ЗАДАЧА 4. СИЛА ЛОРЕНЦА, СИЛА АМПЕРА,

ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ФАРАДЕЯ

Примечание: в вариантах, в которых рассматривается α-частица, считать ее массу равной четырем массам протона. Заряд α-частицы равен по модулю двум зарядам электрона.

1. В однородном магнитном поле с индукцией В = 100 мкТл по винтовой линии движется электрон. Определить его скорость вращения, если шаг h винтовой линии равен 20 см, а радиус вращения R = 5 см.

Ответ: 1,04 ∙ 10⁶ м/с.

2. В однородном магнитном поле с индукцией В = 20 мкТл по винтовой линии движется электрон. Электрон влетел в поле под углом 30⁰ к силовым линиям, имея импульс р = 10^-24 кг∙м/с. Найти радиус вращения электрона. Ответ: 0,16 м.

3. Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом 45⁰ к силовым линиям, имея энергию W = 5,5 ∙ 10^-19 Дж. Магнитная индукция В = 10 мкТл. Найти радиус вращения электрона. Ответ: 0,44 м.

4. Электрон влетает под некоторым углом в однородное магнитное поле с индукцией В = 30 мкТл, имея импульс р = 10^-25 кг∙м/с. Радиус вращения R = 1,04 см. Определить угол, под которым электрон влетел в поле.

Ответ: α = 30⁰.

5. α-частица и протон вращаются по окружности с одинаковой скоростью в одном и том же однородном магнитном поле. Во сколько раз различаются их радиусы вращения? Ответ: в 2 раза.

6. α-частица и протон вращаются по окружности с одинаковой скоростью в одном и том же однородном магнитном поле. Во сколько раз различаются их периоды вращения? Ответ: в 2 раза.

7. Протон влетает перпендикулярно однородному магнитному полю. Во сколько раз и как изменится его радиус вращения, если поле увеличить в 2 раза, а протон влетит ортогонально этому полю с учетверенной энергией? Ответ: не изменится.

8. Протон влетает перпендикулярно однородному магнитному полю. Во сколько раз и как изменится его радиус вращения, если поле увеличить в 2 раза, а протон влетит ортогонально этому полю с учетверенной энергией? Как изменится его период вращения? Ответ: не изменится.

9. Протон прошел ускоряющую разность потенциалов U = 5 ∙ 10⁴ В и влетел ортогонально силовым линиям в однородное магнитное поле. Магнитная индукция В = 0,1 Тл. Найти радиус вращения протона.

Ответ: 0,14 м.

10. Протон прошел ускоряющую разность потенциалов и влетел в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,1 Тл под углом 60⁰ к силовым линиям. Шаг винтовой линии h = 0,454 м. Найти ускоряющую разность потенциалов. Ответ: 10⁴ В.

11. Электрон прошел ускоряющую разность потенциалов U = 10⁴ В и влетел в однородное магнитное поле под углом 30⁰ к силовым линиям. Радиус вращения 1 см. Найти магнитную индукцию. Ответ: 16,9 мТл.

12. α-частица прошла ускоряющую разность потенциалов U = 10⁴ В и влетела в однородное магнитное поле под углом 60⁰ к силовым линиям. Магнитная индукция 1 Тл. Найти шаг винтовой линии. Ответ: 6,42 см.

13. Под влиянием однородного магнитного поля направленного вертикально, параллельно поверхности земли с ускорением а = 0,2 м/с² движется алюминиевый проводник сечением S = 1 мм². Проводник движется по направляющим без трения. По проводнику течет ток I = 5 А и его направление перпендикулярно полю. Найти индукцию поля В.

Ответ: 0,108 мТл.

14. Медный прямолинейный проводник с током I сечением S = 0,5 мм² движется параллельно поверхности земли в однородном магнитном поле с индукцией В = 2 мТл перпендикулярно силовым линиям с ускорением а = 0,5 м/с². Найти ток, текущий в проводнике, если сам проводник перпендикулярен полю и движется по направляющим без трения. Индукционный ток не учитывать. Ответ: 1,12 А.

15. Прямой проводник длиной l = 10 см, по которому течет ток силой I = 5 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,01 Тл. На провод действует сила Ампера F = 2,5 мН. Найти угол между направлениями вектора и тока. Ответ: 30⁰.

16. Прямой алюминиевый провод некоторой длины, по которому протекает ток I, расположен в горизонтальном однородном магнитном поле перпендикулярно его силовым линиям. Провод находится во взвешенном состоянии. Индукция поля В = 0,1 Тл, сечение провода S = 2 мм². Найти ток в проводе. Ответ: 0,53 А.

17. Прямой медный провод, по которому течет ток I = 5 А, расположен в горизонтальном однородном магнитном поле перпендикулярно его силовым линиям. Провод находится во взвешенном состоянии. Сечение провода S = 3 мм². Найти индукцию поля. Ответ: 53 мТл.

18. Прямой никелевый провод, по которому течет ток I = 2 А, расположен в горизонтальном однородном магнитном поле перпендикулярно его силовым линиям. Провод находится во взвешенном состоянии. Индукция поля В = 1 Тл. Найти площадь поперечного сечения провода.

Ответ: 23 мм².

19. Прямой провод некоторой длины, по которому течет ток I = 1 А, расположен в горизонтальном однородном магнитном поле перпендикулярно его силовым линиям. Провод находится во взвешенном состоянии. Индукция поля В = 0,1 Тл, сечение провода S = 3,78 мм². Из какого металла сделан провод? Ответ: алюминий.

20. Параллельно поверхности земли расположен бесконечно длинный проводник, по которому течет некоторый ток I₁. Над этим проводником на расстоянии r = 1 см от него расположен отрезок алюминиевого проводника сечением S = 1 мм², находящийся в равновесии. Проводники параллельны друг другу. Найти ток I₁. Ответ: 66 А.

21. Проводник длиной l = 20 см и сопротивлением R = 2 Ом согнут в виде квадрата, и концы его замкнуты. Квадрат помещен в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл так, что плоскость его перпендикулярна линиям индукции. Какой ток протечет по проводнику, если квадрат, потянув за противоположные вершины, за время t = 1 с вытянуть в линию? Ответ: 1,25 мА.

22. Проводящее кольцо сопротивлением R = 4 Ом расположено в однородном магнитном поле с индукцией В = 1 Тл перпендикулярно силовым линиям. Взявшись за диаметрально противоположные точки кольца, его за 1 с вытянули в линию. При этом по кольцу протек ток I = 0,314 мА. Найти радиус кольца. Ответ: 2 см.

23. Имеется проводящее кольцо сопротивлением R = 5 Ом с площадью S = 10 см². В некоторый момент в пространстве возникает магнитное поле, которое изменяется со временем по закону В = At, где А = 50 Тл/с. При этом линии индукции перпендикулярны плоскости кольца. Какой ток будет протекать по кольцу? Ответ: 10 мА.

24. Имеется проводящее кольцо сопротивлением R = 4 Ом. В некоторый момент в пространстве возникает магнитное поле, которое начинает изменяться со временем по закону В = At, где А = 40 Тл/с. Линии индукции перпендикулярны плоскости кольца. При этом в кольце течет ток I = 50 мА. Определить площадь кольца. Ответ: 5 ∙ 10^{-3 м2}.

25. В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,5 Тл равномерно с частотой ν = 10 с^-1 вращается рамка площадью S = 5 ∙ 10^{-3 м2}. Ось вращения перпендикулярна силовым линиям. Найти максимальную ЭДС, возникающую в рамке. Ответ: 15,7 мВ.

26. В пространстве параллельно поверхности земли расположен бесконечно длинный прямолинейный проводник, по которому течет ток I₁ = 10 А. Над этим проводником на расстоянии r = 1 см от него расположен отрезок никелевого проводника сечением S = 0,1 мм², находящийся в равновесии. Проводники параллельны друг другу. Найти ток I₂ в никелевом проводнике. Ответ: 43,1 А.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 920; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!