Geum.ru

Магнитное поле. Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Часть В

Вид материалаДокументы

Содержание


Физические величины их изменения
Подобный материал:
Магнитное поле. Электромагнитная индукция. Самоиндукция.


Часть В

  1. Кольцо из сверхпроводника площадью 100 см2 имеет индуктивность 5 мГн. При помещении кольца в однородное магнитное поле с индукцией 1 ТЛ, линии индукции которого перпендикулярны плоскости кольца, в нём появится индукционный ток … (в А)



  1. Магнитный поток 0,28 Вб возникает в контуре индуктивности 40 мГн, если в нём протекает постоянный ток … (в А)



  1. В катушке индуктивности 40мГн при равномерном исчезновении тока 2А в течение 0,01 с возникает ЭДС самоиндукции … (в В)



  1. Если в катушке при протекании тока 4А энергия магнитного поля составляет 2 Дж, то магнитный поток, пронизывающий витки катушки, равен … (в Вб)



  1. Чему равна ЭДС самоиндукции (в В) катушки с индуктивностью 2 Гн, если сила тока в ней за 1 сек равномерно увеличилась от 0 до 10А.



  1. В соленоиде при равномерном изменении силы тока на один ампер в течение 0,25с возбуждается ЭДС самоиндукции 20мВ. Индуктивность соленоида равна … (мГн)



  1. Энергия магнитного поля катушки, индуктивность которой 3 Гн при силе тока в ней 2А, равна … (в Дж)



  1. По параллельным горизонтальным проводникам bc и

ad, находящимся в однородном вертикальном магнитном

поле с индукцией В, со скоростью 1 м/с скользит

проводящий стержень MN, который находится в контакте

с проводниками (см рис). Расстояние между проводниками

l = 20 см. Между проводниками подключен резистор

сопротивлением R = 2 Ом. Сопротивление стержня и

проводников пренебрежимо мало. При движении стержня

по резистору R течет ток I = 40 мА. Какова индукция магнитного поля?

  1. Проводящий стержень длиной l = 20 см движется

поступательно в однородном магнитном поле со

скоростью v = 1 м/с так, что угол между стержнем

и вектором скорости α = 30 ͦ (см рис). Вектор индукции

В магнитного поля перпендикулярен плоскости, в

которой лежат стержень и вектор его скорости. ЭДС

индукции в стержне равна 0,05 В. Чему равен модуль индукции магнитного поля.

  1. Пучок ионов попадает в камеру масс-спектрометра через

отверстие в точке А со скоростью v = 30000 м/с, направленной

перпендикулярно стенке АС. В камере создаётся однородное

магнитное поле, индукция которого перпендикулярна скорости

ионов. Двигаясь в этом поле, ионы попадают на мишень,

расположенную в точке С на расстоянии 18 см от точки А

(см рис). Чему равен модуль индукции магнитного поля В,

если отношение массы иона к его заряду m/q = 6 * 10 -7 кг/Кл
  1. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиусом R со скоростью v. Что произойдёт с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении скорости движения.


К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИХ ИЗМЕНЕНИЯ

А) радиус орбиты 1) увеличится

Б) период обращения 2) уменьшится

В) кинетическая энергия 3) не изменится


А
Б
В












  1. Прямоугольный контур, образованный двумя рельсами

и двумя перемычками, находится в однородном

магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура.

Правая перемычка скользит по рельсам, сохраняя

надёжный контакт с ними. Известны величины: индукция

магнитного поля 0,1Тл, расстояние между рельсами 10 см,

скорость движения перемычки 2 м/с, сопротивление контура

2 Ом. Какова сила индукционного тока в контуре?

Ответ выразите в миллиамперах (мА).

  1. Две частицы, имеющие отношение зарядов q1/q2 = 2 и отношение масс m1/m2 = 4, влетели в магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружности с отношением радиусов R1/R2 = 2. Определите отношение кинетических энергий W1/W2 этих частиц.



  1. Прямолинейный проводник длиной 0,1м, по которому течёт ток, находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл, и расположен под углом 90 ͦ к вектору В. Чему равна сила тока, если сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, равна 0,2Н.



  1. Свободно перемещающийся по рамке проводник с током

через изолятор прикреплён к пружине жёсткостью 5 Н/м

(см рис). Длина проводника 0,5 м, и по нему течёт ток 2А.

При помещении проводника с изолятором в магнитное поле,

вектор индукции которого перпендикулярен плоскости рамки,

пружина растянулась на 10см. определите значение индукции

магнитного поля (в мТл)


16. Электрон влетел в однородное магнитное поле индукцией

B = 0,004Тл так, как указано на рисунке. Через какое

минимальное время электрон вновь окажется в точке а?

Ответ округлите до двух значащих цифр, умножьте на

1010.


  1. Электрон движется в однородном магнитном поле индукцией В по круговой орбите радиусом R = 6 *10-4 м. Значение импульса электрона равно p = 4,8*10-24 кг м / c. Чему равна индукция магнитного поля.



  1. Плоский контур с источником постоянного тока находится во

внешнем магнитном поле, вектор индукции которого

перпендикулярен плоскости контура (см рис). На сколько %

изменится мощность тока в контуре после того, как поле начнёт

увеличиваться со скоростью 0,01 Тл/с? Площадь контура 0,1 м2,

ЭДС источника тока 10 мВ.

  1. Квадратная рамка со стороной 0,5 м лежит на столе. Индукция магнитного поля

равная 0,4 Тл и направленная перпендикулярно плоскости рамки, равномерно

убывает до 0 в течение 0,1 с. Какую работу совершает за это время вихревое

электрическое поле в рамке, если сопротивление равно 0,5 Ом.

  1. В катушке сила тока равномерно увеличивается со скоростью 3А/с. При этом в ней

возникает ЭДС самоиндукции 15В. Чему равна энергия магнитного поля катушки

при силе тока в ней 4А.


Часть С

1). Электрон влетает в область однородного магнитного поля индукцией 0,01 Тл со скоростью 1000 км/с перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какой путь он пройдёт к тому моменту времени, когда вектор его скорости повернётся на угол, равный 1 ͦ


2). Заряженный шарик влетает в область однородного магнитного поля индукцией 0,2 Тл со скоростью 1000 м/с перпендикулярно вектору магнитной индукции. Какой путь он пройдет к тому моменту, когда вектор его скорости повернётся на 1 ͦ . Масса шарика 0,01 г, заряд равен 500 мкКл.




3) Замкнутое медное кольцо подвешено на длинных

нитях вблизи катушки индуктивности, закреплённой

на столе и подключенной к источнику постоянного

тока (см рис). Первоначально электрическая цепь

катушки разомкнута. Как будет двигаться кольцо при

замыкании цепи? Ответ поясните, используя

физические закономерности.


4) Тонкий алюминиевый брусок прямоугольного сечения,

имеющий длину L = 0,5м, соскальзывает из состояния

покоя по гладкой наклонной плоскости из диэлектрика

в вертикальном магнитном поле индукцией B = 0,1 Тл

(см рис). Плоскость наклонена к горизонту под углом 30 ͦ .

Продольная ось бруска при движении сохраняет

горизонтальное направление. Найдите величину ЭДС

индукции на концах бруска в момент, когда брусок

пройдёт по наклонной плоскости расстояние l = 1,6м


5) По прямому горизонтальному проводнику длиной 1м с площадью поперечного сечения 1,25*10 м, подвешенному с помощью двух одинаковых невесомых пружинок жесткостью 100 Н/м, течёт ток I = 10А (см рис). Какой угол α оставляют оси пружинок с вертикалью после выключения вертикального магнитного поля с индукцией В = 0,1 Тл, если абсолютное удлинение каждой из пружинок при этом составляет 0,007м, плотность материала проводника 8000 кг/м3.


6). Плоская горизонтальная фигура площадью 0,1 м2, ограниченная проводящим контуром с сопротивлением 5 Ом, находится в однородном магнитном поле. Пока проекция вектора магнитной индукции на вертикальную ось Оz медленно и равномерно возрастает от В1z = - 0,15 Тл до некоторого конечного значения В2z, по контуру протекает заряд 0,008 Кл. Найдите В2z.


7) Горизонтальный проводник длиной 1м движется равноускоренно

в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого

равна 0,5 Тл. Скорость проводника горизонтальна и перпендикуляр

на проводнику (см. рис). При начальной скорости проводника,

равной нулю, проводник переместился на 1 м. ЭДС индукции на

концах проводника в конце перемещения равна 2В. Каково

ускорение проводника.

8) Горизонтальный проводник длиной движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 1 Тл. Скорость проводника горизонтальна и перпендикулярна проводнику (см. рис задачи 7). При начальной скорости проводника, равной нулю и ускорении 8 м/с2, он через некоторое время переместился на 1 м. ЭДС индукции на концах проводника в конце перемещения равна 6В. Какова длина проводника.


9). На непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит

проводящая жёсткая рамка из однородной тонкой проволоки,

согнутой в виде равностороннего треугольника ADC со

стороной, равной а (см рис). Рамка, по которой течёт ток I,

находится в магнитном поле, вектор индукции которого B

перпендикулярен стороне CD. Каким должен быть модуль

индукции магнитного поля, чтобы рамка начала

поворачиваться вокруг стороны CD, если масса рамки m?

10). Медное кольцо, диаметр которого 20 см, а диаметр провода кольца 2мм, расположено в однородном магнитном поле. Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Определите модуль скорости изменения магнитной индукции со временем, если при этом в кольце возникает индукционный ток 10А. Удельное сопротивление меди 1,72 10 Ом м.


11) С какой скоростью вылетает альфа-частица из радиоактивного ядра, если она, попадая в магнитное поле индукцией В = 2 Тл перпендикулярно его силовым линиям, движется по дуге окружности радиусом r = 1м (альфа-частица – это ядро атома гелия, молярная масса гелия M = 0,004 кг / моль)


12) В кинескопе телевизора разность потенциалов между катодом и анодом U = 64 кВ. Отклонение электронного луча при горизонтальной разверстке осуществляется магнитным полем, создаваемым двумя катушками. Ширина области, в которой электроны пролетают через магнитное поле, равна d = 5 см. Какова индукция магнитного поля при значении угла отклонения электронного луча на 30 градусов? Заряд электрона e, масса m.


13). Медный куб с длиной ребра а = 0,1 м скользит по столу с постоянной скоростью v = 10 м/с, касаясь стола одной из плоских поверхностей. Вектор индукции магнитного поля равен 0,2 Тл и направлен вдоль поверхности стола и перпендикулярно вектору скорости куба. Найдите модуль вектора напряженности электрического поля, возникающего внутри металла, и модуль разности потенциалов между центром куба и одной из его вершин.


14) Плоская замкнутая рамка из одного витка провода, охватывающая прямоугольник площадью S = 0,001 м2, лежит на горизонтальной плоскости в однородном магнитном поле индукции 2 Тл. Какой заряд протечёт по рамке, если её повернуть на 180 градусов вокруг одной из её сторон? Cопротивление рамки равно 0,1 Ом.




15) В электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС

равной 5В, ключа К, конденсатора емкостью 0,1 мкФ,

катушки индуктивностью 0,2 Гн и резистора сопротивлением

1 кОм идет ток (см рис). Какое количество теплоты выделится

на резисторе после размыкания ключа, если r = 1 Ом.


16).Металлический стержень массой m = 1г и длиной l = 20 см

подвешен горизонтально на двух невесомых нерастяжимых

проводящих нитях длиной L = 10 см, в однородном магнитном поле,

направленном по вертикали. По проводнику пропущен короткий

импульс тока продолжительностью t =10 мс и силой тока I =1А.

В результате стержень был отброшен в сторону так, что

максимальный угол отклонения нитей подвеса от вертикали

составил α = 60 ͦ . Найдите модуль вектора индукции магнитного

поля В.