- •Часть 2. Электричество и магнетизм. Оптика. Квантовая механика. Атомная физика.
- •Некоторые общие рекомендации по решению физических задач
- •Основные правила приближенных вычислений
- •Номера задач контрольной работы № 1
- •Электромагнетизм Глава 10. Электростатика Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Методические указания
- •Глава 11. Проводники и диэлектрики в электрическом поле Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Методические указания
- •Глава 12. Постоянный ток Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Методические указания
- •Глава 13. Контактные явления. Термоэлектронная эмиссия Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Глава 14. Магнитное поле электрического тока Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Методические указания
- •Глава 15. Магнитное поле в веществе Контрольные вопросы
- •Глава 16. Явление электромагнитной индукции Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Методические указания
- •Глава 17. Электромагнитные колебания и волны Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Методические указания
- •Вопросы для экзамена (зачета) по электромагнетизму.
- •Оптика. Волновые и квантовые свойства излучения. Основы атомной и ядерной физики Глава 18-а. Геометрическая оптика. Фотометрия Основные формулы
- •Глава 18-б. Интерференция света Контрольные вопросы
- •Глава 19. Дифракция света Контрольные вопросы
- •Глава 20. Поляризация света Контрольные вопросы
- •Основные формулы к главам 19 и 20.
- •Глава 21. Взаимодействие света с веществом Контрольные вопросы
- •Глава 22. Тепловое излучение Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Глава 23. Квантовая природа света Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Глава 24. Атом Бора Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Глава 25. Элементы квантовой механики Контрольные вопросы
- •Глава 26. Основы атомной физики Контрольные вопросы
- •Глава 27. Элементы физики твердого тела Контрольные вопросы
- •Глава 28-а. Дефект массы. Энергия связи Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Глава 28-б. Радиоактивность Контрольные вопросы
- •Основные формулы
- •Вопросы для экзамена (зачета) по физике (часть 3)
- •Приложение
- •Некоторые математические сведения и формулы
- •Элементы векторной алгебры
- •Производные и дифференциалы некоторых математических функций
- •Интеграл
- •1. Неопределенный интеграл.
- •2. Основные правила интегрирования
- •3. Определенный интеграл
Глава 15. Магнитное поле в веществе Контрольные вопросы
Что такое магнетики?
Какими двумя процессами обусловлено намагничивание веществ в магнитном поле?
Что такое вектор намагниченности и чему он равен?
Чему равно наведенное поле в магнетике? Как найти общее поле в магнетике?
По какому критерию вещества делятся на диа-, пара- и ферромагнетики?
Охарактеризуйте процесс намагничивания диа- и парамагнетиков.
Рассмотрите процесс намагничивания ферромагнетиков.
Что такое магнитный гистерезис? Начертите петлю гистерезиса и объясните суть процессов, соответствующих ее различным участкам.
Какова природа ферромагнетизма? Что показывает точка Кюри?
Глава 16. Явление электромагнитной индукции Контрольные вопросы
В чем состоит явление электромагнитной индукции? Когда, кем и как оно было открыто?
Сформулируйте и запишите закон электромагнитной индукции Фарадея.
Каким правилом определяется направление индукционного тока? Запишите закон электромагнитной индукции с учетом этого правила.
Что такое самоиндукция и индуктивность? Как проявляется индуктивность в электрических цепях?
Выведите формулу плотности энергии магнитного поля.
Основные формулы
Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции
.
Магнитный поток, создаваемый током I в контуре с индуктивностьюL
.
ЭДС самоиндукции
.
Индуктивность соленоида (тороида)
,
где N - число витков,l - длина соленоида,n- число витков на единицу длины,S- площадь поперечного сечения соленоида,- относительная магнитная проницаемость сердечника.
Законы изменения тока при размыкании и замыкании цепи
;.
ЭДС взаимоиндукции
,
где L12- взаимная индуктивность контуров.
Взаимная индуктивность двух соленоидов
.
Энергия магнитного поля контура с током
.
Объемная плотность энергии магнитного поля
.
Методические указания
В явлениях электромагнитной индукции магнитный поток сквозь контур может изменяться как при движении контура или его отдельных участков, так и при изменении во времени магнитного поля. В том и другом случае ЭДС индукции определяется по закону Фарадея.
Если в магнитном поле движется проводник, то на его концах возникает разность потенциалов, равная ЭДС индукции, которая находится как скорость изменения магнитного потока сквозь поверхность, прочерчиваемую проводником при его движении.
Формула =LIдает полный магнитный поток, или потокосцепление, соленоида. Этот поток равен сумме магнитных потоков, пронизывающих каждый виток соленоида.
ЗАДАЧИ
Круговой проволочный виток площадью 0,01 м2находится в однородном магнитном поле, индукция которого 1 Тл. Плоскость витка перпендикулярна направлению магнитного поля. Найти среднее значение ЭДС индукции, возникающее в витке при выключении поля в течение 10 мс.
[1 В]
В однородном магнитном поле, индукция которого 0,1 Тл, равномерно вращается катушка, состоящая из 100 витков проволоки. Частота вращения катушки 5 с-1; площадь поперечного сечения катушки 0,01 м2. Ось вращения перпендикулярна к оси катушки и направлению магнитного поля. Найти максимальное значение ЭДС индукции во вращающейся катушке.
[3,14 В]
В однородном магнитном поле, индукция которого 0,8 Тл, равномерно вращается рамка с угловой частотой 15 рад/с. Площадь рамки 150 см2. Ось вращения находится в плоскости рамки и составляет угол 30ос направлением магнитного поля. Найти максимальное значение ЭДС индукции во вращающейся рамке.
[0,09 В]
Горизонтальный стержень длиной 1 м вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через один из его концов. Ось вращения параллельна магнитному полю, индукция которого 50 мкТл. При какой частоте вращения стержня разность потенциалов на его концах будет 1 мВ?
[6,4 с-1]
На соленоид длиной 20 см и площадью поперечного сечения 30 см2надет проволочный виток. Обмотка соленоида имеет 320 витков, и по нему идет ток силой 3 А. Какая средняя ЭДС индуцируется в надетом на соленоид витке, когда ток в соленоиде выключается в течении 1 мс?
[18 мВ]
В однородном магнитном поле, индукция которого 0,1 Тл, вращается катушка, состоящая из 200 витков. Ось вращения катушки перпендикулярна к ее оси и к направлению магнитного поля. Период обращения катушки 0,2 с; площадь поперечного сечения 4 см2. Найти максимальное значение ЭДС индукции во вращающейся катушке.
[250 мВ]
Катушка длиной 20 см имеет 400 витков. Площадь поперечного сечения катушки равна 9 см2. Найти: а) индуктивность катушки; б) индуктивность катушки, если внутрь ее введен железный сердечник? Магнитная проницаемость материала сердечника 400.
[0,9 мГн; 0,36 Гн]
Катушка длиной 20 см и диаметром 3 см имеет 400 витков. По катушке идет ток силой 2 А. Найти индуктивность катушки и магнитный поток, пронизывающий площадь ее поперечного сечения.
[0,71 мГн; 3,55 мкВб]
Катушка с железным сердечником имеет площадь поперечного сечения 20 см2и 500 витков. Индуктивность катушки с сердечником 0,28 н при токе через обмотку в 5 А. Найти магнитную проницаемость железного сердечника.
[1400]
Соленоид длиной 50 см и площадью поперечного сечения 2 см2имеет индуктивность 0,2 мкГн. При каком токе объемная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида будет равной 1 мДж/м3?
[1 А]
Электрическая лампочка, сопротивление которой в горячем состоянии 10 Ом, подключается через дроссель к 12-вольтному аккумулятору. Индуктивность дросселя 2 Гн, сопротивление 1 Ом. Через какое время после включения лампочка загорится, если она начинает заметно светиться при напряжении на ней в 6 В?
[126 мс]
Имеется катушка длиной 20 см и диаметром 2 см. Обмотка катушки состоит из 200 витков медной проволоки, площадь поперечного сечения которой 1 мм2. Катушка включена в цепь с некоторой ЭДС. При помощи переключателя ЭДС выключается, и катушка замыкается накоротко. Через какое время после выключения ЭДС ток в цепи уменьшится в два раза?
[0,25 мс]
Квадратная рамка из медной проволоки сечением 1 мм2помещена в магнитное поле, индукция которого меняется по законуB= Bosint, гдеВо= 0,01 Тл и= 100с-1. Площадь рамки 25 см2.Плоскость рамки перпендикулярна к направлению магнитного поля. Найти зависимость от времени и наибольшее значение: а) магнитного потока, пронизывающего рамку; б) ЭДС индукции, возникающей в рамке; в) тока, текущего по рамке.
[а) Вб,макс= 25 мкВб;
б) В,Eмакс= 7,85 мВ;
в) I = -2,3cos 100t A, Iмакс=2,3 А]
Через катушку, индуктивность которой 21 мГн, течет ток, изменяющийся со временем по закону I = Io sint, гдеIo= 5A, =2/TиT = 0,02c. Найти зависимость от времени: а) ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке; б) энергии магнитного поля катушки.
[а)В; б)W=LI2/2 =Дж]