Магнитостатика

№ 1 Электрон влетает в магнитное поле, создаваемое прямолинейным длинным проводником с током в направлении, параллельном проводнику (см. рис.). При этом сила Лоренца, действующая на электрон, …

Решение: На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца. В данном случае магнитное поле создается прямолинейным длинным проводником с током I. В соответствии с правилом правого винта (буравчика) вектор магнитной индукции в месте расположения электрона направлен перпендикулярно плоскости чертежа «от нас». Поскольку скорость электрона перпендикулярна вектору магнитной индукции, для нахождения направления силы Лоренца удобно воспользоваться правилом левой руки. Учитывая знак заряда частицы, приходим к выводу, что сила Лоренца лежит в плоскости чертежа и направлена вправо.

№2 Небольшой контур с током I помещен в неоднородное магнитное поле с индукцией . Плоскость контура перпендикулярна плоскости чертежа, но не перпендикулярна линиям индукции. Под действием поля контур 

Ответ. повернется по часовой стрелке и сместится вправо

№ 3 На рисунке показаны траектории заряженных частиц, с одинаковой скоростью влетающих в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка. При этом для зарядов и удельных зарядов частиц верным является утверждение …

Решение: На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца. В том случае, когда скорость частицы  перпендикулярна линиям магнитной индукции, направление силы Лоренца удобно находить по правилу левой руки. Тогда из рисунка следует, что q₁ > 0, q₂ = 0, q₃ < 0, q₄ < 0. В данном случае траектории заряженных частиц – дуги окружностей с различающимися радиусами. Поскольку радиус окружности обратно пропорционален удельному заряду частицы, , то из рисунка следует, что .

Ответ.

№4 Н а рисунке изображены сечения двух прямолинейных длинных параллельных проводников с противоположно направленными токами, причем  . Индукция  магнитного поля равна нулю на участке 

Ответ. a

№ 5 Магнитное поле создано двумя длинными параллельными проводниками с токами I₁ и I₂, расположенными перпендикулярно плоскости чертежа. Векторы  и   в точке А направлены следующим образом …

Ответ. – вверх, - вверх

№6 Величину вектора магнитной индукции в данной точке магнитного поля можно определить по отношению…

Решение. Величину вектора магнитной индукции можно определить, используя вращающий момент, действующий на контур с током в магнитном поле, силу Ампера, действующую на проводник с током в магнитном поле, силу Лоренца, действующую на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Магнитная индукция численно равна отношению вращающего момента, действующего в магнитном поле на пробный контур с током. К магнитному моменту контура при такой его ориентации в поле, когда это отношение достигает максимального значения: . Магнитная индукция численно равна отношению силы, действующей со стороны магнитного поля на малый элемент проводника с током, к произведению силы тока длину на длину этого элемента, если он расположен в поле так, что это отношение имеет максимальное значение: .

Ответ. 1.Вращающего момента, действующего в магнитном поле на пробный контур с током, к магнитному моменту контура при такой его ориентации в поле, когда это отношение достигает максимального значения.

2.Силы, действующей со стороны магнитного поля на малый элемент длины проводника с током, к произведению силы тока на длину этого элемента, если он расположен в поле так, что это отношение имеет максимальное значение.

№7 Если увеличить длину проводника и площадь его поперечного сечения вдвое, не изменяя положенного напряжения, то плотность тока в проводнике…

Решение. Плотность тока находится как отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника: . Согласно закону Ома для участка цепи учетом того, что , получаем: Здесь разность потенциалов, сопротивление, длина проводника, удельное сопротивление материала. Следовательно, плотность тока обратно пропорциональна длине проводника.

Ответ. Уменьшится в 2 раза

№8 Виток с магнитным моментом  свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией . Если виток повернуть на угол вокруг оси, лежащей в плоскости витка, то на него будет действовать вращающий момент, равный

Ответ.