1. В однородном горизонтально направленном магнитном поле перпендикулярно его силовым линиям расположен медный проводник диаметром 2 мм, по проводнику течет ток 7 А.

• Название: 1. В однородном горизонтально направленном магнитном поле перпендикулярно его силовым линиям расположен медный проводник диаметром 2 мм, по проводнику течет ток 7 А.
• Дата: 04.07.2022
• Размер: 217.5 Kb.
• Имя файла: IDZ_Magn_Pole-end.doc
• Тип: Документы; #624043
• страница: 1 из 4

1. В однородном горизонтально направленном магнитном поле перпендикулярно его силовым линиям расположен медный проводник диаметром 3.2 мм, по проводнику течет ток 7 А. Вес проводника уравновешивается силой Ампера, действующей на него. Плотность меди равна 8900 кг/м³.

Чему равна индукция магнитного поля?

Ответ: 0.1 Тл.

2. Проводник длиной 20 см и массой 4 г подвешен на тонких непроводящих нитях одинаковой длины в вертикально направленном однородном магнитном поле. При пропускании по проводнику тока 10 А нити отклонились от вертикали на угол 45^°.

Найти индукцию магнитного поля.

Ответ: 17.6 мТл.

3. Проводник длиной 40 см, по которому протекает ток 25 А, совершил в магнитном поле с индукцией 2 Тл перемещение на 15 см. Направление перемещения проводника и вектор магнитной индукции перпендикулярны проводнику, а вектор магнитной индукции образует с направлением перемещения угол 30^°.

Какая работа совершена при перемещении проводника?

Ответ: 1.5 Дж.

4. По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 4 г течет ток 10 А. После помещения проводника в направленное перпендикулярно ему однородное магнитное поле проводник стал двигаться вверх с ускорением 4.9 м/с².

Определить индукцию и направление магнитного поля.

Ответ: 29.4 мТл.

5. Два параллельных замкнутых на одном конце провода, расстояние между которыми 50 см, расположены в горизонтальной плоскости и находятся в однородном магнитном поле 5 мТл. Направление магнитного поля перпендикулярно плоскости, в которой расположены провода. На проводах лежит проводящая перемычка, которая может скользить по проводам без трения. Перемычка под действием внешней силы 10 мН движется с постоянной скоростью 2 м/с.

Пренебрегая сопротивлением проводов, найти сопротивление перемычки.

Ответ: 1.25 мОм.

6. Электрон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 1 кВ, влетел в однородное магнитное поле с индукцией 100 мТл перпендикулярно линиям поля. Масса электрона 9×10^–31 кг, заряд – 1.6×10^–19 Кл.

Какова должна быть минимальная протяженность поля в направлении, по которому летел электрон вне поля, чтобы скорость электрона изменила направление на противоположное?

Ответ: 1.061 мм.

7. Электрон и протон, ускоренные одинаковой по модулю разностью потенциалов, влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Отношение радиусов кривизны их траекторий равно 0.023.

Найти отношение масс протона и электрона.

Ответ: 1890.

8. Электрон (заряд – 1.6×10^–19 Кл) влетает в однородное электрическое поле напряженностью 10⁵ В/м перпендикулярно силовым линиям этого поля со скоростью 10⁵ м/с.

Каковы индукция и направление магнитного поля, которое нужно создать, чтобы электрон продолжал в этих полях двигаться по прямой линии?

Ответ: 1 Тл.

9. Заряженная частица, двигаясь в магнитном поле по дуге радиуса 2 см, прошла через свинцовую пластинку, расположенную на ее пути. После этого радиус кривизны траектории стал равным 1 см.

Определить относительное изменение энергии частицы.

Ответ: частица потеряла 75% кинетической энергии.

10. Однородные электростатическое и магнитное поля направлены перпендикулярно друг другу. Напряженность электростатического поля 1 кВ/м, индукция магнитного поля 1 мТл.

Какими должны быть направление и модуль скорости электрона, чтобы его движение в этих полях было прямолинейным?

Ответ: 10⁶ м/с; векторы v, E и В должны быть взаимно перпендикулярны.

11. Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле с индукцией 10^-2 Тл. Масса электрона 9.1×10^-31 кг, его заряд равен 1.60×10^-19 Кл.

Найти период обращения электрона.

Ответ: 3.6×10^–6 с.

12. Замкнутая накоротко катушка, состоящая из 1000 витков проволоки, помещена в однородное магнитное поле, направленное вдоль оси катушки. Площадь поперечного сечения катушки 20 см², ее полное сопротивление 100 Ом.

Найти тепловую мощность, выделяющуюся в катушке, если индукция магнитного поля равномерно изменяется со скоростью 10^–2 Тл/с.

Ответ: 0.4 мВт.

13. В однородном магнитном поле с индукцией 5 мТл расположена замкнутая катушка диаметром 10 см, имеющая 10 витков. Ось катушки параллельна линиям поля, сопротивление ее 10 Ом.

Какой заряд пройдет по катушке, если ее повернуть на 180° относительно оси, перпендикулярной направлению поля?

Ответ: 78.5 мкКл.

14. Проволочный виток, имеющий площадь 10 см², разрезан в некоторой точке, и в разрез включен конденсатор емкостью 10 мкФ. Виток помещен в однородное магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны плоскости витка. Индукция магнитного поля равномерно изменяется во времени со скоростью 5×10^–3 Тл/с.

Определить заряд конденсатора.

Ответ: 50 пКл.

15. Горизонтальный стержень длиной 1 м вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через один из его концов. Ось вращения образует угол 30° с линиями однородного магнитного поля с индукцией 50 мкТл. При вращении на концах стержня возникает разность потенциалов 1 мВ.

Найти частоту вращения стержня.

Ответ: 7.35 об/с, или 46.19 рад/с.

16. Квадратная проволочная рамка со стороной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0.5 Тл, перпендикулярном к плоскости рамки. По рамке, параллельно одной из ее сторон, без нарушения контакта скользит с постоянной скоростью 0.1 м/с перемычка, сопротивление которой 1 Ом.

Определить ток через перемычку. Сопротивлением рамки пренебречь.

Ответ: 5 мА.

17. Однородное магнитное поле перпендикулярно плоскости медного кольца диаметром 20 см, сделанного из провода диаметром 2 мм. Удельное сопротивление меди 1.7×10^–8 Ом×м.

С какой скоростью должна изменяться магнитная индукция, чтобы в кольце протекал ток 10 А?

Ответ: 1.082 Тл/с.

18. Из провода длиной 1.2 м с погонным сопротивлением 2 Ом/м сделан прямоугольный замкнутый контур с соотношением сторон 2:1. Контур помещен в однородное магнитное поле с индукцией 100 мТл так, что линии поля перпендикулярны плоскости контура.

Какое количество электричества протечет по контуру, если его сделать квадратным?

Ответ: 416.7 мкКл.

19. В цепь последовательно включены источник с ЭДС 1.2 В, реостат с сопротивлением 1 Ом и индуктивность 1 Гн. Сначала в цепи протекал постоянный ток, а затем, начиная с некоторого момента времени, сопротивление реостата начинают менять так, что ток в цепи уменьшается с постоянной скоростью 0.2 А/с.

Пренебрегая внутренним сопротивлением источника, найти сопротивление цепи спустя 2 с после начала уменьшения тока.

Ответ: 1.75 Ом.

20. В однородном магнитном поле с индукцией В находится квадратная рамка со стороной d. Плоскость рамки перпендикулярна направлению линий индукции. Сопротивление единицы длины провода, из которого изготовлена рамка, r. Поле имеет резко очерченную плоскую границу, параллельную стороне рамки.

Какой ток пойдет по рамке, если ее выдвигать из магнитного поля с постоянной скоростью V перпендикулярно границе поля, и чему равен заряд, протекший по рамке к моменту ее полного извлечения из поля?

Ответ: , .

21. В однородном магнитном поле с индукцией В расположена замкнутая катушка диаметром d с числом витков N. Плоскость катушки перпендикулярна линиям поля. Проволока, из которой намотана катушка, имеет площадь сечения S и удельное сопротивление r.

Какой заряд пройдет по катушке, если ее повернуть на 180° относительно оси, перпендикулярной линиям индукции магнитного поля.

Ответ: .

22. Два параллельных замкнутых на одном конце провода, расстояние между которыми 50 см, находятся в однородном магнитном поле с индукцией 5 мТл. Плоскость, в которой расположены провода, горизонтальна и перпендикулярна к направлению поля. На провода положен металлический мостик сопротивлением 0,625 Ом, который скользит по проводам без трения с постоянной скоростью под действием горизонтальной силы 100 мкН.

Пренебрегая сопротивлением проводов, найти скорость мостика.

Ответ: 10 м/с.

23. Металлический стержень длиной 10 см помещен в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. Концы его замкнуты гибким проводом, находящимся вне поля. Сопротивление всей цепи 0,4 Ом.

Какая мощность потребуется для того, чтобы перемещать стержень перпендикулярно линиям индукции со скоростью 2 м/с? Скорость стержня перпендикулярна его длине.

Ответ: 1 мВт.

24. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 1 мТл по винтовой линии с шагом 6,28 мм и радиусом 1 мм. Масса электрона 9,1×10^-31 кг, заряд электрона -1,6×10^-19 Кл.

Определить скорость электрона и угол, который образует вектор скорости электрона с направлением магнитного поля.

Ответ: 0,26 Мм/с.

25. К источнику с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом подключены параллельно соединенные катушка с индуктивностью 4 Гн и резистор 10 Ом. Сопротивление катушки 5 Ом.

Какое количество теплоты выделится в катушке с резистором после их отключения от ЭДС?

Ответ: 4,56 Дж.

26. Электрон влетает со скоростью 10⁶м/с в область однородного электрического поля так, что вектор скорости составляет угол 75° с направлением силовых линий поля.

При какой напряженности поля электрон вылетит из него под углом 105° к направлению силовых линий? Протяженность поля между точками входа и выхода электрона из поля 10 см. Заряд и масса электрона 1,6×10^-19 Кл, 9,1×10^-31 кг.

Ответ: 28,4 В/м.

27. Электрон, ускоренный в однородном электрическом поле напряженностью Е=1,6 кВ/м, влетает в однородное магнитное поле с индукцией В=30 мТл и начинает двигаться по окружности радиусом R=2 мм.

Какой путь прошел электрон в электрическом поле? Начальная скорость электрона равна нулю, масса электрона m=9,1×10^-31 кг, заряд e= -1,6×10^-19 Кл.

Ответ: 0,2 м.

28. Частица массой 1 мкг, несущая заряд 0,1 мКл, движется по окружности в однородном магнитном поле с индукцией 100 мТл. В области магнитного поля создали однородное электрическое поле напряженностью 1 В/м. Силовые линии электрического поля параллельны линиям индукции.

Определить смещение частицы вдоль силовых линий электрического поля за время, равное периоду обращения в магнитном поле.

Ответ: 19,7 м.

29. Металлический стержень длиной 1 м падает с высоты 10 м, оставаясь в плоскости падения все время параллельным поверхности земли.

Какая максимальная разность потенциалов возникнет между концами стержня, если создать однородное магнитное поле с индукцией 1 мТл, параллельное поверхности земли? Магнитное поле Земли не учитывать.

Ответ: 14 мВ.

30. Электрон, ускоренный в электрическом поле с Dj = 10 кВ , влетает в однородное магнитное поле с индукцией 10 мТл перпендикулярно линиям индукции. Масса электрона 9,1×10^-31 кг, заряд электрона -1,6×10^-19 Кл.

Чему равен радиус вращения электрона?

Ответ: 3,37 см.

31. Квадратная проволочная рамка расположена в однородном магнитном поле так, что ее плоскость составляет некоторый угол a с линиями индукции однородного магнитного поля. Когда магнитное поле равномерно убывает с некоторой скоростью DB/Dt , то в рамке индуцируется ЭДС индукции, равная 18 мВ. Если данную рамку превратить в прямоугольную с соотношением сторон 1:2 и расположить так, что плоскость рамки будет перпендикулярна линиям индукции, то при удвоенной скорости убывания магнитного поля ЭДС индукции в рамке составит 64 мВ.

Определить угол a.

Ответ: 30°.

32.  Шины электростанции представляют собой медные полосы длиной L = 3 м, находящиеся на расстоянии d = 50 см одна от другой. При коротком замыкании по ним идёт ток I = 10⁴ А. С какой силой взаимодействуют при этом шины?

Ответ:

33. Батарея из N = 100 аккумуляторов с ЭДС Е = 2,1Ви внутренним сопротивлением r = 0,003 Ом каждый соединена в m = 10 одинаковых параллельных групп. От батареи идут два параллельных провода на расстоянии d = 1 м один от другого. Определить силу взаимодействия, приходящуюся на L = 1 м длины проводов, в случае короткого замыкания.

Ответ:

34. В однородном магнитном поле перпендикулярно его силовым линиям расположен прямолинейный медный проводник диаметром d = 3,2 мм, по которому течёт ток I = 7 А. Плотность меди r = 8900 кг/м³. Определить индукцию В магнитного поля, если вес проводника уравновешивается силой, действующий на проводник со стороны поля.

Ответ:

35. В однородном вертикальном магнитном поле, индукция которого В = 0,25 Тл, горизонтально подвешен на двух лёгких нитях прямолинейный проводник с линейной плотностью m/L = 2 г/см. После включения тока нити отклонились на угол a = 60⁰ от вертикали. Какой силы ток I течёт по проводнику?

Ответ:

36. Медный провод сечением S = 2 мм², согнутый в виде трёх сторон квадрата, может вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через его крайние точки. Провод находится в однородном магнитном поле, направленном вертикально. Когда по проводу идёт ток I = 10 А, провод отклоняется от положения равновесия на угол a = 15⁰. Определить индукцию В магнитного поля. Плотность меди r = 8900 кг/м³.

Ответ:

37. Медный провод сечением S = 1 мм² согнут в виде полуокружности и имеет горизонтальную ось вращения, проходящую через его концы. Провод находится в однородном магнитном поле, направленным вертикально вверх. Какой ток I должен протекать по проводу, чтобы при индукции поля В = 0,1 Тл он отклонился от вертикального положения на угол a = 30⁰? Плотность меди r = 8900 кг/м³.

Ответ:

38. Стержень массой m = 1 кг лежит перпендикулярно рельсам, расстояние между которыми d = 50 см. Рельсы составляют с горизонтом угол a = 30⁰. Коэффициент трения стержня о рельсы m = 0,6. По стержню протекает ток I = 40 А. Какой должна быть индукция В вертикального магнитного поля, чтобы стержень начал двигаться вверх по рельсам?

Ответ:

39. По наклонной плоскости, составляющей угол a = 20⁰ с горизонтом, в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией В = 0,4 Тл равномерно движется вверх, сохраняя горизонтальное положение, металлический брусок длиной L = 10 см и массой m = 100 г, по которому течёт ток I = 18 А. С каким ускорением а будет двигаться брусок, если направление тока в нём изменить на противоположное?

Ответ:

40. В одной плоскости с бесконечно длинным прямолинейным проводником, по которому протекает ток I₁ = 1 А, расположена квадратная рамка со стороной а = 5 см. Расстояние от проводника до ближайшей ему стороны рамки L = 1 см. По рамке течёт ток I₂ = 5 А. Определить силу F, действующую на рамку.

Ответ:

41. Под длинной горизонтальной шиной на двух одинаковых пружинах с коэффициентом упругости k = 10 Н/м подвешен провод длиной L = 1 м. В отсутствии токов расстояние между шиной и проводом равно a = 1 см. Определить расстояние d между ними, если по шине и по проводу текут токи I = 10 А. Провод может перемещаться только в вертикальной плоскости.

Ответ: