Физика РГР №1 Иванов М. Н. СОДП гр. 41242. Электромагнетизм
 Скачать 201.33 Kb.
|
|
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный государственный университет путей сообщения» АмИЖТ-филиал ДВГУПС в г. Свободном Кафедра «Физика и теоретическая механика» Расчетно-графическая работа 1 по дисциплине: Физика Тема: Электромагнетизм Выполнил: Иванов М. Н. Специальность: 23.05.05 «СОДП» Проверил: доцент Н.А. Кравцова Свободный 2019 Задача №1. По бесконечно длинному прямому проводу, согнутому под углом  , течет ток  . Найти магнитную индукцию в точках, лежащих на биссектрисе угла и удаленных от его вершины на расстояние  .Дано: Найти:  и  Решение: Разделим проводник на две части. Расстояние от линии тока до точки, в которой рассматривается магнитная индукция, равна  . Отрезки нужно рассматривать как проводники ограниченной длины.Первый случай: Индукция от отрезка конечной длины (по закону Био-Савара-Лапласа):  и .Так как каждый из концов отрезков уходит в бесконечность, то видно, что  и  . Так как рассматриваемая точка лежит на биссектрисе угла 1200, то  и  .Так как в рассматриваемой точке вектора магнитной индукции от каждого отрезка сонаправленны, то можно записать:  ,Подставляя ранее выраженные значения магнитной индукции от отрезков:  Заменяя  , получим: Второй случай: Решение идет аналогично первому случаю, единственное, что в данных условиях меняется это значения углов  и  . Поэтому можно записать сразу:. Индукция от первой части по закону Био-Савара-Лапласа: и .Так как в рассматриваемой точке вектора магнитной индукции от каждого отрезка сонаправленны, то можно записать:   Ответ:  Задача №2. Короткая катушка площадью поперечного сечения, равной  , содержит  витков провода, по которому течет ток  . Катушка помещена в однородное магнитное поле напряженностью  . Определить магнитный поток катушки, а также вращающий момент, действующий на нее со стороны поля, если ось катушки составляет угол  с линиями индукции.Дано:      Найти:  ,  Решение: Магнитный момент катушки с током, найдем по формуле:  .Механический момент, действующий на катушку со стороны магнитного поля:  .Магнитную индукцию поля можно выразить через напряженность  и тогда: .Ответ:     Задача №3. Полагая, что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите радиусом  , определите период обращения электрона вокруг ядра и индукцию магнитного поля, создаваемого движущимся электроном в центре его орбиты.Дано:   Найти:  ,  .Р  ешение: На электрон в атоме действует сила Кулона, притягивающая электрон к ядру, являющаяся центростремительной:  и  , откуда  .Учтя, что угловая скорость связана с периодом колебаний соотношением  , то период обращения электрона будет: .Сила эквивалентного тока, как заряд, проходящий в единицу времени:  .А магнитная индукция в центре этого витка эквивалентного тока, по закону Био-Савара-Лапласа:  .Ответ:__мЗадача_№5.'>Ответ:  с  ТлЗадача №4. Горизонтальный стержень массой  и длиной  покоится на двух одинаковых вертикальных пружинах в горизонтальном однородном магнитном поле индукцией  , перпендикулярном стержню. По стержню пропускают в течении короткого времени  ток силой  , из-за чего стержень смещается вверх. Определить максимальную деформацию сжатия  пружин при этом. Жесткость каждой пружины  .Дано:          Найти: .Решение:  На провод с током в магнитном поле действует сила Ампера, которая приподнимает провод вверх и сжимает пружины. Сила сжатия пружин по закону Гука  . Так как таких пружин две и провод после смещения покоится, то по первому закону Ньютона можно записать: или  ,Откуда максимальное сжатие пружин будет:  .Ответ:  мЗадача №5. Длина железного сердечника тороида равна  , длина воздушного зазора -  . Сколько ампер-витков необходимо для создания магнитного потока  , если площадь поперечного сечения сердечника равна  , а магнитная проницаемость материала сердечника -  .Дано:         Найти:  Решение: Магнитную индукцию в тороиде можно найти по формуле:   .Магнитный поток в тороиде при этом будет:  ,Откуда количество ампер-витков в тороиде:  .Ответ:  Задача №6. Круговой проводящий контур площадью  расположен в однородном магнитном поле индукцией  так, что его плоскость перпендикулярна магнитным линиям. Сопротивление проводника, из которого сделан контур,  . При повороте контура через поперечное сечение его проводника прошел заряд  . На какой угол повернули контур?Дано:       Найти:  Решение: Изменение магнитного потока контур с током:  .ЭДС, индуцируемое при изменении магнитного потока, в катушке будет, по закону Фарадея:  .Сила тока по закону Ома  , а так как сила тока – заряд, проходящий по проводнику в единицу времени  , то можно записать, расписав ЭДС: ,Откуда угол поворота рамки:  .Ответ:  Задача №7. Автотрансформатор, понижающий напряжение с  до  содержит в первичной обмотке  витков. Пренебрегая сопротивлением первичной обмотки, определите число витков во вторичной обмотке трансформатора, если сопротивление обмотки  , а сопротивление цепи  Дано:  Найти:  .Решение: Силу тока во вторичной обмотке можно найти по закону Ома для участка цепи:  ,А по закону Ома для неоднородной цепи:  .Откуда эдс, индуцируемая во вторичной обмотке будет:  .Так как сопротивлением на первичной обмотке пренебрегаем, то эдс на ней возьмем как  . Тогда можно записать: .Ответ:  витков |