1450

11.Ионы, имеющие одинаковые скорости, но разные удельные заряды, влетают в однородное магнитное поле. Их траектории показаны на рисунке. Какой траектории соответствует величина наибольшего удельного заряда?

12.Однозарядные ионы, имеющие одинаковые скорости, влетают в однородное магнитное поле. Их траектории показаны на рисунке. По какой траектории движется ион с наименьшей массой?

13.На рисунке показаны траектории заряжен-

ных частиц, с одинаковой скоростью влетающих в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка. Определите знаки зарядов частиц и сравните их удельные заряды.

Достаточный уровень

1.Найдите силу, действующую на участок прямолинейного проводника длиной 20 см с током 50 А. Проводник находится в однородном магнитном поле с индукцией 1,26 мТл. Угол между проводником и вектором индукции магнитного поля равен 30 .

Ответ: F 6,3 мН.

2.Угол между проводником с током и направлением вектора магнитной индукции однородного магнитного поля увеличился от 30 до 90 . Как изменилась при этом сила Ампера?

Ответ: увеличилась в 2 раза.

3.Участок проводника с током находится в постоянном магнитном поле. Ток через проводник увеличивают так, что мощность тока на участке проводника увеличивается в 4 раза. Во сколько раз увеличилась действующая на этот участок сила со стороны магнитного поля?

Ответ: увеличилась в 2 раза.

161

4. Квадратная рамка с током I 1 А расположена в одной плоскости с длинным прямым проводником с током I0 5 А. Сторона рамки 10 см. Ось

рамки, проходящая через середины противоположных сторон, параллельна проводу и отстоит от него на расстоянии, которое в n 1,5 раза больше

стороны рамки. Найдите:

1)силу, действующую на рамку;

2)работу, которую нужно совершить для поворота рамки вокруг её оси

на 180 если токи поддерживают неизменными. Ответ: F 0,5 мкН; A 0,14 мкДж.

5.В однородное магнитное поле индукцией 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией 30 кэВ. Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?

Ответ: R 5,8 см.

6.Электрон движется в однородном магнитном поле индукцией 4 мТл. Найдите период обращения электрона.

Ответ:T 8,9 нс.

7.Протон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции и начинает двигаться по окружности. Как изменится радиус окружности при увеличении кинетической энергии протона в 4 раза? Считать, что скорость протона много меньше скорости света.

Ответ: увеличится в 2 раза.

8.Электрон движется в однородном поле с индукцией 2 мТл по винтовой линии с радиусом 2 см и шагом 5 см. Определите скорость электрона.

Ответ: 7,6 10 6 м/с.

диаметром 2м. Какова индукция магнитного поля и сила, действующая на частицу со стороны поля?

Ответ: B 4,6 10 3 Тл; F 3,2 10 16 Н.

162

10. Электрон, прошедший разность потенциалов 3,5В, влетел в однородное магнитное поле с индукцией 0,1Тл и начал двигаться по окружности. Вычислите радиус окружности. Удельный заряд электрона me 1,76 1011 Клкг .

Ответ: R 0,63 10 4 м.

11. Электрон, обладая скоростью 1,0 Мм/с, влетает в однородное

магнитное поле под углом 60 к направлению поля и начинает двигаться по спирали. Напряженность магнитного поля H 1,5 кА/м. Опре-

делите 1) шаг спирали; 2) радиус витка спирали. Изобразите качественно траекторию электрона в магнитном поле.

Ответ: h 9,5 мм; 2) R 2,6 мм.

Вопросы для самоконтроля

1.В чем состоит суть открытия Эрстеда?

2.Чем обусловлено существование магнитного поля?

3.Что называют индукцией магнитного поля? В каких единицах измеряется магнитная индукция?

4.Дайте определение линий магнитной индукции. В чем состоит характерная особенность линий магнитной индукции?

5.Нарисуйте силовые линии магнитных полей а) прямого тока, б) кругового витка с током, в) соленоида, г) полосового магнита.

6.Дайте понятие напряженности магнитного поля. В каких единицах измеряется напряженность магнитного поля?

7.Сформулируйте закон Био-Савара-Лапласа. Приведите примеры его применения.

8.Сформулируйте принцип суперпозиции для магнитных полей.

9.На что действует сила Ампера. Чему равен её модуль? Как она направлена?

10.Чему равна сила Ампера, действующая на замкнутый проводник с током в однородном магнитном поле?

11.Каково поведение рамки с током в магнитном поле?

12.Как определяется модуль и направление силы Лоренца? Чему равна её работа?

13.Почему заряженная частица, влетающая в однородное магнитное поле в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции, дви-

163

жется по окружности? В каком случае частица движется в магнитном поле прямолинейно?

14.Докажите, что период обращения по окружности заряженной частицы в поперечном магнитном поле не зависит от ее скорости.

15.Сформулируйте теорему о циркуляции вектора магнитной индукции.

16.Сформулируйте теорему о потоке вектора магнитной индукции.

17.Каков физический смысл этих теорем о циркуляции вектора магнитной индукции и о потоке вектора магнитной индукции?

164

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Электричество и магнетизм – раздел физики, охватывающий знания о статическом электричестве, электрических токах и магнитных явлениях.

Важность изучения электромагнитных явлений обусловлена тем, что из всех известных типов физических взаимодействий электромагнитные взаимодействия играют наиболее важную роль. Они включают в себя все атомные, молекулярные, химические и биологические процессы, а также все процессы, связанные со светом, радиоизлучением и рентгеновским излучением.

Электричество и магнетизм – две стороны одного явления. Электрический ток – это направленное движение свободных заряженных частиц. Электроны, движущиеся внутри магнита, создают микроток, а он, в свою очередь, магнитное поле. При помощи электрического тока силу магнитного поля можно увеличить в несколько раз.

Изучив электрические и магнитнные явления, ученые и конструкторы придумали много полезных предметов, инструментов, машин и техники. Свойства электричества и магнетизма применяются в быту, медицине, подводном строительстве, космосе, биологических лабораториях.

165

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Трофимова, Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями [Текст] / Т.И. Трофимова, З.Г. Павлова. – М.: Абрис, 2012. – 312 с.

2. Бондарев, Б.В. Курс общей физики [Текст] / Б.В. Бондарев, Н.П. Калашников, Г.Г. Спирин. – М. : Юрайт, 2013. – 354 с.

3.Грабовский, Р.И. Курс физики [Текст] / Р.И. Грабовский. – СПб.:

Лань, 2012. – 608 с.

4.Сивухин, Д.В. Общий курс физики [Текст] / Д.В. Сивухин. – М.:

Физматлит, 2014. – 560 с.

5.Трофимова, Т.И. Курс физики [Текст] / Т.И. Трофимова. – М.:

КноРус, 2015. – 592 с.

6.Никеров, В.А. Механика и молекулярная физика [Текст] / В.А. Никеров. – М.: Дашков и К, 2012. – 136 с.

7.Хавруняк, В.Г. Курс физики [Текст] / В.Г. Хавруняк. – М.: ИНФРА-М, 2014. – 400 с.

166

167