Контрольная работа №4 Магнитное поле

Цена решения одной задачи 100 рублей

401. Проводник с током 10 А и длиной 60 см находится в воздухе. Найти направление и численное значение магнитной индукции в точке А, которая находится на расстоянии rо = 40 см от проводника симметрично относительно его концов (рис. 4.1).

402. Бесконечно длинный проводник с током 50 А изогнут так, как показано на рис. 4.2. Определить магнитную индукцию В в точке О. Радиус полукруга R = 10 см.

403. По двум скрещенным бесконечно длинным проводникам (рис.4.3) текут токи I 1 = 50 А, I2 = 100 А. Определить магнитную индукцию В в точке А, где r о = 5 см.

404. По двум скрещенным под прямым углом бесконечно длинным проводникам (рис.4.4) текут токи I 1 = 10 А, I2 = 20 А. Определить магнитную индукцию В в точке А, если r о = 10 см.

405. Определить магнитную индукцию В в точке А, которая находится на оси кольца на расстоянии r о = 10 см. Найти также направление тока в кольце, если магнитный момент кольца Рm = 10 А·м 2 и направлен, как показано на (рис.4.4).

406. По тонкому кольцу радиусом R = 10 см течет ток I = 10 А. Определить напряженность магнитного поля Н на оси кольца в точке А, где угол β = 30 о (рис.4.5)

407. Определить напряженность магнитного поля Н в точке А, равноудаленной от точек кольца на расстоянии r o = 10 см. По кольцу течет ток I = 50 А. Угол α = 30 о (рис.4.6) β A Рис.4.4 R r 0 0 Pm A Рис. 4.5 R 0 I A r 0 Рис 4.1 I2 r0 r0 I1 Рис. 4.3 A r0 r0 I1 I2 A Рис. 4.4

408. Определить направление и магнитную индукцию В в центре прямоугольной рамки со сторонами а = 20 см и b = 30 см, по которой течет ток I = 5 А (рис.4.7).

409. Определить направление и напряженность магнитного поля в центре проводящего равностороннего треугольника со стороной а = 10 см, по которому течет ток I = 10 А (рис.4.8).

410. Катушка длиной 20 см имеет 1000 витков. Найти напряженность магнитного поля в середине катушки, если ток в катушке равна 3 А.

411. Обмотка катушки сделана из проволоки диаметром 0,5 мм. Витки плотно прилегают друг к другу. Определить напряженность магнитного поля в середине катушки при силе тока I = 1 А.

412. Из проволоки диаметром d = 1 мм нужно сделать такой соленоид, чтобы в середине напряженность магнитного поля Н = 24·10 3 А / м. Допустимая сила тока, который можно пропускать через соленоид, равна I = 6 А. Из какого числа витков будет состоять обмотка соленоида, если витки плотно прилегают друг к другу?

413. В однородном магнитном поле В = 1,25 мТл находится короткая катушка площадью поперечного сечения S = 250 см 2 , содержащая N = 200 витков провода, по которому течет ток I = 2 А. Найти: 1) магнитный момент катушки Рm ; 2) вращающий момент М, действующий на катушку, если ось катушки образует угол α=30 о с линиями магнитного поля.

414. Напряженность магнитного поля в центре кругового витка Н = 200 А / м. Магнитный момент витка Рm = 1 А·м 2 . Найти силу тока I и радиус R витка.

415. Определить силу взаимодействия двух параллельных проводников длиной l = 2 м, по которым текут токи I 1 = I2 = 200 А. Расстояние между проводниками r о = 10 см. Рассмотреть два случая: параллельные и антипараллельные токи.

416. Квадратная рамка со стороной а = 10 см, по которой течет ток I = 50 А, свободно ориентируется в магнитном п оле В = 1 мТл. Определить изменение I I Рис. 4.7 Рис. 4.8 а а b A r о 0 Pm α I Рис. 4.6 потенциальной энергии рамки при ее повороте вокруг оси, лежащей в плоскости рамки, на угол φ = 180 о .

417. Найти силу, действующую на проводник с током 10 А длиной 0,7 м, который находится в магнитном поле напряженностью 1000 А / м. Проводник расположен под углом 60 о относительно силовых линий.

418. Квадратная рамка со стороной 10 см размещена в магнитном поле напряженностью 1000 А / м. Ее плоскость составляет с направлением силовых линий угол 45 о . Определить поток магнитной индукци и, пронизывающий рамку.

419. Рамка, площадь которой равна 16 см 2 , вращается в однородном магнитном поле с частотой 2 с -1 . Ось вращения находится в плоскости рамки и перпендикулярна силовым линиям магнитного поля. Магнитная индукция поля 0,1 Тл. Найти 1) зависимость магнитного потока, пронизывающего рамку, от времени; 2) максимальное значение магнитного потока.

420. Поток магнитной индукции через соленоид 5·10 -2 Вб. Длина соленоида 30 см. Найти магнитный момент соленоида.

421. Электрон, ускоренный разностью потенциалов 300 В, движется параллельно бесконечно длинному прямолинейному проводнику на расстоянии 5 мм от него. Определить силу действия магнитного поля на электрон, если по проводнику течет ток 10 А.

422. Электрон движется в магнитном поле с индукцией 0,05 Тл по окружности радиусом 1 см. Определить кинетическую энергию электрона в джоулях и электрон-вольтах.

423. Протон движется по кругу радиусом 1 см с линейной скоростью 10 6 м / с. Определить магнитный момент Рm , образованный эквивалентным круговым током.

424. Электрон в атоме водорода движется вокруг ядра (протона) по кругу радиусом 53 пм. Найти магнитный момент Р m эквивалентного кругового тока.

425. Электрон в атоме водорода движется вокруг ядра по круговой орбите некоторого радиуса. Найти отношение магнитного момента Рm эквивалентного кругового тока к величине момента импульса L орбитального движения электрона. Заряд и массу электрона взять из таблиц. Определить направлени я векторов.

426. Тонкий стержень длиной 20 см заряжен равномерно с линейной плотностью 0,3 мкКл/м. Стержень вращается с частотой 10 с -1 относительно оси, перпендикулярной стержню, которая проходит через его конец. Определить магнитный момент Рm , обусловленный вращением стержня.

427. α — частица, момент импульса которой 1,33·10 -22 кгм 2 / с, влетает в магнитное поле, перпендикулярное скорости ее движения. Индукция магнитного поля 2,5·10 -2 Тл. Найти кинетическую энергию α — частицы.

428. Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью 10 6 м / с. Индукция магнитного поля 0,3 Тл. Радиус окружности 4 см. Найти заряд частицы, если ее энергия 12 кэВ.

429. Электрон, ускоренный разностью потенциалов 6 кВ, влетает в однородное магнитное поле под углом 30 о и начинает двигаться по винтовой линии. Индукция магнитного поля 1,3·10 -2 Тл. Найти 1) радиус витка винтовой линии; 2) шаг винтовой линии.

430. Заряженная частица, ускоренная разностью потенциалов 100 В, влетает в однородное магнитное поле 0,1 Тл под углом 60 о и начинает двигаться по винтовой линии радиусом 1 см и шагом 6,5 см. Определить отношение заряда частицы к ее массе (Q / m).

431. Электрон, ускоренный разностью потенциалов 3·10 3 В, влетает в магнитное поле соленоида под углом 30 о к его оси. Число ампер-витков N = 5·10 3 . Длина соленоида 25 см. Найти шаг винтовой линии электрона.

432. Электрон влетает в магнитное поле 100 мТл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определить силу эквивалентного кругового тока Iэкв , образованного движением электрона в магнитном поле.

433. Ион с кинетической энергией 1 кэВ влетает в магнитное поле 21 мТл и движется по кругу. Определить магнитный момент Р m эквивалентного кругового тока.

434. Ион влетает в магнитное поле (В = 0,01 Тл) и движется по кругу. Определить кинетическую энергию Ек (в эВ) иона, если магнитный момент эквивалентного кругового тока Р m = 1,6·10 -14 А·м 2 .

435. Ион, ускоренный разностью потенциалов 645 В, влетает в скрещенные под прямым углом однородные магнитное (В = 1,5 мТл) и электрическое (Е = 200 В / м) поля. Определить отношение заряда иона к его массе, если ион в этих полях движется прямолинейно.

436. Альфа-частица, имеющая скорость 2 Мм / с, влетает под углом 30 о к совпадающим магнитному (В = 1 мТл) и электрическому (Е = 1 кВ / м) полям. Определить ускорение альфа частицы.

437. В скрещенные под прямым углом однородные магнитное (Н = 15 кА / м) и электрическое (Е = 50 кВ / м) поля влетает ион. При какой скорости V иона (по модулю и направлению) он будет двигаться в скрещенных полях прямолинейно?

438. Электрон прошел ускоряющую разность потенциалов 1,2 кВ и влетает в скрещенные под прямым углом магнитное и электр ическое поля, продолжая двигаться прямолинейно. Определить напряженность электрического поля, если магнитная индукция В = 6 мТл.

439. В магнитном поле, индукция которого 0,1 Тл, вращается стержень длиной 1 м. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна линиям магнитного поля. Найти поток магнитной индукции при вращении стержня за 10 оборотов.

440. Найти магнитный поток, образованный соленоидом сечением 10 cм 2 , если он содержит 10 витков / см при силе тока I = 20 А.

441. Плоский контур площадью 30 см 2 находится в однородном магнитном поле 0,05 Тл. Определить магнитный поток, если плоскость контура образует угол 30 о с направлением линий магнитной индукции.

442. На длинный картонный каркас диаметром 6 см помещена однослойная обмотка из проволоки диаметром 0,1 мм. Определить магнитный поток, образованный таким соленоидом при силе тока 1А.

443. Квадратный контур со стороной 10 см, по которому протекает ток 6 А, находится в магнитном поле В = 0,8 Тл под углом 45 ° к линиям индукции. Найти работу, которую нужно выполнить, чтобы изменить форму контура на круг без изменения силы тока.

444. Контур, площадь которого 200 см 2 , находится в однородном магнитном поле, индукция которого 0,1 Тл. Плоскость контура перпендикулярна линиям поля. В контуре течет ток 5 А. Определить работу внешних сил при перемещении контура с током в область пространства, где магнитное поле отсутствует.

445. В магнитном поле перпендикулярно линиям индукции расположен плоский контур площадью 200 см 2 и током 10 А. Контур перемещают из поля в область пространства, где поле отсутствует, при этом выполняется работа 0,5 Дж. Определить магнитную индукцию поля В.

446. Круговой контур расположен в магнитном поле так, что его плоскость перпендикулярна силовым линиям поля. Напряженность магнитного поля 8·10 4 А / м. По контуру течет ток 1 А. Радиус контура 3 см. Какую работу необходимо выполнить, чтобы повернуть контур на 90 о вокруг оси, совпадающей с диаметром контура?

447. Квадратный контур со стороной 10 см и постоянным током 10 А находится в магнитном поле 0,01 Тл. Плоскость квадрата составляет угол 30 о с линиями поля. Найти работу, которую необходимо выполнить, чтобы контур вывести за пределы поля.

448. В магнитном поле с индукцией 0,1 Тл находится прямой проводник длиной 10 см, расположенный перпендикулярно линиям индукции. По проводнику течет постоянный ток 2 А. Под действием поля проводник переместился на расстояние 5 см. Найти работу А сил поля.

449. В однородном магнитном поле 0,1 Тл движется проводник длиной 20 см. Скорость движения проводника 10 м / с и направлена перпендикулярно магнитному полю. Найти э.д.с. индукции.

450. Скорость самолета с реактивным двигателем 1200 км / ч. Найти э.д.с. индукции, возникающую на концах крыльев самолета, если вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли 40 А / м и размах крыльев самолета 12,5 м.

451. Круговой проволочный виток площадью 100 см 2 находится в однородном магнитном поле 0,1 Тл. Плоскость витка перпендикулярна направлению магнитного поля. Чему равно среднее значение э.д.с. индукции, возникающей в витке при выключении поля в течение 0,01 с?

452. Проволочный виток диаметром 5 см и сопротивлением 0,02 Ом находится в однородном магнитном поле 0,2 Тл. Плоскость витка перпендикулярна линиям индукции. Какой заряд протечет по витку при выключении магнитного поля?

453. В проводящее кольцо, присоединенное к баллистическому гальванометру, вставили прямой магнит. При этом по цепи прошел заряд 5 мкКл. Сопротивление цепи с гальванометром 10 Ом. Определить изменение магнитного потока через кольцо.

454. В однородном магнитном поле (В = 0,5 Тл) вращается стержень 20 см с частотой 16 с -1 . Ось вращения параллельна линиям индукции, проходит через один из его концов перпендикулярно стержню. Определить разность потенциалов, возникающую на концах стержня.

455. В магнитном поле с индукцией 0,35 Тл равномерно с частотой 8 с -1 вращается рамка, имеющая 1500 витков площадью 50 см 2 . Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Определить максимальную э.д.с. индукции, возникающую в рамке.

456. Индукция магнитного поля между полюсами двухполюсного генератора 0,3 Тл. Ротор содержит 100 витков площадью 400 см 2 . Сколько оборотов в минуту делает ротор, если максимальное значение э.д.с. индукции 200 В?

457. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл вращается катушка. Ось вращения катушки перпендикулярна ее оси и направлению магнитного поля. Период вращения катушки 0,2 с. Площадь поперечного сечения катушки 5 см 2 . Катушка имеет 200 витков. Найти максимальную э.д.с. индукции, возникающую в катушке.

458. В магнитном поле 0,1 Тл равномерно вращается рамка размером 20 х 30 см 2 вокруг оси, перпендикулярной линиям магнитного поля. Рамка содержит 100 витков провода. Найти амплитудное значение э.д.с. индукции, если рамка совершает 120 об. за мин.

459. Соленоид длиной 50 см и площадью поперечного сечения 2 см 2 имеет индуктивность L = 2·10 -7 Гн. Какую силу тока надо пропустить по соленоиду, чтобы объемная плотность энергии магнитного поля была 10 -3 Дж / м 3 ?

460. Сколько витков проволоки диаметром 0,4 мм нужно намотать на картонный каркас диаметром 2 см, чтобы получить однослойную катушку с индуктивностью 1 мГн?

461. Индуктивность соленоида, намотанного в один слой на картонный каркас, 1,6 мГн. Длина соленоида 1 м, сечение S = 20 см 2 . Сколько витков приходится на один сантиметр длины соленоида?

462. Сколько витков содержит катушка индуктивности 10 -2 Гн, если при силе тока 1 А магнитный поток через катушку 5·10 -6 Вб?

463. Источник тока замкнули на катушку с индуктивностью 1 Гн и сопротивлением 10 Ом. Через какое время сила тока замыкания достигнет 0,8 максимального значения?

464. Соленоид содержит 10 3 витков провода. При силе тока в соленоиде 1 А магнитный поток 0,01 Вб. Найти энергию магнитного поля.

465. Обмотка тороида с немагнитным сердечником содержит n = 10 см -1 витков. Найти объемную плотность магнитного поля тороида при силе тока в нем 10 А.

466. Электрическая цепь состоит из сопротивления 20 Ом и катушки индуктивности 0,06 Гн. По цепи течет ток 20 А. Определить силу тока через 0,2 мс после размыкания цепи.

467. Катушка имеет сопротивление 10 Ом и индуктивность 0,25 Гн. Через какое время после замыкания цепи в катушке установится ток, равный половине максимального?