Geum.ru

Методические указания и контрольные задания по физике для слушателей второго курса фзо москва 2004

Вид материалаМетодические указания
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   18

Вариант 5


Задача № 1

Соленоид длиной l = 0,5 м содержит N = 1000 витков. Определить магнитную индукцию В поля внутри соленоида, если сопротивление его обмотки R = 120 Ом, а напряжение на её концах U = 60 В.


Задача № 2

Определить, пользуясь теоремой о циркуляции вектора В, индукцию и напряженность магнитного поля на оси тороида без сердечника, по обмотке которого, содержащей 200 витков, протекает ток в 2 А. Внешний диаметр тороида равен 60 см, внутренний – 40 см.


Задача № 3

Круглая рамка с током (S = 15 см²) закреплена параллельно магнитному полю (В = 0,1 Тл), и на неё действует вращающий момент М =

0,45 мН · м. Рамку освободили, после поворота на 90° её угловая скорость стала ω = 30 с-1 Определить: 1) силу тока, текущего по рамке; 2) момент инерции рамки относительно её диаметра.


Задача № 4

Электрон, влетев в однородное магнитное поле с магнитной индукцией В = 2 мТл, движется по круговой орбите радиусом R = 15 см. Определить магнитный момент эквивалентного кругового тока.


Задача № 5

Требуется получить напряженность магнитного поля, равную 4 мТл, в соленоиде длиной 20 см и диаметром 5 см. Найти: 1) число ампер-витков, необходимого для этого соленоида, 2) разность потенциалов, которую надо приложить к концам обмотки из медной проволоки диаметром 0,5 мм. Считать поле соленоида однородным.


Задача № 6

В магнитное поле, изменяющееся по закону В = В0 cos ωt (В0 = 0,1 Тл, ω =4 с-1), помещена квадратная рамка со стороной а = 50 см, причем нормаль к рамке образует с направлением поля угол α = 45˚. Определить э.д.с. индукции, возникающей в рамке в момент времени t = 5 с.


Задача № 7

Соленоид без сердечника с однослойной обмоткой из проволоки диаметром d = 0,5 мм имеет длину l = 0,4 м и поперечное сечение S = 50 см² . Какой ток течет по обмотке при напряжении U = 10 В, если за время t =

0,5 мс в обмотке выделяется количество теплоты, равное энергии внутри соленоида? Поле считать однородным.


Задача № 8

Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 800 мкФ и катушки, индуктивностью которой 2 · 10ˉ³ Гн. На какую длину волны настроен контур? Сопротивлением контура пренебречь.


Вариант 6


Задача № 1

В соленоиде длиной l = 0,4 м и диаметром D = 5 см создается магнитное поле, напряженность которого Н = 1,5 кА/м. Определить разность потенциалов U на концах обмотки, если для нее используется алюминиевая проволока (ρ = 26 нОм · м) диаметром d = 1 мм.


Задача № 2

По двум параллельным проводам длиной l = 3 м каждый текут одинаковые токи I = 500 А. Расстояние d между проводами равно 10 см. Определить силу F взаимодействия проводов.


Задача № 3

Квадратный контур со стороной a = 10 см, по которому течет ток I = 50 А, свободно установился в однородном магнитном поле (В = 80 мТл). Определить изменение ∆П потенциальной энергии контура при повороте вокруг оси, лежащей в плоскости контура, на угол θ =180˚.


Задача № 4

Электрон, обладая скоростью υ = 1 Мм/с, влетает в однородное магнитное поле под углом α = 60˚ к направлению поля и начинает двигаться по спирали. Напряженность магнитного поля Н = 1,5 кА/м. Определить: 1) шаг спирали; 2) радиус витка спирали.


Задача № 5

Пластинка полупроводника толщиной а = 0,2 мм помещена в магнитное поле, перпендикулярное пластинке. Индукция магнитного поля В =

1 Тл. Перпендикулярно полю вдоль пластинки пропускается ток I = 0,1 А. При этом возникает поперечная разность потенциалов U = 3,25 · 10ˉ³ В. Определить концентрацию носителей тока в полупроводнике.


Задача № 6

В однородном магнитном поле (В = 0,1 Тл) вращается с постоянной угловой скоростью ω = 50 сˉ¹ вокруг вертикальной оси стержень длиной l = 0,4 м. Определить э.д.с. индукции, возникающей в стержне, если ось вращения проходит через конец стержня параллельно линиям магнитной индукции.


Задача № 7

Обмотка электромагнита, находясь под постоянным напряжением, имеет сопротивление R = 15 Ом и индуктивность L = 0,3 Гн. Определить время, за которое в обмотке выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля в сердечнике.


Задача № 8

Какую индуктивность надо включить в колебательный контур, чтобы при ёмкости 2 мкФ получить звуковую частоту 1000 Гц? Сопротивлением контура пренебречь.

Вариант 7


Задача № 1

Ток 20 А идёт по длинному проводнику, согнутому под прямым углом. Найти напряженность магнитного поля в точке, лежащей на биссектрисе этого угла и отстоящей от вершины угла на расстоянии 10 см.


Задача № 2

По двум бесконечно длинным, прямым параллельным проводам текут одинаковые токи I = 60 А. Определить магнитную индукцию В в точке А равноудалённой от проводов на расстояние d = 10 см.


Задача № 3

Квадратная рамка из тонкого провода может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси, совпадающей с одной из сторон. Масса m рамки равна 20 г. Рамку поместили в однородное магнитное поле (В = 0,1 Тл), направленное вертикально вверх. Определить угол α, на который отклонилась рамка от вертикали, когда по ней пропустили ток I = 10 А.


Задача № 4

Электрон движется в однородном магнитном поле с магнитной индукцией В = 0,2 мТл по винтовой линии. Определить скорость ν электрона, если радиус винтовой линии R = 3 см, а шаг h= 9 см


Задача № 5

Через сечение S = ab алюминиевой пластинки (a – толщина и b – высота пластинки) пропускается ток I = 5 А. Пластинка помещена в магнитное поле, перпендикулярное ребру b и направлению тока. Определить возникающую при этом поперечную разность потенциалов, если индукция магнитного поля В = 0,5 Тл и толщина пластинки а = 0,1 мм. Концентрацию электронов проводимости считать равной концентрации атомов.


Задача № 6

В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,02 Тл равномерно вращается вокруг вертикальной оси горизонтальный стержень длиной l = 0,5 м. Ось вращения проходит через конец стержня параллельно линиям магнитной индукции. Определить число оборотов в секунду, при котором на концах стержня возникает разность потенциалов U = 0,1 В.


Задача № 7

Сила тока I в обмотке соленоида, содержащего N = 1500 витков, равна 5 А. Магнитный поток Ф через поперечное сечение соленоида составляет 200 мкВб. Определить энергию магнитного поля в соленоиде.


Задача № 8

Катушка, индуктивностью которой L = 3 · 10–5 Гн, присоединена к плоскому конденсатору с площадью пластин S = 100 см2 и расстоянием между ними d = 0,1 мм. Чему равна диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами, если контур резонирует на волну длиной 750 м?