ИДЗ электромагнетизм. Идз Электромагнетизм

• Название: Идз Электромагнетизм
• Дата: 21.12.2021
• Размер: 0.99 Mb.
• Имя файла: ИДЗ электромагнетизм.docx
• Тип: Документы; #312225
• страница: 4 из 5

ИДЗ «Электромагнетизм»

Вариант 13

1 . Два круговых витка радиусом R = 4 см каждый расположены в параллельных плоскостях на расстоянии d = 10 см друг от друга. По виткам текут токи I₁ = I₂ = 2 А. Найдите индукцию В магнитного поля на оси витков в точке, находящейся на равном расстоянии от них. Задачу решить, когда: а) токи в витках текут в одном направлении; б) токи в витках текут в противоположных направлениях.

2. Для какого контура циркуляция вектора будет наибольшей? В каком направлении его нужно обходить? Укажите номер правильного ответа. Поясните свой выбор. Все токи одинаковые.

1) L₁, по часовой стрелке. 2) L₁, против часовой стрелки.

3) L₂, по часовой стрелке. 4) L₂, против часовой стрелки.

3 . На шероховатой плоскости, наклоненной под углом α = 30⁰ к горизонту находится однородный цилиндрический проводник массой m = 100 г и длиной l = 57,7 см (см. рисунок).По проводнику пропускают ток в направлении «от нас», за плоскость рисунка, и вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 1 Тл, направленной вертикально вниз. При какой силе тока I цилиндр будет оставаться на месте, не скатываясь с плоскости и не накатываясь на неё?

4. В каком из приведенных случаев контур с током будет втягиваться в область более сильного магнитного поля?



5 . На шероховатом непроводящем диске, расположенном в горизонтальной плоскости, лежит точечное тело, находящееся на расстоянии R = 0,5 м от центра диска, и несущее заряд q = 75 мкКл. Диск равномерно вращается вокруг своей оси, совершая n = 0,5 оборота в секунду. Коэффициент трения между телом и поверхностью диска равен μ = 0,6. Какой должна быть минимальная масса mтела для того, чтобы в однородном магнитном поле с индукцией В = 2 Тл тело не скользило по поверхности диска?




6. На рисунке представлена зависимость ЭДС индукции в контуре от времени. Магнитный поток сквозь площадку, ограниченную контуром, увеличивается со временем по закону Ф = at² + bt + c, (a, b, c – постоянные ) в интервале …
1) A 2) B 3) C 4) D 5) E

7. . На соленоид без сердечника длиной l = 144 см диаметром D = 5 см надет проволочный виток. Обмотка соленоида имеет N = 2000 витков и по ней течет ток I =2 А. Какая средняя ЭДС _ср индуцируется в надетом на соленоид витке, когда ток в соленоиде спадет до нуля в течение времени
t = 2 мс?

8 . Сила тока в проводящем круговом контуре индуктивностью 100 мГн изменяется с течением временипо закону I = (3 + 0,1t³)  (в единицах СИ):
Абсолютная величина ЭДС самоиндукции в момент времени 2 с равна ____ ; при этом индукционный ток направлен …

1) 0,12 В; против часовой стрелки 2) 0,38 В; против часовой стрелки

3) 0,12 В; по часовой стрелке 4) 0,38; по часовой стрелке

9. Имеется катушка индуктивностью L =0,1 Гн и сопротивлением R = 0,8 Ом. Определить, во сколько раз уменьшится сила тока в катушке через t = 30 мс, если источник тока отключить и катушку замкнуть накоротко.

10. Уравнения Максвелла являются основными законами классической макроскопической электродинамики, сформулированными на основе обобщения важнейших законов электростатики и электромагнетизма. Эти уравнения в интегральной форме имеют вид:



Первое уравнение Максвелла является обобщением …

Варианты ответа:

1. 
   Закона электромагнитной индукции
   
2. 
   Теоремы Остроградского – Гаусса для электростатического поля в среде
   
3. 
   Теоремы Остроградского – Гаусса для магнитного поля
   
4. 
   Закона полного тока в среде
   

ИДЗ «Электромагнетизм»

В ариант 14

1. Ток I = 5 А течет по тонкому проводнику, изогнутому так, как показано на рисунке. Радиус изогнутой части проводника R = 12 см. Определить индукцию магнитного поля в точке О.
2 . Чему равна в СИ циркуляция вектора по контуру обхода L в вакууме (см. рисунок), если I₁=1 A, I₂=2 A, I₃=3 A? Укажите номер правильного ответа. ₀=410^-7 Гн/м.

1) 410^-7 Тлм. 2) -1210^-7 Тлм.

3) 1610^-7 Тлм. 4) 1210^-7 Тлм.

3 . Рядом с длинным прямым проводом MN, по которому течет ток I₂ = 10 А, расположена квадратная рамка со стороной а = 3,0 см, по которой течет ток I₁ = 2,0 А. Рамка лежит в одной плоскости с проводом MN так, что ее сторона, ближайшая к проводу, находится на расстоянии l = 2,0 см (см. рисунок). Определить направление и величину сил, действующих на каждую сторону рамки и на рамку в целом.

4.На проволочный виток радиусом r = 10 см, помещенный между полюсами магнита, действует максимальный механический момент M= 13·10^-6 Н·м. Сила тока в витке I= 4 А. Определить индукцию B магнитного поля между полюсами магнита.

5. Заряженная частица влетела перпендикулярно линиям индукции в однородное магнитное поле, созданное в среде. В результате взаимодействия с вещесчтвом частица, находясь в поле, потеряла половину своей первоначадльной энергии. Во сколько раз будут отличаться радиусы кривизны R траектории начала и конца пути?

6 . По параллельным металлическим проводникам, расположенным в однородном магнитноми поле, с равномерно возрастающей скоростью перемещается проводяшая перемычка ( см. рис.).

Если сопротивлением перемычки и направляющих можно пренебречь, то зависимость индукционного тока от времени можно представить графиком …

7. Кольцо, изготовленное из алюминиевой проволоки длиной 1 м, помещено в однородное магнитное поле. Площадь поперечного сечения проволоки равна 14 мм², удельное сопротивление алюминия 2,8·10^-8 Ом·м. Магнитное поле перпендикулярно к плоскости кольца. Чему будет равен индукционный ток, возникающий в кольце, если индукция магнитного поля начнет изменяться со скоростью 5 мТл/с?

8. Соленоид длиной l= 50 см и площадью поперечного сечения S = 2 см² имеет индуктивность L = 2,0·10^-7 Гн. При какой силе тока I объемная плотность энергии магнитного поля достигнет значения ω = 1·10^-3 Дж/м³ ?

9. Через какое время t после выключения источника ЭДС в электрической цепи, состоящей из соленоида с индуктивностью L=1,0 Гн и сопротивлением R=10 Ом, установится ток, равный половине начального?

10. Установите соответствие между уравнениями Максвелла и их физическим смыслом.


Укажите соответсвие для каждого нумерованного элемента задания

1) изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое эектрическое поле.

2) «магнитных зарядов» не существует: силовые линии магнитного поля замкнуты.

3) источником вихревого магнитного поля помимо токов проводимости является изменяющееся со временем электрическое поле.

4) источником электрического поля являются свободные электрические заряды.

ИДЗ «Электромагнетизм»

Вариант 15

1 . По плоскому контуру из тонкого провода течет ток силой I = 10,0 А. Радиусы полуокружностей равны R₁ = 0,10 м и R₂ = 0,20 м (см. рисунок). Определите в точке 0 индукции магнитного поля В₁, В₂, В₃, В₄ и В, создаваемые участками 1, 2, 3, 4 и всем контуром.
2 . Определите направление токов в проводниках 1 и 2, для которых циркуляция вектора по контуру L будет минимальной. Выберите номер правильного ответа. Подтвердите ваш выбор расчетом.

1) ¹ ² 2) ¹ ² 3) ¹ ² 4) ¹ ²

3 . По прямому горизонтальному проводнику длины 1 м с площадью поперечного сечения S, подвешенному с помощью двух одинаковых невесомых пружиной с коэффициентами упругости 100 Н/м, течет электрический ток I = 10 А. При включении вертикального магнитного поля с индукцией В = 0,1 Тл проводник отклонился от исходного положения так, что оси пружинок составляют с вертикалью угол α (см. рисунок). Абсолютное удлинение каждой из пружинок при этом составляет 7·10^-3 м. Какова площадь поперечного сечения S провода? Плотность материала проводника 8000 кг/м³.

4 . В каком из случаев магнитный момент контура с током минимален? Токи одинаковы. Укажите номер соответствующего рисунка. Ответ обоснуйте математически.

5. Протон, имеющий скорость υ =10⁴ м/с, влетает в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,01 Тл. Вектор скорости протона направлен под углом α = 60⁰ к линиям индукции. Определить траекторию движения протона и путь, пройденный им по траектории за время t₁ = 10 мкс.

6. Магнитный поток , сцепленный с проводящим контуром, изменяется со временем так, как показано на рисунке на графике под номером 1.

Укажите номер графика, соответствующего зависимости от времени ЭДС индукции  _i , возникающей в контуре. Поясните свой выбор.



7. Внутри соленоида длиной l = 2 м, имеющего N = 500 витков, находится проволочное кольцо радиусом r = 2 см и сопротивлением R= 20 Ом. Плоскость кольца перпендикулярна линиям индукции магнитного поля соленоида. Какой ток будет идти по кольцу в конце второй секунды, если ток в соленоиде изменяется по закону I_C= k·t, где k = 1 А/с. Соленоид считать длинным.

8. На рисунке показана зависимость силы тока от времени в электрической цепи с индуктивностью 1 мГн.

Модуль среднего значения ЭДС самоиндукции в интервале от 5 до 10 с (в мкВ) равен …

1. 
   0 2) 2 3) 10 4) 20
   

9. Сила ока в цепи, индуктивность которой L = 0,2 Гн, после ее размыкания уменьшилась в 10 раз за время t = 0,04 с. Определить сопротивление катушки R .

10. Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля имеет вид:

1) 2)

3) 4)

Следующая система уравнений:

1) 2)

3) 4)

справедлива …

1) в отсутствие заряженных тел и токов проводимости

2) в отсутствие токов проводимости

3) в отсутствие заряженных тел 4) при наличии заряженных тел и токов проводимости

ИДЗ «Электромагнетизм»

Вариант 16

1. По тонкому проволочному кольцу радиусом r = 10 см течет ток I = 10 А. Не меняя силы тока в проводнике, ему придали форму квадрата. Определить: 1) магнитную индукцию B₁ в центре кольца;

2) магнитную индукцию B₂ в центре квадрата;

3) отношение B₂/B₁.

2. В каком случае циркуляция вектора индукции магнитного поля по контуру L минимальна? Подтвердите ваш выбор расчетом.


3 . На двух горизонтальных рельсах, расположенных на расстоянии
l= 50 см, лежит стержень перпендикулярный к рельсам. Масса стержня m = 250 г, коэффициент трения между рельсами и стержнем μ = 0,4. Рельсы и стержень находятся в однородном магнитном поле, линии которого образуют со стержнем угол 90⁰, а с горизонтом – угол α = 45⁰. (см. рисунок). Индукция магнитного поля В = 0,5 Тл. Определить силу тока в стержне, при котором стержень движется по рельсам с ускорением а = 1 м/с².

4. Магнитный момент контура с током ориентирован в однородном внешнем магнитном поле так, как показано на рисунках. Положение контура неустойчиво и момент сил, действующих на него, равен нулю в случае …

5. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,5 кВ, движется параллельно прямолинейному длинному проводнику на расстоянии r= 1 см от него. Определить силу, действующую на электрон, если через проводник пропускать ток I = 10 А.

6 . Магнитный поток через контур с сопротивлением r = 2 Ом меняется так, как показано на рисунке. Определить величнину индукционного тока в момент времени t = 6 с.

7 . Проводящая рамка вращается с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной вектору индукции (см. рис.). На рисунке также представлен график зависимости от времени потока вектора магнитной индукции, пронизывающего рамку.

Максимальное значение магнитного потока Ф_m = 4 мВб, сопротивление рамки R = 314 Ом, время измеряется в секундах. Получить уравнение, определяющее временную зависимость силы индукционного тока и определить величину индукционного ток а в момент времени t = 0,5 с.

8. Через катушку, индуктивность которой L = 20 мГн течет ток, изменяющийся со временем по закону I =I₀ sinωt, I_o =10 А, ω =2π/Т, Т = 0,02 с. Определить значение ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре, в момент времени t = 0,04 с.

9. При размыкании электрической цепи, содержащей катушку с индуктивностью и сопротивлением R = 10 м, сила тока за время t = 0,1 с убывает в 2 раза. Индуктивность L катушки равна …