- •Общая физика в задачах
- •Механика. Молекулярная физика и термодинамика.
- •Электричество и магнетизм
- •Сборник задач
- •А.В. Калач [и др.]; Воронежский гасу. – Воронеж, 2012. – 181 с.
- •Рецензенты:
- •Введение
- •Глава 1. Сведения о векторах теоретические сведения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Глава 2. Физические основы механики теоретические сведения Кинематика поступательного и вращательного движения
- •Мгновенная скорость:
- •Динамика материальной точки и поступательного движения абсолютно твёрдого тела
- •Работа и энергия
- •Вращательное движение абсолютно твёрдого тела
- •Тяготение. Элементы теории поля
- •Сила тяжести:
- •Механика жидкостей и газов
- •Релятивистская механика
- •Примеры решения задач Кинематика поступательного и вращательного движения
- •Динамика материальной точки и поступательного движения абсолютно твёрдого тела
- •Работа и энергия
- •Вращательное движение абсолютно твёрдого тела
- •Момент инерции маховика в виде сплошного диска определяется формулой
- •Тяготение. Элементы теории поля
- •Механика жидкостей и газов
- •Релятивистская механика
- •Задачи для самостоятельного решения Кинематика поступательного и вращательного движения
- •Динамика материальной точки и поступательного движения абсолютно твёрдого тела
- •Работа и энергия
- •Вращательное движение абсолютного твердого тела
- •Тяготение. Элементы теории поля
- •Механика жидкостей и газов
- •Релятивистская механика
- •Глава 3. Молекулярная физика и термодинамика теоретические сведения Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
- •Основы термодинамики
- •Примеры решения задач Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
- •Основы термодинамики
- •Задачи для самостоятельного решения Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
- •Основы термодинамики
- •Глава 4. Электричество и магнетизм теоретические сведения Электростатика
- •Постоянный электрический ток. Электрические токи в металлах, жидкостях, вакууме и газах
- •Плотность тока насыщения:
- •Магнитное поле
- •Закон Био-Савара-Лапласа
- •Электромагнитная индукция
- •Магнитное поле в веществе
- •Движение заряженных частиц в магнитном поле
- •Примеры решения задач Электростатика
- •Постоянный электрический ток. Электрические токи в металлах, жидкостях, вакууме и газах
- •Магнитное поле
- •Электромагнитная индукция
- •Магнитное поле в веществе
- •Движение заряженых частиц в магнитном поле
- •Электростатика
- •Постоянный электрический ток. Электрические токи в металлах, жидкостях, вакууме и газах
- •Магнитное поле
- •Электромагнитная индукция
- •Магнитное поле в веществе
- •Движение заряженных частиц в магнитном поле
- •Ответы сведения о векторах
- •Физические основы механики Кинематика поступательного и вращательного движения
- •Динамика материальной точки и поступательного движения абсолютно твердого тела
- •Работа и энергия
- •Динамика вращательного движения абсолютно твёрдого тела
- •Тяготение. Элементы теории поля
- •Механика жидкостей и газов
- •Релятивистская механика
- •Молекулярная физика и термодинамика Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
- •Основы термодинамики
- •Электричество и магнетизм Электростатика
- •Постоянный ток. Электрические токи в металлах, жидкостях, вакууме и газах
- •Магнитное поле
- •Электромагнитная индукция
- •Магнитное поле в веществе
- •Движение заряженных частиц в магнитном поле
- •Библиографический список
- •Справочные сведения
- •1. Фундаментальные физические постоянные
- •2. Греческий алфавит
- •3. Сведения о Солнце, Земле и Луне
- •4. Множители и приставки си для десятичных кратных и дольных единиц
- •5. Плотность ρ, 103 кг/м3, некоторых веществ
- •6. Диэлектрическая проницаемость ε некоторых веществ
- •7. Удельная теплоемкость с, 103 Дж/(кг⋅к), некоторых веществ
- •8. Удельное сопротивление ρ, 10-8 Ом·м, некоторых веществ (при 20 0с)
- •Оглавление
- •Общая физика в задачах
- •Механика. Молекулярная физика и термодинамика.
- •Электричество и магнетизм
- •Сборник задач
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
Магнитное поле в веществе
Магнитная восприимчивость марганца = 1,21104. Вычислите намагниченность J, удельную намагниченность Jуд и молярную намагниченность Jm марганца в магнитном поле напряженностью Н =100 кА/м.
Найдите магнитную восприимчивость AgBr, если его молярная магнитная восприимчивость m = 7,5109 м3/кг.
Висмутовый шарик радиусом R = 1 см помещен в однородное магнитное поле (В = 0,5 Тл). Определите магнитный момент pm, приобретенный шариком, если магнитная восприимчивость висмута = 1,5104.
Напряженность магнитного поля в меди Н = 1 МА/м. Определите намагниченность J меди и магнитную индукцию В, если известно, что удельная магнитная восприимчивость уд = –1,1109 м3/кг.
Принимая, что электрон в невозбужденном атоме водорода движется по круговой орбите радиусом r = 52,8 пм, определите: 1) магнитный момент pm эквивалентного кругового тока; 2) орбитальный механический момент Le электрона.
Использузая результаты, полученные в предыдущей задаче, определите гиромагнитное отношение орбитальных моментов, доказав, что оно совпадает со значением, определяемым универсальными постоянными.
В пространство между полюсами электромагнита подвешиваются поочередно висмутовый и алюминиевый стержни. Оказалось, что при включении электромагнита алюминиевый стержень располагается вдоль магнитного поля, а висмутовый – поперек магнитного поля. Объясните различие в их поведении.
В однородное магнитное поле вносится вольфрамовый стержень (магнитная проницаемость вольфрама = 1,0176). Определите, какая доля δ суммарного магнитного поля в этом стержне определяется молекулярными токами.
Напряженность однородного магнитного поля в платине H = 5 А/м. Определите магнитную индукцию поля B, создаваемого молекулярными токами, если магнитная восприимчивость платины равна = 3,6104.
По круговому контуру радиусом r = 40 см, погруженному в жидкий кислород, течет ток I = 1 А. Определите намагниченность J в центре этого контура. Магнитная восприимчивость жидкого кислорода = 3,4103.
По обмотке соленоида индуктивностью L = 3 мГн, находящегося в диамагнитной среде, течет ток I = 0,4 А. Соленоид имеет длину l = 45 см, площадь поперечного сечения S = 10 см2 и число витков N = 1000. Определите магнитную индукцию B внутри соленоида.
По обмотке соленоида индуктивностью L = 4 мГн, находящегося в диамагнитной среде, течет ток I = 0,7 А. Соленоид имеет длину l = 38 см, площадь поперечного сечения S = 10 см2 и число витков N = 2000. Определите намагниченность J внутри соленоида.
Соленоид, находящийся в диамагнитной среде, имеет длину l = 30 см, площадь поперечного сечения S = 15 см2 и число витков N = 500. Индуктивность соленоида L = 1,5 мГн, а сила тока, протекающего по нему, I = 1 А. Определите: 1) магнитную индукцию B внутри соленоида; 2) намагниченность J внутри соленоида.
Обмотка тороида с железным сердечником имеет N = 151 виток. Средний радиус тороида составляет r = 3 см. Сила тока через обмотку равна I = 1 А. Определите для этих условий: 1) индукцию магнитного поля B внутри тороида; 2) намагниченность сердечника J; 3) магнитную проницаемость сердечника μ.
На рисунке (рис. 42 а, б) качественно представлены гистерезисные петли для двух ферромагнетиков. Объясните, какой из приведенных ферромагнетиков применяется для изготовления сердечников трансформаторов и какой – для изготовления постоянных магнитов.
а) б)
Рис. 42
а)
Сколько ампер-витков N потребуется для создания потока магнитной индукции Ф = 4,2104 Вб в соленоиде с железным сердечником длиной l = 120 см и площадью поперечного сечения S = 3 см2?
Определите магнитную индукцию в замкнутом железном сердечнике тороида длиной l = 20,9 см, если число ампер-витков обмотки тороида N = 1500. Найдите магнитную проницаемость материала сердечника при этих условиях.
Замкнутый железный сердечник длиной l = 50 см имеет обмотку N = 1000 витков. По обмотке течет ток силой I1 = 1 А. Какой ток I2 надо пустить через обмотку, чтобы при удалении сердечника индуктивность осталась прежней?
В соленоид длиной l = 50 см вставлен сердечник из такого сорта железа, для которого зависимость В = f(Н) неизвестна. Число витков на единицу длины соленоида равно Nl = 400, площадь поперечного сечения соленоида S = 10 см2. Найдите магнитную проницаемость μ материала сердечника при силе тока через обмотку соленоида I = 5 А, если известно, что при этих условиях магнитный поток, пронизывающий площадь поперечного сечения соленоида с сердечником, равен Ф = 1,6103 Вб.
Найдите индуктивность соленоида, используя условия предыдущей задачи.
Имеется соленоид с железным сердечником длиной l = 50 см, площадью поперечного сечения S = 10 см2 и числом витков N = 1000. Найдите индуктивность L этого соленоида, если по обмотке соленоида течет ток: 1) I1 = 0,1 А, 2) I2 = 0,2 А; 3) I3 = 2 А.
На железный сердечник сечением S1 = 5 см2 и длиной l = 30 см намотан соленоид, содержащий 500 витков медной проволоки сечением S2 = 1 мм2. Чему равна индуктивность соленоида при подключении его к аккумулятору с ЭДС ε = 1,26 В? Внутренним сопротивлением аккумулятора r и сопротивлением подводящих проводников пренебречь.
На длинный стальной сердечник сечением S = 4 см2 намотан соленоид, содержащий N = 1000 витков, по которым протекает ток I = 0,5 А. Определите индуктивность L соленоида при этих условиях, если напряженность магнитного поля внутри соленоида Н = 2,0 кА/м. Воспользуйтесь графиком В = f(Н).
Найдите индуктивность L соленоида, полученного при намотке провода длиной l1 = 10 м на цилиндрический железный стержень длиной l2 = 10 см. Магнитная проницаемость железа = 400.
Тороид из чистого железа имеет обмотку, содержащую N = 500 витков, в которой сила тока I = 2 А. Сечение тороида S = 10 см2, средний радиус R = 30 см. Определите магнитную энергию W, запасенную в сердечнике.
Прямоугольный ферромагнитный брусок объемом V = 10 см3 в магнитном поле напряженностью Н = 800 А/м приобрел магнитный момент pm = 0,8 Ам2. Определите магнитную проницаемость ферромагнетика.
При индукции поля В = 1 Тл плотность энергии магнитного поля в железе = 200 Дж/м2. Определите магнитную проницаемость железа в этих условиях.
Определите объемную плотность энергии магнитного поля в сердечнике, если индукция магнитного поля В = 0,5 Тл.
Индукция магнитного поля тороида со стальным сердечником возросла от В1 = 0,5 Тл до В2 = 1 Тл. Найдите, во сколько раз изменится объемная плотность энергии магнитного поля.
При некоторой силе тока I плотность энергии магнитного поля соленоида (без сердечника) равна = 0,2 Дж/м2. Вычислите, во сколько раз n увеличивается плотность энергии поля при этой же силе тока, если соленоид будет иметь железный сердечник?