3.2. Задания для самостоятельного решения

3.2.1. Характеристики проводника с током

21) Сила тока численно равна заряду, прошедшему через

1) поперечное сечение проводника; 2) единичное сечение проводника за единицу времени; 3) проводник за единицу времени; 4) поперечное сечение проводника за единицу времени.

22) Единица измерения плотности тока в СИ:

1) А/м²; 2) А; 3) А/м; 4) В/м².

23) Какой вид имеет зависимость сопротивления цилиндрического проводника от площади его поперечного сечения (рис. 5)?

1)2)3)4)

Рис. 5. Зависимость сопротивления проводника

от площади его поперечного сечения

24) Единица измерения сопротивления проводника в СИ:

1) В; 2) Ом; 3) Ом∙м; 4) А∙Ом.

3.2.2. Соединение проводников и источников тока

25) Общее сопротивление участка цепи, сос-тавленной из четырех одинаковых проводников сопротивлением R каждый (рис. 6), равно

1

Рис. 6. Электрическая

схема соединения проводников

)R; 2) 2R; 3) 4R; 4) .

26) Для батареи, составленной из четырех одинаковых источников тока с внутренним сопротивлением r и электродвижущей силой E каждый (рис. 7), ЭДС и ее внутреннее сопротивление равны

1) 4E, 2r; 2) 2E, 2r; 3) 2E, 4r; 4) 2E, r.

2

Рис. 7. Электрическая

схема соединения источников ЭДС

7) Единица измерения электродвижущей силы источника в СИ:

1) А; 2) А/В; 3) В; 4) В/А.

28)Какой из представленных на рис. 8 участ-

ков цепи является неоднородным?

1)2)3)

4)

Рис. 8. Электрическая схема

соединения проводников и источников ЭДС

3.2.3. Тепловое действие тока

29) При протекании тока по проводнику в нем выделяется количество теплоты, которое прямо пропорционально

1) силе тока в проводнике; 2) квадрату силы тока в проводнике; 3) квадрату сопротивления проводника; 4) квадрату времени протекания тока.

30) Мощность тока в последовательно соединенных сопротивлениях можно найти по формуле:

1) ; 2); 3) ; 4).

31)КПД источника тока можно рассчитать по формуле:

1) ; 2)3); 4) все формулы верны.

32)В елочную гирлянду включены пять ламп, соединенных последовательно. Как изменится расход электроэнергии, если число ламп сократить до четырех?

1) увеличится в 1,25 раза; 2) уменьшится в 1,25 раза; 3) увеличится в четыре раза; 4) уменьшится в четыре раза.

4. ЭлектроМагнетизм

4.1. Краткие теоретические сведения

Магнитное поле создается движущимися зарядами или электрическими токами. Для количественной характеристики магнитного поля служит физи-ческая величина магнитная индукция , которая является силовой характеристикой поля.

Индукция магнитного поля dB, созданного элементом тока , определяется по закону Био-Савара-Лапласа:

, (42)

где (Гн/м), здесьГн/м – магнитная постоянная;

расстояние от элемента тока до точки, в которой определяется поле.

Индукция магнитного поля бесконечно длинного проводника с током

, (43)

где I  сила тока в проводнике;

расстояние от проводника до точки, в которой определяется поле.

Индукция магнитного поля в центре кругового витка

, (44)

где R  радиус витка.

Индукция магнитного поля бесконечно длинного соленоида

, (45)

где n  число витков, приходящихся на единицу длины соленоида.

Для магнитного поля в вакууме и воздухе, как и для электрического, справедлив принцип суперпозиции.

Если имеется несколько токов, каждый из которых создает магнитное поле, то магнитная индукция поля равна векторной сумме магнитных индукций полей, созданных каждым током в отдельности:

. (46)

В магнитном поле на движущийся заряд действует сила Лоренца, модуль которой

=, (47)

где скорость движения зарядаq;

В– индукция магнитного поля;

 – угол между направлением скорости заряда и индукции магнитного поля.

На прямолинейный проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера, модуль которой

=, (48)

где длина проводника;

 – угол между направлением тока в проводнике и вектором магнитной индукции.

Сила взаимодействия двух прямолинейных проводников с токами рассчитывается по закону Ампера:

, (49)

где расстояние между проводниками.

При расчете потока вектора магнитной индукции _В следует обращать внимание на то, какое поле – однородное или неоднородное:

для однородного поля

_В ; (50)

для неоднородного поля –

_m , (51)

где S – площадь поверхности, которую пересекают линии магнитной индукции;

  угол между нормалью к площадке и вектором магнитной индукции.

При перемещении проводника или контура с током в магнитном поле совершается работа, которая зависит от приращения магнитного потока через плоскость контура:

А = I(_В2  _В1). (52)

Во всяком проводящем замкнутом контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром, возникает электри-ческий ток. Это свидетельствует о возникновении в контуре электродвижущей силы E, которая определяется по закону Фарадея-Ленца:

. (53)

Магнитная проницаемость вещества  показывает, во сколько раз индукция магнитного поля в веществе В отличается от индукция магнитного поля в вакууме В₀:

. (54)

Напряженность магнитного поля можно найти через характеристики поля в вакууме и в веществе:

(55)

Между электрическими и магнитными полями существует внутренняя связь, проявляющаяся в том, что эти поля могут превращаться друг в друга. Всякое изменение магнитного поля всегда сопровождается появлением электри-

ческого поля и наоборот. Все эти превращения аналитически записал Максвелл, они получили название уравнений Максвелла.

В интегральном виде уравнения Максвелла имеют вид:

;

;

(56)

;

=;

=;

.