Загальна фізика / Контрольні завдання / Контрольні завдання з фізики №2

ДЕРЖАВНИЙ ЕКОНОМIКО-ТЕХНОЛОГIЧНИЙ УНIВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТУ Кафедра фiзики i електротехнiки

Контрольна робота з магнетизму

Варiант 5.

1.По однорiдному прямому провiднику, радiус перерiзу якого становiть R = 1 см, тече струм сталої густини j = 103 А/м2. Знайти iндукцiю магнiтного поля в точках, що вiддаленi на вiдстанi r1 = 0.5 см та r2 = 3 см вiд осi провiдника. Магнiтна проникнiсть скрiзь рiвна одиницi.

2.Довгi прямi провiдники зi струмом перетинаються пiд кутом α = π/6. Знайти iндукцiю магнiтного поля на прямiй, що проходить через точку перетину провiдникiв перпендикулярно до площини в якiй лежать провiдники, на вiдстанi x = 20 см вiд точки перетину провiдникiв. Струми в провiдниках становлять I1 = I2 = 10 A.

3.В однорiдному полi перпендикулярно до лiнiй iндукцiї розташований плоский контур площиною S = 100 см2. Пiдтримуючи у контурi постiйну силу струму I = 50 А, його перемiстили з поля до областi простору, де поле вiдсутнє. Визначити величину iндукцiї B магнiтного поля, якщо при перемiщеннi контура була виконана робота A = 0.4 Дж.

4.Електрон влiтає в область магнiтного полi шириною l. Швидкiсть електрона v перпендикулярна як до лiнiй магнiтної iндукцiї так i до границi областi. Пiд яким кутом до границi областi електрон вилетить з магнiтного поля?

5.Скiльки виткiв має котушка iндуктивнiстю L = 10−2 Гн, якщо при силi струму I = 1 А магнiтний потiк крiзь котушку Φ = 200 мкВб.

6.В однорiдному магнiтному полi з iндукцiєю B = 0,02 Тл розташований плоский провiдний контур з опором R = 3 Ом. Площина контуру перпендикулярна силовим лiнiям поля. Пiсля того як контур повернули на деякий кут, пiдключений до контуру гальванометр зафiксував проходження заряду q = 10−5 Кл. На який кут повернули контур? Площа контуру S = 10 см2. Опором гальванометра знехтувати.

7.Hа котушку, iндуктивнiсть якої L=1 Гн та опiр R=10 см, замкнули джерело струму. Визначити, через який час сила струму замикання досягне

0.9вiд граничного значення.

8.Дiаметр тороїда (по середнiй лiнiї) D=50 см. Тороїд має N =2000 виткiв i площу перерiзу S=20 см2. Визначити енергiю W магнiтного поля тороїда при силi струму I=5 А.

ДЕРЖАВНИЙ ЕКОНОМIКО-ТЕХНОЛОГIЧНИЙ УНIВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТУ Кафедра фiзики i електротехнiки

Контрольна робота з магнетизму

Варiант 6.

1.Провiдний контур має форму прямокутника зi сторонами a = 5 см, b

=10 см. Визначити iндукцiю магнiтного поля в точцi перетину дiагоналей прямокутника, якщо в контурi протiкає електричний струм силою I = 10 А.

2.Довгий прямий провiдник зi струмом I = 20 A має дiлянку у виглядi пiвкола радiусом R = 20 см. Визначити iндукцiю магнiтного поля в центрi пiвкола.

3.Магнiтний потiк крiзь соленоїд дорiвнює 5 · 10−6 Вб. Знайти магнiтний момент цього соленоїда. Довжина соленоїда 25 см.

4.Протон влiтає в однорiдне магнiтне поле пiд кутом α = 300 до напрямку поля та рухається по гвинтовiй лiнiї, радiус якої дорiвнює 1,5 см. Iндукцiя магнiтного поля дорiвнює 0,1 Тл. Знайти кiнетичну енергiю протона.

5.Визначити, скiльки виткiв дроту дiаметром d1 = 0.4 мм з iзоляцiєю дуже малої товщини треба намотати на картонний цилiндр дiаметром d2 = 2 см для того, щоб одержати одношарову котушку з iндуктивнiстю L = 1 мГн. Витки дуже щiльно прилягають один до одного.

6.Мiж полюсами електромагнiту розташована невелика котушка, вiсь якої спiвпадає з напрямком магнiтного поля. Площа поперечного перерiзу котушки S = 3 мм2, число виткiв N = 60. При поворотi котушки на кут 1800 навколо її дiаметра через пiдключений до неї гальванометр пройшов заряд q

=4,5 мкКл. Знайти величину iндукцiї магнiтного поля, якщо опiр електричного кола становить R = 40 Ом.

7.В електричному колi, що має опiр R=20 Ом та iндуктивнiсть L=0.06 Гн,

тече струм силою I=20 А. Визначити силу струму у колi через t=0.2 мс пiсля його розмикання.

8. Соленоїд з немагнiтним осердям має N =1000 виткiв. Сила струму I у його обмотцi дорiвнює 1 А, магнiтний потiк Φ через перерiз соленоїда дорiвнює 0.1 мВб. Визначити енергiю W магнiтного поля.

ДЕРЖАВНИЙ ЕКОНОМIКО-ТЕХНОЛОГIЧНИЙ УНIВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТУ Кафедра фiзики i електротехнiки

Контрольна робота з магнетизму

Варiант 7.

1. По тоному дротяному кiльцю протiкає електричний струм. Не змiнюючи силу струму, провiднику надали форму квадрату. У скiльки разiв змiнилась iндукцiя магнiтного поля в центрi контура?

2.Напруженiсть магнiтного поля H у центрi круглого витка дорiвнює 800 A/м. Магнiтний момент витка pm = 10 А·м2. Визначити силу струму I у витку та радiус R витка.

3.Два прямолiнiйних провiдника розташованi на деякiй вiдстанi один вiд одного. По провiдникам протiкають струми рiвнi за величиною та напрямком. Знайти силу струму в провiдниках, якщо вiдомо, що для збiльшення вiдстанi мiж провiдниками в двiчи потрiбно виконати роботу 50 мДж на кожний метр провiдника.

4.Електрон влiтає в спiвпадаючи за напрямком електричне та магнiтне поля. Напруженiсть електричного поля E = 100 В/м, iндукцiя магнiтного поля B = 10−4 Тл. Швидкiсть електрона v = 106 м/с перпендикулярна до силових лiнiй електричного i магнiтного полiв. Знайти прискорення електрона.

5.Iндуктивнiсть соленоїда з немагнiтним осердям L = 0.5 Гн. Довжина соленоїда l = 0.6 м, дiаметр D = 2 см. Визначити вiдношення числа виткiв соленоїда до його довжини n.

6.Двi котушки намотанi на одне спiльне осердя. Iндуктивнiсть першої котушки 0,2 Гн, другої - 0,8 Гн; опiр другої котушки 600 Ом. Який струм потече

удругiй котушцi, якщо струм 0,3 А, що тече в першiй котушцi вимкнути за 0,001 с?

7.Hа котушку, iндуктивнiсть якої L=1 Гн та опiр R=10 см, замкнули джерело струму. Визначити, через який час сила струму замикання досягне 0.9 вiд граничного значення.

8.Обмотка соленоїда має n=20 виткiв на кожний сантиметр довжини. Визначити, при якiй силi струму об’ємна густина енергiї магнiтного поля w=0.1 Дж/м3. Осердя зроблене iз немагнiтного матерiалу i магнiтне поле у всього об’ємi однорiдне.

ДЕРЖАВНИЙ ЕКОНОМIКО-ТЕХНОЛОГIЧНИЙ УНIВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТУ Кафедра фiзики i електротехнiки

Контрольна робота з магнетизму

Варiант 8.

1.По провiднику, зiгнутому у виглядi правильного шестикутника з довжиною сторони a=20 см, тече струм силою I=100 А. Знайти напруженiсть H магнiтного поля у центрi шестикутника.

2.Два прямолiнiйних довгих провiдники розташованi у вакуумi паралельно на вiдстанi d = 0.08 м один вiд одного. По провiдниках течуть струми I1

=I2 = 20 А у протилежних напрямках. Визначити iндукцiю магнiтного поля у точцi, яка знаходиться вiд кожного провiдника на вiдстанi r = 0.08 м.

3.Iз двох шматкiв дроту, довжиною 20 см кожний, зроблено два контура: квадратний та коловий. Знайти момент сил, що дiє на кожний контур, розмiщений в однорiдному магнiтному полi з iндукцiєю 0,5 Тл. По контурам тече струм силою 2 А. Площина кожного контура складає кут 450 з силовими лiнiями магнiтного поля.

4.Iон, що має один елементарний заряд, рухається у однорiдному магнiтному полi iндукцiєю B = 0.015 Тл по колу радiусом R = 10 см. Визначити iмпульс iона.

5.Обмотка соленоїда мiстить N виткiв мiдного дроту, поперечний перерiз якого S = 1 мм2. Довжина соленоїда l = 25 см та його опiр R = 0,2 Ом. Знайти iндуктивнiсть соленоїда.

6.Електрична лампочка, опiр якої в робочому станi 10 Ом, пiдключається через дросель до дванадцятивольтового акумулятора. Iндуктивнiсть дроселя 2 Гн. Опiр 1 Ом. Через який час пiсля включення загориться лампочка, якщо вона починає помiтно горiти при напрузi на нiй 6 В?

7.Коло складається з котушки, iндуктивнiсть якої L=1 Гн та опiр R=10 Ом. Джерело струму можна вiдключити, нерозриваючи кола. Визначити час t, протягом якого сила струму зменшиться до 0.001 початкового значення.

8.По кiльцю, радiус якого R=20 см, i яке має N =500 виткiв, тече струм силою I=1 А. Визначити густину енергiї магнiтного поля в центрi кiльця.

ДЕРЖАВНИЙ ЕКОНОМIКО-ТЕХНОЛОГIЧНИЙ УНIВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТУ Кафедра фiзики i електротехнiки

Контрольна робота з магнетизму

Варiант 9.

1.У вакуумi розповсюджується цилiндричний пучок протонiв. Визначити iндукцiю магнiтного поля на поверхнi пучка, якщо концентрацiя протонiв в пучку n = 5·1016 см−3, швидкiсть протонiв v = 105 м/с, радiус пучка R = 5 см.

2.Два паралельних нескiнченно довгих провiдники,по яких течуть вiд нас

уодному напрямi електричнi струми силою I = 50 А, розташованi у вакуумi на вiдстанi d = 0.1 м один вiд одного. Визначити магнiтну iндукцiю B поля, яка створюється провiдниками у точцi А, що знаходиться на вiдстанi r1 = 5 см, вiд другого - r2 = 12 см.

3.Квадратний контур зi стороною a = 10 см у якому тече струм силою I = 6 А, знаходиться у магнiтному полi з iндукцiєю B = 0.8 Тл пiд кутом α = 500 до лiнiй iндукцiї. Визначити, яку роботу A треба виконати при незмiннiй силi струму у контурi, щоб змiнити його форму на коло.

4.Заряджена частинка з кiнетичною енергiєю WK = 2 кеВ рухається в однорiдному магнiтному полi по колу радiусом R = 4 мм. Визначити величину сили Лоренца Fл, яка дiє на частинку з боку поля.

5.Знайти iндуктивнiсть соленоїда довжини l, обмоткою якого є мiдний дрiт масою m. Опiр обмотки R. Дiаметр соленоїда значно менше його довжини.

6.Котушка має N1=750 виткiв та iндуктивнiсть L1=25 мГн. Для того, щоб збiльшити iндуктивнiсть котушки до L2=36 мГн, обмотку з котушки зняли та замiнили обмоткою з тонкого дроту з таким розрахунком, щоб довжина котушки залишилась тiєю ж. Визначити число N2 виткiв котушки.

7.По колу тече струм Io=50 А. Джерело струму можна вiдключити вiд кола, нерозриваючи його. Визначити силу струму I у цьому колi через t=0.01 с пiсля того, як його вiдключили вiд джерела струму. Опip R кола дорiвнює 20 Ом, його iндуктивнiсть L=0.1 Гн.

8.Соленоїд довжиною l=50 см та перерiзом S=2 см2 має iндуктивнiсть L=2·l0−7 Гн. Визначити, при якiй силi струму об’ємна густина енергiї магнiтного поля у серединi соленоїда дорiвнює 10−3 Дж/м3.

КОНТРОЛЬНI ЗАВДАННЯ IЗ ОСНОВ ЕЛЕКТРОДИНАМIКИ

Для студентiв заочної форми навчання

Укладач: доцент Романко Л.О.

Вiдповiдальний за випуск: професор Чепiлко М. М.

Редактор Пономаренко Л.В.

Пiдписано до друку 00 вересня 2008 р. Формат паперу А5, папiр для тиражувальних апаратiв, друк - на рiзографi. Замовлення , тираж 50

Надруковано видавничо - друкарським комплексом Державного економiко - технологiчного унiверситету транспорту, 03049, м. Київ - 49, вул. Миколи Лукашевича, 19