Раздел 3.2 Действие магнитного поля на проводник с током

и движущийся заряд

3.2.1 В однородном магнитном поле с индукцией B = 20 Тл вращается протон. Определить частоту вращения протона. (n = 3 2МГц)

3.2.2 Два параллельных проводника длиной ℓ = 5 м каждый расположены на расстоянии d = 10 см друг от друга. По проводникам пропускают одинаковые токи I₁ = I₂ = 30 А. Определить силу взаимодействия F проводников. (F = 9 мН)

3.2.3 Нормальное ускорение -частицы, движущейся в однородном магнитном поле равно а_п = 210¹⁰ м/с². Определить индукцию магнитного поля В, если скорость -частицы v = 1,4 км/с. (В = 0,3 Тл)

3.2.4 Прямолинейный проводник, по которому идет ток I = 10 А, помещен в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,3 Тл. Угол между направлением тока и вектором равен = 30⁰. С какой силой F действует магнитное поле на участок проводника длиной ℓ = 40 см? (F = 0,6 Н)

3.2.5 На заряженную частицу массой т = 9,110^-31 кг, движущуюся по окружности радиусом R = 1 см в магнитном поле с индукцией В = 0,2 Тл действует сила F = 12,3 пН. Определить заряд частицы. (q = 1,6710^-19 Кл)

3.2.6 Два бесконечно длинных прямых проводника с токами I₁ = 5 A и I₂ = 3 A скрещены под прямым углом. Найти силу взаимодействия этих токов в точке, лежащей посередине между проводниками, если расстоянии между ними d = 5 см. (F = 0).

3.2.7 Найти угловую скорость вращения электрона по окружности в магнитном поле с индукцией В = 0,02 Тл. ( = 3,710⁹ рад/с)

3.2.8 Момент импульса электрона, вращающегося в магнитном поле с индукцией B = 30 мТл, равен L = 1,2510^-25 кгм²/с. Определить радиус окружности и угловую скорость электрона. (R = 0,5 см; w = 5,2710⁹ с^-1).

3.2.9 Два параллельных проводника длиной ℓ = 1 м каждый находятся на расстоянии d = 1 см друг от друга и взаимодействуют с силой F = 1 мН. Определить силу тока в проводах, если I₁ = I₂. (I = 7 А)

3.2.10 Ион, несущий один элементарный заряд, влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,2 мТл перпендикулярно линиям поля и движется по окружности радиусом R = 10 см. Определить момент импульса L иона. (L = 3,210^-25 кгм²/с)

3.2.11 Шины генератора представляют собой две параллельных металлических полосы длиной ℓ = 2 м каждая, отстоящие друг от друга на расстоянии d = 20 см. Определить силу F взаимного отталкивания шин в случае короткого замыкания, когда по ним протекает ток I = 10 кА. (F = 0,2 кН)

3.2.12 Частица с зарядом q = 1,610^-19 Кл движется в магнитном поле с индукцией В = 0,3 Тл по окружности радиусом R = 10 см со скоростью v = 210⁶ м/с. Найти энергию частицы. (W = 4,810^-14 Дж)

3.2.13 Два параллельных бесконечно длинных проводника с токами I₁ = I₂ находятся на расстоянии 2 см друг от друга и взаимодействуют с силой F = 1 мН на каждый метр их длины. Определить силу тока в проводниках. (I = 10 А)

3.2.14 Во сколько раз заряд частицы, движущейся со скоростью v = 10⁶ м/с в магнитном поле с индукцией В = 0,3 Тл по окружности радиусом R = 4 см, больше элементарного электрического заряда? Энергия частицы W = 12 кэВ. (q/e = 2)

3.2.15 Во сколько раз изменится сила взаимодействия двух бесконечно длинных параллельных проводников с одинаковыми токами, если расстояние между ними и силу тока соответственно увеличить в два раза? (F₂/F₁ = 2)

3.2.16 Электрон движется в однородном магнитном поле с магнитной индукцией В = 0,5 Тл по окружности. Сколько оборотов N сделает электрон за время t = 1 c? (N = 1410⁹ об)

3.2.17 Протон и -частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Сравнить радиусы окружностей, которые описывают частицы, если у них одинаковые скорости. (R_/R_p = 2)

3.2.18 По горизонтально расположенному проводнику длиной ℓ = 20 см и массой т = 4 г течет ток 10 А. Проводник находится во внешнем магнитном поле такой величины и направления, что сила тяжести уравновешивается силой Ампера. Определить индукцию и направление внешнего магнитного поля. (В = 20 мТл)

3.2.19 На проводник длиной ℓ = 10 см с током I = 12 А со стороны внешнего магнитного поля действует сила F = 1,6 мН. Определить индукцию магнитного поля, если угол между направлением тока и силовыми линиями поля  = 30⁰. (В = 2,67 мТл)

3.2.20 Электрон движется в вакууме со скоростью v = 310⁶ м/с в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,1 Тл. Какова сила, действующая на электрон, если угол между направлением скорости и линиями магнитной индукции равен 90⁰? (F = 0,05 пН)

3.2.21 Какова сила взаимодействия двух прямых проводников с токами I₁ = 1 A, I₂ = 10 А, скрещенных под прямым углом и отстоящих друг от друга на расстоянии d = 10 см? (F = 0)

3.2.22 Электрон, обладая скоростью v = 510³ м/с влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 1 мТл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определить нормальное а_п и тангенциальное а_ ускорения электрона. (а_п = 8,810¹¹ м/с², а_ = 0)

3.2.23 Прямой проводник с током I = 25 A расположен во внешнем однородном магнитном поле перпендикулярно силовым линиям. Какова индукция магнитного поля, если на каждый метр проводника со стороны поля действует сила 10 мН? (В = 0,4 мТл)

3.2.24 Заряд частицы, движущейся по окружности радиусом 5 см в магнитном поле со скоростью 210⁵ м/с, в два раза больше элементарного заряда. Энергия этой частицы 10 кэВ. Определить индукцию магнитного поля. (В = 1 Тл)

3.2.25 Два прямых, одинаковой длины ℓ проводника с токами I₁ = I₂ = 10 A расположены параллельно друг другу на расстоянии d = 5 см. Сила взаимодействия между ними F = 2 мН. Определить длину проводников. (ℓ = 5 м)

3.2.26 Определить полное ускорение электрона, влетевшего в магнитное поле с индукцией B = 10^-6 Тл со скоростью v = 610³ м/с перпендикулярно силовым линиям. (а = 1,0510⁹ м/с²)

3.2.27 Радиус кривизны траектории, по которой движется электрон в магнитном поле с индукцией В = 0,1 Тл, равен R = 0,5 см. Определить силу, действующую на электрон со стороны магнитного поля. (F = 1,4 пН)

3.2.28 Определить силу, действующую со стороны магнитного поля бесконечно длинного прямого проводника с током I = 3 A на протон, движущийся перпендикулярно проводнику в точке, отстоящей от проводника на расстоянии 30 см. (F = 0)

3.2.29 Протон, движущийся в однородном магнитном поле по окружности за 1 с делает N = 2510⁷ оборотов. Определить индукцию магнитного поля. (В = 16,4 Тл)

3.2.30 Определить силу взаимодействия между прямыми параллельными проводниками длиной 1 м, по которым в одном направлении текут токи I₁ = 1 A, I₂ = 10 A, если расстояние между проводниками d = 10см. Указать характер взаимодействия. (F = 20мкН.)