Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физика. Продвинутый этап. В 2 частях. Ч.I. Учебное пособие для иностранных слушателей по курсу довузовской подготовки
.pdf
Задача 2.30. Магнитный поток через поверхность, которую
Дано:
Решение. При увеличении магнитного потока
в замкнутом контуре появляется ЭДС индукции
и постоянный индукционный ток
:
Электрический заряд, который прошѐл за интервал
времени , равен:
Найти:
Найдѐм изменение магнитного потока :
Посчитаем заряд:
Ответ:
ограничивает замкнутый проводящий контур с электрическим
сопротивлением , уменьшился с до . Какой заряд
прошѐл через поперечное сечение контура за интервал времени
изменения потока?
Задача 2.31. Прямоугольная рамка со сторонами и
вращается в магнитном поле индукции относительно
вертикальной оси с периодом . Линии индукции
перпендикулярны оси. Найдите максимальную ЭДС и зависимость
ЭДС индукции от времени, которая появляется в рамке.
131
Дано:
Решение. Рамка вращается с частотой, которая
обратно пропорциональна периоду:
Поэтому угол между направлением нормали
и линиями индукции
изменяется со временем
по закону:
.
Дифференциал косинуса угла равен:
Найти:
Определим дифференциал потока индукции :
По закону Фарадея ЭДС индукции в рамке равна:
Посчитаем максимальную ЭДС и запишем закон :
Ответ:
Решить задачи.
ЭМ-48. За в катушке из 500 витков магнитный поток через
поверхность одного витка уменьшается с до . Найти ЭДС
индукции в катушке.
ЭМ-49. Найти интервал времени, за который в катушке из 2000
витков поток индукции через поверхность одного витка уменьшается
с до . ЭДС индукции в катушке равна .
132
ЭМ-50. Прямоугольная рамка со сторонами и вращается
с периодом в однородном магнитном поле индукции
относительно вертикальной оси. Линии индукции перпендикулярны
оси. Найдите максимальную ЭДС в рамке.
ЭМ-51. Катушка из 50 витков и радиуса вращается с периодом
в однородном магнитном поле индукции относительно
вертикальной оси. Линии индукции перпендикулярны оси. Найдите
максимальную ЭДС в катушке.
2.12. Явление самоиндукции. ЭДС самоиндукции
В замкнутом контуре с током появляется ЭДС самоиндукции
и ток самоиндукции
при изменении величины тока в контуре.
Комментарии к явлению самоиндукции
1) Поток индукции, который создаѐт замкнутый контур с током ,
пропорционален индуктивности контура : .
2) Изменение потока через поверхность, ограниченную
контуром, происходит за интервал времени , в течение которого
ток изменяется на величину .
3) За интервал времени величина тока, геометрическая форма
и индуктивность контура не изменяются.
Электродвижущая сила самоиндукции (ЭДС самоиндукции)
по закону Фарадея равна:
133
Величина тока самоиндукции в замкнутом контуре равна
S
S
отношению ЭДС самоиндукции
к электрическому сопротивлению
контура :
Направление тока самоиндукции
определяется по правилу
Ленца: ток самоиндукции направлен так, чтобы компенсировать
изменение магнитного потока.
На рисунке 2.34 в момент времени контур с током
собственное неоднородное магнитное поле индукции
времени ток в контуре увеличился до
магнитного поля
стало больше.
, линий индукции
создаѐт
. К моменту
Рис. 2.34. Направление индукционного тока в контуре при изменении тока
134
По закону самоиндукции ток самоиндукции
Дано:
Решение. Посчитаем изменение тока в катушке:
По закону (2.59) ЭДС самоиндукции в катушке равна:
Ответ:
Найти:
Дано:
Решение. Посчитаем изменение тока в катушке:
По закону Фарадея ЭДС самоиндукции равна:
.
Посчитаем ток самоиндукции по формуле (2.60):
Ответ:
Найти:
направлен
противоположно току . Линии магнитного поля самоиндукции
противоположны линиям
и стремятся компенсировать увеличение
потока индукции магнитного поля контура.
Рассмотрим примеры решения задач.
Задача 2.32. За в катушке индуктивности равномерно
изменяется ток от до . Найдите ЭДС самоиндукции.
Задача 2.33. За в катушке индуктивности изменяется
ток от до . Найти ток самоиндукции в катушке, если еѐ
электрическое сопротивление равно .
135
Решить задачи и ответить на вопросы.
ЭМ-52. Найти индуктивность рамки, в которой изменение силы тока
с до в течение возбуждает ЭДС самоиндукции .
ЭМ-53. Найти величину ЭДС самоиндукции в катушке
с индуктивностью при изменении силы тока в обмотке с
до за .
ЭМ-54. Ток в витках катушки индуктивности уменьшается
с в 5 раз за . Электрическое сопротивление катушки равно
. Найти ток самоиндукции в катушке.
ЭМ-55. В катушке индуктивности при уменьшении тока
в витках с в 10 раз за появляется ток самоиндукции .
Найдите сопротивление катушки.
ЭМ-56. Что называют потоком индукции магнитного поля?
ЭМ-57. Дайте определение для потокосцепления.
ЭМ-58. Напишите, чему равно потокосцепление, которое создаѐт
катушка с током.
ЭМ-59. Напишите формулу для ЭДС индукции.
ЭМ-60. Напишите формулу для ЭДС самоиндукции.
136
Множитель
числа
Название
Обозна-
чение
приставки
Множитель
числа
Название
Обозна-
чение
приставки
гига
Г
санти
с
мега
М
милли
м
кило
к
микро
мк
деци
д
нано
н
Название
величины
Обозначение
Единица измерения
Пример
Название
единицы
Обозна-
чение
единицы
Высота,
расстояние, путь
1 метр
Время,
интервал
времени
1 секунда
Скорость
1 метр в секунду
Ускорение
1 метр на
секунду
в квадрате
Таблица П.1
Множители числа и десятичные приставки
Таблица П.2
Основные величины кинематики
137
Таблица П.3
Название
величины
Обозна-
чение
Единица измерения
Пример
Название
единицы
Обозна-
чение
единицы
Угол поворота
1 радиан
Число оборотов
Период
1 секунда
Частота
1 герц
1 Гц
Угловая
скорость
1 радиан
в секунду
Название
величины
Обозна-
чение
Единица измерения
Пример
Название
единицы
Обозна-
чение
единицы
Масса
1 килограмм
Импульс
1килограмм-метр
в секунду
Сила
1 ньютон
Работа
1 джоуль
Кинетическая
энергия
1 джоуль
Потенциальная
энергия
1 джоуль
Мощность
1 ватт
Основные угловые величины кинематики
Основные величины динамики
Таблица П.4
138
Название
величины
Обозна-
чение
Единица измерения
Пример
Название
единицы
Обозна-
чение
единицы
Электрический
заряд
1 кулон
Напряженность
электрического поля
1 вольт
на метр
Потенциал
электрического поля
1 вольт
Напряжение
1 вольт
Электрическая
ѐмкость
1 фарад
Сила тока (ток)
1 ампер
Электродвижущая
сила
1 вольт
Электрическое
сопротивление
1 ом
Удельное
сопротивление
1 ом-метр
Основные величины электричества
Таблица П.5
139
Основные величины магнетизма
Название
величины
Обозна-
чение
Единица измерения
Пример
Название
единицы
Обозна-
чение
единицы
Напряжѐнность
магнитного поля
ампер на метр
Индукция
магнитного поля
тесла
Поток индукции
магнитного поля
вебер
Потокосцепление
вебер
Индуктивность
генри
Название величины
Значение величины
Ускорение свободного падения
Постоянная всемирного тяготения
Элементарный электрический заряд
Масса покоя электрона
Диэлектрическая проницаемость вакуума
Магнитная проницаемость вакуума
Таблица П.6
Таблица П.7
Фундаментальные постоянные величины
140
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]