่างที่การเคลื่อนที่ หนึ่งที่แม่เหล็ก หนึ่งที่ขดลวด
4. Turning a magnet in a coilหมุนแม่เหล็กในขดลวด
A turning magnet keeps changing the field.แม่เหล็กที่หมุนทำให้สนามเปลี่ยนตลอด
Turn the magnet inside the coilหมุนแม่เหล็กในขดลวด
As the magnet turns, the field through the coil keeps changing. A voltage is induced all the time.ขณะแม่เหล็กหมุน สนามผ่านขดลวดเปลี่ยนตลอด · เกิดความต่างศักย์เหนี่ยวนำตลอดเวลา
- A magnet spins inside a coil joined to a lamp. Why does the lamp light?แม่เหล็กหมุนในขดลวดที่ต่อกับหลอดไฟ · ทำไมหลอดไฟจึงสว่าง
Answer:เฉลย: the field through the coil keeps changing, so a voltage is inducedสนามผ่านขดลวดเปลี่ยนตลอด จึงเกิดความต่างศักย์เหนี่ยวนำA changing field, not a cellสนามที่เปลี่ยน ไม่ใช่เซลล์
- A magnet is turned inside a coil. Explain why the voltage across the coil keeps changing direction (a.c.). (3 marks)หมุนแม่เหล็กในขดลวด · อธิบายว่าทำไมความต่างศักย์คร่อมขดลวดจึงกลับทิศอยู่เรื่อย ๆ (ไฟฟ้ากระแสสลับ) · (3 คะแนน)
Answer:เฉลย: field changes · reverses each half turn · voltage reversesสนามเปลี่ยน · กลับทิศทุกครึ่งรอบ · ความต่างศักย์กลับทิศField changes, field reverses, so voltage reverses.สนามเปลี่ยน สนามกลับทิศ ความต่างศักย์จึงกลับทิศ
5. Turning a coil in a fieldหมุนขดลวดในสนาม
A turning coil cuts field lines.ขดลวดที่หมุนตัดเส้นสนาม
Now the magnets stay still and the coil turnsตอนนี้แม่เหล็กอยู่นิ่ง และขดลวดหมุน
The sides of the coil cut the field lines. A voltage is induced. Slip rings and brushes carry it out.ด้านของขดลวดตัดเส้นสนาม เกิดความต่างศักย์เหนี่ยวนำ · วงแหวนลื่นและแปรงถ่านนำมันออกไป
- Which change makes a generator give a bigger voltage?การเปลี่ยนแบบใดทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้ความต่างศักย์มากขึ้น
Answer:เฉลย: turn the coil faster: it cuts the field lines fasterหมุนขดลวดเร็วขึ้น: มันตัดเส้นสนามเร็วขึ้นFaster cutting, bigger voltageตัดเร็วขึ้น ความต่างศักย์มากขึ้น
- A generator has a coil between two magnets. The coil is joined to a lamp that is lit. Explain how the generator produces a current in the lamp. (4 marks)เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีขดลวดอยู่ระหว่างแม่เหล็กสองก้อน · ขดลวดต่อกับหลอดไฟที่สว่างอยู่ · อธิบายว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสในหลอดไฟอย่างไร · (4 คะแนน)
Answer:เฉลย: coil turns · cuts field lines · voltage induced · complete circuit, currentขดลวดหมุน · ตัดเส้นสนาม · เกิดความต่างศักย์ · วงจรสมบูรณ์ กระแสไหลTurn, cut, voltage, then a current in a complete circuit.หมุน ตัด ความต่างศักย์ แล้วกระแสในวงจรสมบูรณ์
6. Reading the outputอ่านเอาต์พุต
Read an a.c. graph.อ่านกราฟไฟฟ้ากระแสสลับ
The output of a generator: up, down, and up againเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า: ขึ้น ลง แล้วขึ้นอีก
Peak (amplitude): the top of a wave, from zero. Below zero the current flows the other way. This is a.c.ค่าสูงสุด (แอมพลิจูด): ยอดคลื่น วัดจากศูนย์ · ต่ำกว่าศูนย์ กระแสไหลอีกทิศ · นี่คือไฟฟ้ากระแสสลับ
- Find the frequency of this output.หาความถี่ของเอาต์พุตนี้
Answer:เฉลย: $T=0.15\div3=0.05$ s, $f=\dfrac{1}{0.05}=20$ Hz$T=0.15\div3=0.05$ s · $f=\dfrac{1}{0.05}=20$ HzPeriod first, then f: $T=0.15\div3$ $=0.05\text{ s}$ $f=\dfrac{1}{0.05}$ $=20\text{ Hz}$หาคาบก่อน แล้วหา f: $T=0.15\div3$ $=0.05\text{ s}$ $f=\dfrac{1}{0.05}$ $=20\text{ Hz}$
- The coil is turned twice as fast. Compare the new output graph with the one before. What is different?หมุนขดลวดเร็วเป็นสองเท่า · เทียบกราฟเอาต์พุตใหม่กับกราฟก่อนหน้า · ต่างกันอย่างไร
Answer:เฉลย: taller and more waves: a bigger peak and a higher frequencyสูงขึ้นและมีคลื่นมากขึ้น: ค่าสูงสุดมากขึ้นและความถี่สูงขึ้นBoth changeเปลี่ยนทั้งสองอย่าง
- This is the output after the coil turns twice as fast. Read its peak voltage.นี่คือเอาต์พุตหลังจากหมุนขดลวดเร็วเป็นสองเท่า · อ่านค่าความต่างศักย์สูงสุด
Answer:เฉลย: the top of a wave, from zero: 6 Vยอดคลื่น วัดจากศูนย์: 6 VTwice the speed, twice the peak: $V_{\text{peak}}=6\text{ V}$ความเร็วสองเท่า ค่าสูงสุดสองเท่า: $V_{\text{peak}}=6\text{ V}$
- Find the frequency of this faster output.หาความถี่ของเอาต์พุตที่เร็วขึ้นนี้
Answer:เฉลย: $T=0.15\div6=0.025$ s, $f=\dfrac{1}{0.025}=40$ Hz$T=0.15\div6=0.025$ s · $f=\dfrac{1}{0.025}=40$ HzTwice the speed, twice f: $T=0.15\div6$ $=0.025\text{ s}$ $f=\dfrac{1}{0.025}$ $=40\text{ Hz}$ 40 Hz is double the 20 Hz of the slower output.ความเร็วสองเท่า f สองเท่า: $T=0.15\div6$ $=0.025\text{ s}$ $f=\dfrac{1}{0.025}$ $=40\text{ Hz}$ 40 Hz เป็นสองเท่าของ 20 Hz ของเอาต์พุตที่ช้ากว่า
7. Exam formแบบข้อสอบจริง
Full questions, in the wording and mark pattern of a 4PH1 paper.ข้อเต็มในสำนวนและรูปแบบคะแนนของข้อสอบ 4PH1
Equation, substitution, answerสมการ · แทนค่า · คำตอบ
Write $f=\dfrac{1}{T}$ first. The equation line often earns a mark.เขียน $f=\dfrac{1}{T}$ ก่อน · บรรทัดสมการมักได้คะแนน
- A generator output shows 5 complete waves in 0.10 s. Calculate its frequency. (3 marks)เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีคลื่นครบ 5 ลูกใน 0.10 s · คำนวณความถี่ · (3 คะแนน)
Answer:เฉลย: $T=0.10\div5=0.02$ s, $f=\dfrac{1}{0.02}=50$ Hz$T=0.10\div5=0.02$ s · $f=\dfrac{1}{0.02}=50$ Hz3 marks: $\text{M1}\quad T=0.10\div5$ $\text{M1}\quad f=\dfrac{1}{0.02}$ $\text{A1}\quad f=50\text{ Hz}$3 คะแนน: $\text{M1}\quad T=0.10\div5$ $\text{M1}\quad f=\dfrac{1}{0.02}$ $\text{A1}\quad f=50\text{ Hz}$
- State what is needed to induce a voltage in a coil. (2 marks)บอกสิ่งที่ต้องมีเพื่อให้เกิดความต่างศักย์เหนี่ยวนำในขดลวด · (2 คะแนน)
Answer:เฉลย: A magnet and the coil must move past each other, so that the magnetic field through the coil changes.แม่เหล็กและขดลวดต้องเคลื่อนผ่านกัน เพื่อให้สนามแม่เหล็กผ่านขดลวดเปลี่ยน2 marks: $\text{M1}\quad \text{movement}$ $\text{M2}\quad \text{field changes}$2 คะแนน: $\text{M1}\quad \text{movement}$ $\text{M2}\quad \text{field changes}$
- A small wind turbine turns a generator. The wind speed increases. Explain how the current in the circuit changes. (2 marks)กังหันลมขนาดเล็กหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า · ความเร็วลมเพิ่มขึ้น · อธิบายว่ากระแสในวงจรเปลี่ยนอย่างไร · (2 คะแนน)
Answer:เฉลย: faster, bigger voltage, bigger currentเร็วขึ้น ความต่างศักย์มากขึ้น กระแสมากขึ้นSpeed, then voltage, then current.ความเร็ว แล้วความต่างศักย์ แล้วกระแส
8. On your ownลองเอง
Six on paper. For a.c. questions write $f=\dfrac{1}{T}$ first.หกข้อบนกระดาษ · ข้อไฟฟ้ากระแสสลับให้เขียน $f=\dfrac{1}{T}$ ก่อน
- A magnet is pushed into a coil, then held still. What does the meter show in each part?ดันแม่เหล็กเข้าไปในขดลวดแล้วถือนิ่ง · มิเตอร์แสดงอะไรในแต่ละช่วง
Answer:เฉลย: the needle moves while it goes in; zero while stillA voltage needs the field to change.ความต่างศักย์ต้องมีสนามที่เปลี่ยน
- An a.c. supply has a period of 0.016 s. Calculate its frequency.ไฟฟ้ากระแสสลับมีคาบ 0.016 s · คำนวณความถี่
Answer:เฉลย: 62.5 Hz$f=1\div0.016$.$f=1\div0.016$.
- A cyclist doubles her speed. State two changes to the dynamo output.นักปั่นเพิ่มความเร็วเป็นสองเท่า · บอกการเปลี่ยนแปลงของเอาต์พุตไดนาโมสองอย่าง
Answer:เฉลย: bigger voltage; higher frequencyTaller waves, and more of them.คลื่นสูงขึ้นและมีมากขึ้น
- A generator output shows 6 waves in 0.12 s. Calculate the period, then the frequency.เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีคลื่น 6 ลูกใน 0.12 s · คำนวณคาบ แล้วคำนวณความถี่
Answer:เฉลย: T = 0.02 s, f = 50 Hz$T=0.12\div6$ first.หา $T=0.12\div6$ ก่อน
- A wire moves along the field lines. No voltage is induced. Explain why.ลวดเคลื่อนที่ไปตามเส้นสนาม · ไม่เกิดความต่างศักย์เหนี่ยวนำ · อธิบายว่าทำไม
Answer:เฉลย: it cuts no field lines, so the field through it does not changeInduction needs lines cut.การเหนี่ยวนำต้องมีการตัดเส้นสนาม
- Describe an experiment to show that a moving magnet induces a voltage in a coil, and how to make it bigger. (5 marks)บรรยายการทดลองที่แสดงว่าแม่เหล็กที่เคลื่อนที่ทำให้เกิดความต่างศักย์เหนี่ยวนำในขดลวด และวิธีทำให้มากขึ้น · (5 คะแนน)
Answer:เฉลย: coil and centre-zero meter; magnet in: needle moves; still: zero; away: other way; bigger with faster, stronger magnet, more turnsSet up, push, still, away, three changes.ต่อวงจร ดัน นิ่ง ดึงออก สามอย่างที่ทำให้มากขึ้น
All free lessonsบทเรียนฟรีทั้งหมด · Free maths libraryคลังเรียนฟรี