Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
варианты контр зад электричество, колебания.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
521.81 Кб
Скачать

Магнитное поле

  1. Два бесконечно длинных проводника скрещены под прямым углом. По проводникам текут токи силой I1 = 100 А и I2 = 50 А. Расстояние между проводниками d = 0,2 м. Определить индукцию магнитного поля в точке, лежащей на середине общего перпендикуляра к проводникам.

  2. По двум бесконечно длинным параллельным проводникам текут токи одного направления величиной 15 А. Вычислить напряженность магнитного поля в точке, которая расположена на расстоянии 40 см от одного проводника и 30 см от другого, если расстояние между ними 50 см.

  3. Плоский контур с током силой I = 5 А свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,4 Тл. Площадь контура S = 200 см2. Поддерживая ток в контуре неизменным, его повернули относительно оси, лежащей в плоскости контура, на угол α = 40º. Определить совершенную при этом работу.

  4. В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции расположен плоский контур площадью S = 100 см2. Поддерживая в контуре постоянную силу тока I = 50 А, его переместили из поля в область пространства, где поле отсутствует. Определить индукцию B магнитного поля, если при перемещении контура была совершена работа A = 0,4 Дж.

  5. Какова напряженность магнитного поля в центре квадрата со стороной a = 10 см, если по его периметру протекает ток силой I = 20 А?

  6. Проводник согнут в виде правильного треугольника со стороной a = 20 см. Какой ток протекает по периметру треугольника, если в его центре напряженность поля H = 71,64 А/м?

  7. Определить частоту n обращения электрона по круговой орбите в магнитном поле (B = 1 Тл).

  8. Протон, получивший скорость в результате прохождения разности потенциалов U = 1 кВ, попадает в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции. Определить радиус окружности, по которой будет двигаться протон, и период его вращения.

  9. Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов и влетела в скрещенные под прямым углом электрическое (E = 400 В/м) и магнитное (B = 0,2 Тл) поля. Определить ускоряющую разность потенциалов U, если двигаясь перпендикулярно полям, частица не испытывает отклонений от прямолинейной траектории. Отношение заряда к массе частицы q/m = 9,64 ∙ 107 Кл/кг.

  10. Плоский конденсатор, между пластинами которого создано электрическое поле (E = 100 В/м), помещен в магнитное поле так, что силовые линии полей взаимно перпендикулярны. Какова должна быть индукция B магнитного поля, чтобы электрон с начальной энергией Eк = 4 кэВ, влетевший в пространство между пластинами конденсатора перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, не изменил направления скорости?

  11. Электрон движется по окружности радиусом R = 1 см в магнитном поле с индукцией B = 0,02 Тл. Какова кинетическая энергия электрона?

  12. Заряженная частица с кинетической энергией Eк = 2 кэВ движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом R = 4 мм. Определить силу Лоренца, действующую на частицу со стороны поля.

  13. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,5 кВ, движется параллельно прямолинейному длинному проводнику на расстоянии 1 см от него. Определить силу, действующую на электрон, если по проводнику течет ток I = 10 А.

  14. В однородном магнитном поле (B = 0,1 Тл) равномерно с частотой n = 5 с-1 вращается стержень длиной 50 см так, что плоскость его вращения перпендикулярна линиям напряженности, а ось вращения проходит через один из концов. Определить индуцируемую на концах стержня разность потенциалов U.

  15. Железнодорожные рельсы изолированы друг от друга и от Земли и соединены через милливольтметр. Каково показание прибора, если по рельсам проходит поезд со скоростью 20 м/с? Вертикальную составляющую напряженности магнитного поля Земли принять равной 40 А/м, а расстояние между рельсами 1,54 м.

  16. На цилиндрический железный сердечник длиной 0,1 м намотан провод длиной 10 м. Определить индуктивность полученного соленоида. Магнитная проницаемость железа μ = 400.

  17. На 1 см однослойного соленоида без сердечника приходится 40 витков. Объем соленоида 800 см3. При какой скорости изменения силы тока в соленоиде индуцируется ЭДС самоиндукции 0,4 В?

  18. В соленоиде сила тока равномерно возрастает от 0 до 50 А в течении 0,5 с, при этом соленоид накапливает энергию 50 Дж. Какая ЭДС индуцируется в соленоиде?

  19. Магнитный поток Ф в соленоиде, содержащем N = 1000 витков, равен 0,2 мВб. Определить энергию W магнитного поля соленоида, если сила тока, протекающего по виткам соленоида, I = 1 А. Сердечник отсутствует. Магнитное поле во всем объеме соленоида считать однородным.

  20. Определить энергию магнитного поля соленоида, содержащего N = 500 витков, которые намотаны на картонный каркас радиусом 2 см и длиной 0,5 м, если по нему идет ток I = 5 А.

  21. Соленоид с сердечником из никеля на длине 0,5 м имеет N = 1000 витков с площадью поперечного сечения S = 50 см2. Определить магнитный поток внутри соленоида и энергию магнитного поля, если сила тока в соленоиде I = 10 А и магнитная проницаемость никеля μ = 200.

  22. По проводнику, изогнутому в виде кольца радиусом R = 20 см, содержащему N = 500 витков, течет ток силой I = 1 А. Определить объемную плотность w энергии магнитного поля в центре кольца.

  23. При какой силе тока I в прямолинейном проводе бесконечной длины на расстоянии r = 5 см от него объемная плотность энергии магнитного поля будет w = 1 мДж/м3?

  24. Два бесконечно длинных прямолинейных проводника с токами 6 и 8 А расположены перпендикулярно друг другу. Определить индукцию и напряженность магнитного поля на середине кратчайшего расстояния между проводниками, равного 20 см.

  25. По двум бесконечно длинным прямолинейным параллельным проводникам, расстояние между которыми 15 см, в одном направлении текут токи 4 и 6 А. Определить расстояние от проводника с меньшим током до геометрического места точек, в котором напряженность магнитного поля равна нулю.

  26. Решить задачу 105 для случая, когда токи текут в противоположных направлениях.

  27. Электрон движется в однородном магнитном поле, магнитная индукция которого Тл. Вектор скорости электрона перпендикулярен вектору . Сколько оборотов сделает электрон за время с?

  28. Квадратная проводящая рамка площадью см2 за время мс вносится в магнитное поле, индукция которого Тл перпендикулярна плоскости рамки. Сопротивление рамки Ом. Определить среднюю силу индукционного тока, возникающего в рамке.

  29. По цилиндрической катушке, имеющей витков, течет ток . При этом магнитный поток через один виток Bб. Определить энергию магнитного поля катушки.

  30. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 6 кВ, влетает в однородное магнитное поле под углом  к направлению поля и начинает двигаться по винтовой линии. Индукция магнитного поля В = 1,310-2 Тл. Найти радиус витка и шаг винтовой линии.

  31. Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью 106 м/с. Индукция магнитного поля 0,3 Тл. Радиус окружности 4 см. Найти заряд частицы, если известно, что ее энергия 12 кэВ.

  32. Чему равна сила тока, проходящего по периметру правильного шестиугольника со стороной а = 20 см, если в его центре магнитная индукция В = 10 мкТл?

  33. Проволочное кольцо радиусом см лежит на столе. Какое количество электричества Q пройдет по кольцу, если его повернуть с одной стороны на другую? Сопротивление кольца R = 1 Ом. Вертикальная составляющая индукции В магнитного поля Земли равна 50 мкТл.

  34. Индуктивность соленоида длиной м, намотанного в один слой на немагнитный каркас, равна мГн. Площадь сечения соленоида S = 20 см2. Определить число витков п на каждом сантиметре длины соленоида.

  35. Катушка, намотанная на немагнитный цилиндрический каркас, имеет витков и индуктивность мГн. Чтобы увеличить индуктивность катушки до мГн, обмотку с катушки сняли и заменили обмоткой из более тонкой проволоки с таким расчетом, чтобы длина катушки осталась прежней. Определить число витков катушки после перемотки.

  36. Виток, по которому течет ток I = 20 А, свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,016 Тл. Диаметр D витка равен 10 см. Определить работу А, которую нужно совершить, чтобы повернуть виток на угол: а) относительно оси, совпадающей с диаметром; б) .

  37. Квадратная рамка со стороной а = 10 см, по которой течет ток 200 А, свободно устанавливается в однородном магнитном поле (В = 0,2 Тл). Определить работу, которую необходимо совершить при повороте рамки вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям магнитной индукции, на угол .

  38. Прямой провод длиной см, по которому течет ток А, находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,01 Тл. Найти угол между направлением вектора и током, если на провод действует сила мН.

  39. Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным проводом так, что две ее стороны параллельны проводу. По рамке и проводу текут одинаковые токи кА. Определить силу , действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится на расстоянии, равном ее длине.

  40. Определить индукцию В и напряженность Н магнитного поля на оси тороида без сердечника, по обмотке которого, содержащей витков, идет ток А. Внешний диаметр тороида равен 30 см, внутренний см.