|
|
КР2 Борисов СН. Электродинамика
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»
___________Высшая инженерная школа________________
(наименование высшей школы / филиала / института / колледжа)
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По дисциплине/междисциплинарному курсу/модулю
|
|
Физика
|
|
На тему
|
Электродинамика
|
|
|
Выполнил (-а) обучающийся (-аяся):
Ансимов Евгений Григорьевич
|
|
(Ф.И.О.)
|
|
Направление подготовки / специальность:
23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»
|
|
(код и наименование)
|
|
Курс: 2
|
|
Группа:273904
|
|
Руководитель:
Оруджова Ольга Низамиевна
|
|
(Ф.И.О. руководителя, должность / уч. степень / звание)
|
Признать, что работа выполнена и защищена с отметкой
|
|
|
|
|
|
|
(отметка прописью)
|
|
(дата)
|
Руководитель
|
|
|
|
|
|
|
(подпись руководителя)
|
|
(инициалы, фамилия)
|
Архангельск 2021
Вариант №9
9. Две бесконечные пластины, расположенные под прямым углом друг к другу несут равномерно распределенные по площади заряды с поверхностными плотностями  нКл/ и  нКл/ . Определить напряженность поля, создаваемого пластинами.
|
Дано:
нКл/
нКл/
|
Решение:
Напряженность поля создаваемого бесконечной пластиной.
 =8,85· - электрическая постоянная.
 = +
 = = = =
|
Найти:
Е - ?
|
Ответ:
19. Две бесконечные параллельные плоскости находятся на расстоянии  см друг от друга. Плоскости несут равномерно распределенные по поверхностям заряды с плотностями  мкКл/ и  мкКл/ . Найти разность потенциалов  между плоскостями.
|
Дано:
мкКл/
 Кл/
мкКл/
 Кл/
|
Решение:
=8,85· - электрическая постоянная.
|
Найти:
-?
Ответ: 
29. Поверхность нагретой отрицательно заряженной нити электрон покидает со скоростью  . Какую скорость он будет иметь на расстоянии  от ее центра? Линейная плотность заряда нити  , радиус нити 
|
Дано:
|
Решение:
=8,85· - электрическая постоянная.
r
1 R 2
  =
 Кл - заряд электрона
 Кл
 =
Ответ:
|
Найти:
-?
|
39. Три источника с ЭДС  ,  и внутренними сопротивлениями  Ом каждый соединены, как показано на рис. 29, и замкнуты на сопротивлении  Ом. Определить разность потенциалов между точками C и D  и между точками K и D  .
|
Дано:
 =6 В
Ом
Ом
|
Решение
Параллельно  ; 
Последовательно
 ; 
 В
Ответ: ; 
|
Найти:
- ?
- ?
|
Дано:
I1=20 А
I2=30 А
A= AB=0,1м
AC = 2 м
|
Решение:
|
Найти:
B - ?
|
Индукция магнитного поля в точке С в соответствии с принципом суперпозиции будет равна векторной сумме магнитных индукций
и созданных в этой точке токами I1 и I2. Модуль индукции поля, созданного бесконечно длинным проводником с током , можно определить по формуле:
 и 
Ответ:
|
58. Плоская круглая рамка диаметром 10 см находится в однородном
магнитном поле с напряженностью Н=10 А/м. По рамке протекаетток I=20 А. На сколько изменится вращающий момент, действующий
на рамку, при повороте плоскости рамки на угол 60° к направлению
поля? До поворота плоскость рамки совпадала с направлением поля.
Какая при этом совершена работа?
|
Дано:
d = 10 см = 0.1 м
Н=10 А/м
I2=20А
α = 60°
|
Р
ешение:
  
α = 60°
|
Найти:
ΔM- ?
A - ?
|
На рамку с током I, помещенную во внешнее однородное магнитное поле с индукцией В, действует момент сил М, момент сил выражается соотношением:
М = I * S * В * sinα(1), где: S – площадь рамки, α – угол между нормалью к плоскости рамки и вектором В.
B=μ * μ 0 * H (2).
μ 0 = 4π *  Гн/м – магнитная постоянная, μ = 1.
ΔM=M1–M2 (3),
S=π (4),
M1=I * μ 0 * μ * H * π * * sinα 1
α1 =0,sin0=0,M1=0(5),
M2 =I * μ 0 * μ * H * π * * sinα=20 * 4 * 3,14 * * 10 * 3,14 *  * == 1.69 * 
ΔM=1.69 * −0=1.69 *
Ответ: 1.69 * Н∙м
|
68. Заряд движется в вакууме прямолинейно со скоростью 10 м/с во
взаимно перпендикулярных магнитном и электрическом полях.
Каково должно быть отношение напряженностей этих полей, чтобы
имело место такое движение? Как направлена скорость заряда
относительно магнитного и электрического полей? Задачу пояснить
чертежом.
|
Дано:
 = 10 м/с
|
Решение:
|
Найти:
 - ?
Направление V- ?
|
Если частица движется во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях  систему координат XYZ удобно выбрать следующим образом. Направим ось OZ вдоль направления вектора индукции магнитного поля  , а ось OY – вдоль направления напряженности электрического поля  . Начало координат совместим с положением частицы в начальный момент времени (рис. 1). В выбранной системе координат вектор напряженности электрического поля (0, E, 0) имеет только одну отличную от нуля проекцию: Ey E , Ex Ez 0. Вектор магнитной индукции (0,0, B) имеет тоже только одну отличную от нуля проекцию: Bz B, Bx By 0. Координаты частицы в начальный момент времени равны нулю: x(0) y(0) z(0) 0.
Тогда система уравнений, описывающая движение заряженной частицы массой m и зарядом q во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях, в декартовой системе координат XYZ примет вид:
Проведя многочисленные преобразования, получим закон движения частицы в следующем виде:
Для анализа характера траектории проведем следующие преобразования.
Полученные законы движения частицы запишем в виде
Оба уравнения возведем в квадрат и сложим
Полученное уравнение является уравнением окружности с центром в точке (xR, yR) и радиусом R. Из явного вида координат центра окружности (xR, yR)следует, что центр окружности равномерно движется вдоль оси OX (рис. 2). То есть движение частицы можно интерпретировать как движение по окружности, центр которой перемещается равномерно и прямолинейно в плоскости окружности перпендикулярно и напряженности электрического, и индукции магнитного полей. Таким образом, движение частицы представляет суперпозицию движения по окружности (круговая составляющая движения) в плоскости XOY (в плоскости электрического поля) и прямолинейного равномерного движения в направлении оси OX (прямолинейная составляющая движенияв плоскости магнитного поля).
Прямолинейное движение (прямолинейная составляющая) характеризуется:
постоянной скоростью
Получается, что отношение напряженностей магнитного и электрического полей должно равняться скорости частицы, чтобы
имело место такое прямолинейное движение. Значит, 
Ответ: движение частицы представляет суперпозицию движения по окружности (круговая составляющая движения) в плоскости XOY (в плоскости электрического поля) и прямолинейного равномерного движения в направлении оси OX (прямолинейная составляющая движения в плоскости магнитного поля); , чтобы имело место такое прямолинейное движение.
|
78. В электрической цепи, содержащей резистор сопротивлением
R=20 Ом и катушку индуктивностью L=0,06 Гн, течет ток I=20 А.
Определить силу тока I в цепи через t=0,2 мкс после ее размыкания.
|
Дано:
R=20 Ом
L=0,06 Гн
I=20 А
Δt=0,2 мкс
|
Решение:
Мгновенное значение силы тока в цепи, обладающей сопротивлением Rи индуктивностью Lпри размыкании цепи равно 
Подставляем значения
Ответ:
|
Найти:
I - ?
| |
|
|
Скачать 380.86 Kb.