Тема 3.3. Магнитное поле.

Мимо сидящего в комнате человека лаборант проносит заряженный проводник. Для кого из них существует магнитное поле? Электрическое поле?

На рисунке 3 представлены различные случаи электромагнитной индукции. Сформулировать и решить задачу для каждого случая.

Решение:

а) При движении проводника в магнитном поле в нем возникает индукционный электрический ток. Расположение полюсов магнита и направление движения проводника известно.

Рисунок 3

Следовательно, в этом случае необходимо найти направление индукционного тока в проводнике.

Решаем задачу, применяя правило правой руки:

если правую руку расположить вдоль проводника так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а отогнутый большой палец показывал направление движения проводника, то четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока в проводнике.

Линии магнитной индукции направлены снизу вверх – они выходят из северного полюса и входят в южный полюс.

Следовательно, индукционный ток направлен на нас.

Протон движется в магнитном поле с магнитной индукцией 0,08 Тл со скоростью 4∙10⁶ м/с под углом 90⁰ к силовым линиям. Найти силу Лоренца и радиус окружности, по которой движется протон.

Масса протона 1,67∙10^-27 кг, заряд протона 1,6∙10^-19 Кл.

(Ответ:Fл=5∙10^-14 Н, r=0,52 м).

На прямолинейный проводник с током 14,5 А в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,34 Тл действует сила 1,65 Н. Определить длину проводника, если он расположен под углом 60⁰ к магнитным силовым линиям.

(Ответ:l=0,4 м).

Два параллельных проводника с токами длиной 2 м каждый находятся на расстоянии 12 см один от другого и притягиваются с силой 3,4∙10^-3 Н. Сила тока в одном 58 А. Найти силу тока в другом. (Проводники находятся в воздухе).

(Ответ:I₂ =18 А).

Тема 3.4. Переменный электрический ток.

Частоту вращения проволочной рамки в однородном магнитном поле увеличили в 3 раза. Во сколько раз изменится частота переменного тока в рамке и ЭДС индукции?

Трансформатор включен в сеть с переменным напряжением U1=220 В. Напряжение на зажимах вторичной обмотки U2=20 В, ее сопротивление r=1 Ом, сила тока во вторичной обмотке I2=2 А. Найти коэффициент трансформации и КПД трансформатора, пренебрегая потерями в первичной обмотке и сердечнике.

(Ответ:k=10, η=90,9%).

В схеме, изображённой на рисунке 4 сопротивления конденсаторов 4 Ом и 7 Ом, катушек индуктивности 6 Ом и 27 Ом, активное сопротивление r=12 Ом. Определить полное сопротивление цепи z , силу тока в цепи, активную мощность, реактивную мощность в обоих конденсаторах, реактивную мощность в катушках, индуктивность первой катушки и ёмкость второго конденсатора. Полная мощность 2000 ВА. Частота переменного тока 50 Гц.