4.3. Тестовые задания по теме «мпт»

МПТ 1. Круговой контур. Проволочный круговой плоский контур подключен к источнику постоянного тока. Напряжение U(=), радиус контура а, диаметр проволоки d, удельное сопротивление ρ, длина l. Допустить, что электрическое сопротивление проводника не зависит от температуры. Проводили два опыта. Во сколько раз (I₂/I₁) изменятся параметры: 1) I – сила тока, 2) R – электрическое сопротивление, 3) G – электрическая проводимость, 4) ω_э – удельная тепловая мощность тока, 5) Р – мощность тока; в центре круга: 1) В – индукция магнитного поля, 2) ω_m – плотность энергии магнитного поля, 3) Н – напряженность магнитного поля, 4) р_т – магнитный момент контура, 5) L – индуктивность контура, если во втором опыте: j ↑ 4, а ↓ 2, d =, U =, ρ =? Дано: j ↑ 4, а ↓ 2, d =, U =, ρ =.

Ответы: I ↑ 4, R ↓ 2, G ↑ 2, ω_э ↑ 16, Р ↑ 8, В ↑ 8, ω_m ↑ 64, Н ↑ 8, р_т =, L ↓ 4.

Задаваемые параметры: j, E, Q, q, а, d, l, ρ, p_m.

МПТ 2. Наложение магнитных полей. В узлах правильного шестиугольника находятся параллельные равные постоянные токи I. Токи расположены перпендикулярно плоскости фигуры в последовательности против движения часовой стрелки: ○ . Знак плюс – «ток от нас», точка – ток «к нам». Параметрыl, S, ρ проводников и расстояние от центра шести­угольника до токов а равны. Допустить, что электрическое сопротивление проводни­ков не зависит от силы тока. Найдите параметры магнитных полей в центре шестиугольника на равном рас­стоянии а от токов: 1) Н – напряженность магнитного поля (А/м), 2) В – магнит­ную индукцию (мкТл), 3) ω_m – объемную плотность энергии магнитного поля (мДж/м³); далее: 4) Е – напряженность электрического поля в проводнике (мВ/м), 5) ω_э – удельную тепловую мощность электрического тока в проводнике (кДж/м³). Дано: I = 20π A; π = 3,14; S = 10π мм²; ρ = 20 нОм · м; а = 0,5 м.

Ответы: Н = 40 А/м, В = 50 мкТл, ω_m = 1 мДж/м, Е = 40 мВ/м, ω_э = 80 кДж/м³.

Задаваемые параметры: значения и направления токов в узлах равностороннего треугольника, четырехугольника, шестиугольника, расстояние а.

МПТ 3. Круговой контур из нескольких проводников. По изолированному проводнику, изогнутому в виде окружности, течет постоянный ток. Во втором опыте, сохраняя длину l, этому проводнику, свернув его, придали форму п плоских колец, прилегающих вплотную друг к дру­гу и находящихся в той же плоскости. Ток в кольцах течет в одном направлении. Допустить, что электрическое сопротивление проводников не зависит от силы тока. Во сколько раз (I₂/I₁) изменятся параметры: 1) R – электрическое сопротивление, 2) E – напряженность электрического поля, 3) ω_э – удельная мощность тока, 4) P – мощность тока, 5) Q – количество выделившейся теплоты; 1) I – сила тока, 2) р_т – магнитный момент контура с током; в центре петли на расстоянии а от тока: 3) В – магнитная индукция, 4) Н – напря­женность магнитного поля, 5) ω_m – объемная плотность энергии магнитного по­ля, если во втором опыте изменить задаваемые параметры: j ↑ 8, п = 2, l =, τ ↑ 2, ρ =, S =?

Ответы: R =, E ↑ 8, ω_э ↑ 64, P ↑ 64, Q ↑ 16, I ↑ 8, р_т ↑ 2, В ↑ 32, ω_m ↑ 1024, Н ↑ 32.

Задаваемые параметры: j, E, P, Q, t, n, q, В, Н.

МПТ 4. Два параллельных проводника, по которым текут равные токи противоположного направления, расположены на расстоянии а друг от друга. Напряжение U, диаметр проволоки d, удельное сопротивление ρ, длина l. Допустить, что электрическое сопротивление проводников не зависит от силы тока. Проводили два опыта. Во сколько раз (I₂/I₁) изменятся параметры: 1) I – сила тока, 2) R – электрическое сопротивление, 3) j – плотность тока, 4) Е – напряженность электрического поля, 5) ω_э – удельная тепловая мощность тока; 1) Р – мощность тока, 2) F – сила, действующая на единицу длины проводника; на равном расстоянии а от проводников: 3) В – индукция магнитного поля, 4) ω_m – плотность энергии магнитного поля, 5) Н – напряженность магнитного поля, если во втором опыте изменить задаваемые параметры: τ =, q ↑ 2, a ↓ 4, d ↑ 2, ρ =, l =, U = ?

Ответы: I ↑ 2, R ↓ 4, j ↓ 2, Е ↓ 2, ω_э ↓ 4, Р ↑ 2, F =, В ↑ 8, ω_m ↑ 64, Н ↑ 8.

Задаваемые параметры: a, U, Q, q, I, τ, Е, ω_э, Р, F, В, Н, pm , ω_m.

МПТ 5. Прямолинейный и круговой контуры совместно. В контуре 1 длинный, прямолинейный «разорванный» проводник непрерывно переходит в круговую петлю радиуса а. В контуре 2 длинный, прямолинейный «неразорванный» проводник непрерывно переходит в круговую петлю радиуса а. В прямолинейных проводниках токи текут в одном направлении, а в круговых – в обратном. Как и во сколько раз изменятся параметры: 1) I – сила тока, 2) Р – мощность тока; в центре петли на расстоянии а от тока: 3) В – магнитная индукция, 4) Н – напряженность магнитного поля, 5) ω_m – объемная плотность энергии магнитного поля, если во втором опыте контур 1 был заменен на контур 2, j ↑ 8, l = ?

Задаваемые параметры: E, q, p_m, ω_э.