МУ к ИДЗ по физике 2 семеcтр
.pdf
Дано: |
СИ |
υ = 1200 км/ч |
333,33 м/с |
l = 40 м |
|
H = 40 А/м |
|
υ = ? |
|
Решение. Разность потенциалов на концах крыла самолета равна ЭДС индукции:
2 – |
1 = i. |
ЭДС индукции в |
воздухе с высо- |
кой точностью можно принять равной
ЭДС в вакууме, поэтому
2 – 1 = i = 0Нlυsin( ) = 0Нlυ.
Подставим в числовые значения в системе СИ (υ = 1200 км/ч =
= 333,33 м/с)
2 – 1 = 4 10-7 40 40 333,33 = 0,67 В.
Ответ: 2 – 1 = 0,67 В.
Задача 2.11. Соленоид длиной 20 см и диаметром 4 см имеет плотную трехслойную обмотку из провода диаметром 0,1 мм. По обмотке соленоида течет ток 0,1 А. Определите напряженность и индукцию поля в соленоиде, индуктивность соленоида, энергию и
объемную плотность энергии поля соленоида. |
|
|
|
|||||||
Дано: |
|
СИ |
|
Решение. |
|
Напряженность поля |
||||
|
|
|
||||||||
|
|
внутри соленоида |
|
|
|
|||||
l = 20 cм |
|
0,2 м |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
H = In, |
|
|
|
|||
D = 4 см |
|
0,04 м |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
где I – сила тока в обмотке; n = N/d – |
||||||||
d = 0,1 мм |
|
10-4 м |
|
|||||||
I = 0,1 А |
|
|
|
число витков, приходящихся на едини- |
||||||
|
|
|
цу длины соленоида; N – число слоев |
|||||||
H = ? B = ? |
|
|
|
|||||||
|
|
|
обмотки; d – диаметр провода. Тогда |
|||||||
L = ? W = ? w = ? |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
IN |
0,1 3 |
|
А |
|||
|
|
|
|
H |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
3000 |
|
. |
|
|
|
|
d |
10 4 |
м |
|||||
Индукция магнитного поля |
|
|
|
|
|
|
||||
B |
0 |
H 4 3,14 10 7 |
1 3000 3,8 10 3 Тл. |
|
|
|
|
|
|
Индуктивность соленоида |
|
|
||
|
|
L |
0 |
n2lS , |
|
|
|
|
|
где l – длина; S = D2/4 – площадь поперечного сечения соленоида. Тогда
|
|
N 2 |
D2 |
||
L |
0 |
|
l |
|
. |
d 2 |
4 |
||||
Подставим сюда числовые значения в системе СИ (d = 0,1 мм = =1 10-4 м, D = 4 см = 4 10-2 м, l = 20см = 0,2 м):
71
L |
1 12,56 10 7 |
32 |
0, 2 |
3,14 |
42 |
10 |
4 |
0,28 Гн. |
|
|
|
4 1 10 |
8 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Объемная плотность энергии магнитного поля:
w |
B H |
3,8 10 3 3000 |
|
Дж |
||
|
|
|
5,7 |
|
. |
|
2 |
2 |
м3 |
||||
Энергия магнитного поля соленоида
W |
LI 2 |
|
0,28 0,12 |
1,4 10 3 |
Дж. |
|
2 |
2 |
|||||
|
|
|
||||
Ответ: H = 3000 A/м; В = 3,8·10-3Тл; L = 0,28 Гн; w = 5,7 Дж/м3;
W =1,4·10-3 Дж.
Задача 2.12. В магнитном поле, изменяющемся по закону В = = В0cos(wt) (В0= 0,1 Тл, w = 4 с-1), помещена квадратная рамка со стороной а = 50 см. Нормаль к рамке образует с направлением поля угол = 45 . Определите ЭДС индукции, возникающую в рамке в момент времени t = 5 с.
Дано: |
СИ |
|
Решение. |
По закону Фарадея ЭДС ин- |
|||
В = В0cos(wt) |
|
дукции равна |
|
|
|
||
В0 = 0,1 Тл |
|
|
|
|
|
|
i = –dФ/dt, |
w = 4 с-1 |
|
где Ф = В S cos( ). |
|||||
|
|
||||||
а = 50 см |
0,5 м |
|
2.Учитывая, что площадь квадрата S = |
||||
|
|
|
|||||
= 45 |
|
= a2, получим |
|
||||
t = 5 с |
|
|
|
|
|
d |
(B а2 cos(wt)cos ) |
|
|
|
|
|
|
||
i = ? |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
i |
|
dt |
0 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
B a2 cos |
(cos(wt)) |
|
B а2 wcos sin(wt) . |
|||
|
|
|
|||||
|
0 |
|
dt |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Подставим числовые значения в полученную формулу: i = 0,1 0,52 4соs45 ·sin(4·5) = 64 мВ.
Ответ: i = 64 мВ.
Задача 2.13. Два соленоида с индуктивностями L1 = 0,5 Гн и L2 = 0,3 Гн соответственно вставлены друг в друга. Длина и сечение соленоидов практически одинаковые. Определите взаимную индуктивность соленоидов L21.
72
Дано: |
|
Решение. Коэффициент взаимной индуктивности |
||||
|
||||||
L21 |
рассчитаем по формуле: |
|||||
L1 |
= 0,5 Гн |
|||||
|
|
N1N2 |
|
|||
L2 |
= 0,3 Гн |
|
L21 0 |
S , |
||
|
|
|||||
L21 = ? |
|
|
l |
|||
|
|
где N – число витков соленоида, l – его длина, S – |
||||
площадь сечения, – магнитная проницаемость вещества, из которого сделан сердечник соленоида.
Индуктивность соленоида определяется по формуле:
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
2 S |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Следовательно: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
2 S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
2 S |
|
|
|
||||||
L1 |
|
1 |
|
|
|
, |
|
|
L2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
. |
|
|||||||
|
0 |
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
l |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Выразим из этих формул величины N2 , N1: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
N1 |
|
|
|
|
L1l |
|
|
|
, |
|
|
|
N2 |
|
|
|
|
L2l |
|
. |
|
||||||||
|
|
S |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
0 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Подставив эти выражения в формулу для L12, получим |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
S |
|
|
|
L1l |
|
|
|
|
|
L2l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
L21 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= L1L2 . |
|||||||||||||||||
l |
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Теперь вычислим числовое значение коэффициента взаимной индуктивности L21:
L21 
0,5 0,3 0,387 Гн. Ответ: L21 = 0,387 Гн.
Задача 2.14. Трансформатор с коэффициентом трансформации 0,1 понижает напряжение с U1 = 220 В до U2 = 10 В. Сопротивление
вторичной обмотки трансформатора составляет R2 = 4 Ом. |
Опре- |
||||||
делите силу тока I2 во вторичной обмотке трансформатора, прене- |
|||||||
брегая потерями энергии в первичной обмотке. |
|
||||||
Дано: |
|
Решение. Запишем связь между коэффициентом |
|||||
|
|||||||
|
трансформации k и ЭДС в обмотках трансформатора: |
||||||
k = 0,1 |
|
||||||
|
|
|
|
N2 |
|
|
|
U1 = 220 B |
|
2 |
|
k, |
(1) |
||
|
|
|
|
N1 |
|||
U2 = 10 B |
|
1 |
|
|
|
||
R2 = 4 Ом |
|
где N2, N1 – число витков во вторичной и первичной |
|||||
I2 = ? |
|
обмотках трансформатора соответственно. |
|
||||
73
Из (1) получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
k |
1. |
|
(2) |
|
ЭДС на входе трансформатора ξ1 |
равна напряжению на первич- |
|||||||
ной обмотке U1: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
U1. |
|
(3) |
ЭДС во вторичной обмотке ξ2 |
связана с напряжением U2 |
в этой |
||||||
обмотке соотношением: |
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
I2 R2 U2 . |
|
(4) |
||
Подставив (2) в (4) имеем |
|
|
|
|
|
|
||
|
k 1= I2 R2 |
U2 , |
|
|
||||
или с учетом (3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kU1 |
|
I2 R2 |
U2 , |
|
(5) |
||
Выразим из (5) ток I2: |
|
|
|
|
|
|
||
I2 |
(kU1 U2 ) |
|
|
0,1 220,0 10,0 |
3 A . |
|
||
R2 |
|
|
|
4,0 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Ответ: I2 = 3 А.
Задача 2.15. В однородное магнитное поле вносится длинный вольфрамовый стержень (магнитная проницаемость вольфрама = = 1,0176). Определите, какая доля суммарного магнитного потока в стержне определяется молекулярными токами.
Дано: |
|
Решение. Вектор магнитной индукции внешнего |
|
|
|||
|
поля равен: |
|
|
= 1,0176 |
|
|
|
|
В = 0Н, |
(1) |
|
B / B ? |
|
||
|
где 0 – магнитная постоянная, |
0 = 4 ·10 –7 Гн/м; Н – |
|
|
|
||
вектор напряженности магнитного поля, – |
магнитная проницае- |
||
мость среды. |
|
|
Вектор собственной магнитной индукции вещества равен: |
|
|
В |
0 J , |
(2) |
где J – намагниченность вещества. |
|
|
J |
H , |
(3) |
где – магнитная восприимчивость вещества, |
|
|
|
1. |
(4) |
Подставив (3) и (4) в (2), получим |
|
|
В |
0 ( 1)Н . |
(5) |
74
Найдем искомую долю суммарного магнитного потока, создаваемую молекулярными токами:
|
|
|
В |
|
0 ( |
1)Н |
|
|
1 |
. |
(6) |
||||
|
|
|
В |
0 |
Н |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Подставим в (6) числовые значения: |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
В |
1,0176 1 |
|
0,0173 . |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
В |
1,0176 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Ответ: |
В |
0,0173 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 2.16. Принимая, что электрон в невозбужденном атоме водорода движется по круговой орбите радиусом r = 52,8 пм, определите магнитный момент рm эквивалентного кругового тока.
Дано: |
|
СИ |
|
Решение. Запишем второй закон Нью- |
||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
тона для движения электрона по круговой |
||||||||||||
r = 52 пм |
|
52·10-12 м |
|
|||||||||||
|
|
|
|
орбите радиуса r, учитывая, что на элек- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e2 |
|
|
pm = ? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трон действует сила Кулона FK 4 |
0 |
r2 : |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mυ2 |
|
|
e2 |
|
, |
|
(1) |
||
|
|
|
|
|
r |
4 |
0 |
r2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где m, е – масса и заряд электрона, me= 9,11·10 –31 кг, e =1,60·10 –19 Кл; 0 – диэлектрическая постоянная, 0 = 8,85 10-12Ф/м; υ – скорость движения электрона по круговой орбите радиуса r.
Выразим из (1) скорость электрона:
υ |
|
|
e |
|
|
. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
||||
4 |
|
0mr |
||||
Магнитный момент рm эквивалентного кругового тока равен: pm IS ,
где S = r2 – площадь круговой орбиты, I – сила тока:
I Te ,
где Т – период обращения электрона по круговой орбите:
Т |
2 r |
. |
|
||
|
υ |
|
(2)
(3)
(4)
(5)
75
Подставим (2), (4), (5) в (3):
|
|
|
|
|
pm |
|
eυr |
|
|
e2 |
|
r |
|
|
. |
(6) |
|||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
4 |
|
0m |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Подставим в (6) числовые значения: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
p |
|
(1,6 10 19 )2 |
|
|
52,8 10 12 |
|
|
|
|
|
9, 25 10 24 А м2 . |
||||||||
m |
4 |
3,14 8,85 10 |
12 |
9,1 10 31 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Ответ: |
p 9,25 10 24 А м2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 2.17. По круговому контуру радиусом |
r = 30 см, погру- |
||||||||||||||||||
женном в жидкий кислород, течет ток |
I = 2 А. Определите намаг- |
||||||||||||||||||
ниченность в центре этого контура. Магнитная восприимчивость
жидкого кислорода |
= 3,4·10-3. |
|
|
|
|
|
|
||||||
Дано: |
|
|
СИ |
|
Решение. Намагниченность вещества |
||||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
H , |
(1) |
|||
r = 30 см |
|
0,3 м |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
I = 2 А |
|
|
|
|
|
где Н – вектор напряженности магнитного |
|||||||
= 3,4·10 |
-3 |
|
|
|
|
поля. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вектор напряженности магнитного поля в |
||||||||
J -? |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
центре кругового витка с током равен |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
I |
, |
|
(2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2r |
|
|
|
где r – радиус контура. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Подставив (2) в (1), получим |
|
|
|
|
|
||||||||
J |
|
|
I |
3,4 10 3 |
2 |
|
11,33 10 3 А/м |
11,33 мА/м . |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
2r |
2 0,3 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Ответ: J = 11,33 мА/м.
Задача 2.18. В обмотке длинного соленоида радиусом R изменяется ток так, что магнитная индукция внутри соленоида изменяется во времени по закону В = At2 + Ct. Определите плотность тока смещения внутри соленоида (r < R).
Дано: |
|
Решение. Плотность тока смещения определяет- |
|||
|
|||||
|
|
D |
|
|
|
R , r |
|
ся формулой Jсмещ |
, в данном случае D |
0 E . |
|
|
|
||||
В = At2+ Ct |
|
t |
|||
|
|
|
|
||
r < R |
|
Зная связь Е и В (первое уравнение Максвелла |
|||
J смещ = ? |
|
|
|
|
|
76
E dl |
|
|
B |
dS ) найдем |
и |
плотность тока смещения |
||||||
|
|
|
||||||||||
L |
|
S |
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
B |
2At |
|
C , тогда из |
E dl |
|
B |
dS |
имеем |
||||
|
|
|
|
|||||||||
t |
|
|
|
|
|
L |
S |
t |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
E2 r |
2At C r2 (r < R), |
||||||
|
|
|
|
|
|
E |
2 At |
|
C |
r |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
D |
|
( 0 E) |
0 Ar . |
|
смещ |
t |
t |
|||
|
|
|
|
|||
Ответ: jсмещ |
0 Ar , r < R. |
|
|
|||
2.3.ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
2.1.По проводнику длиной l течет ток I = 75 А. Напряженность магнитного поля Н в точке, удаленной от концов проводника на расстояние r, равна 25 А/м. Определите l при: а) r = 1 м; б) r = 1,5 м.
2.2.По проводнику длиной 3,5 м течет ток I = 50 А. Определите магнитную индукцию B и напряженность Н в точке О, удаленной от концов проводника на расстояния 1,5 м и 2 м соответственно.
2.3.Напряженность Н магнитного поля в центре кругового витка радиусом r = 12 см равна 25 А/м. Определите ток, текущий по витку.
2.4.Определите индукцию магнитного поля в центре проволочной квадратной рамки со стороной а = 10 см, если по рамке течет ток I = 4,5 А.
2.5.Индукция магнитного поля в центре проволочной квадратной рамки со стороной а = 20 см, составляет В = 100 мкТл. Определите значение силы тока, протекающего по рамке.
2.6.Определите магнитную индукцию ВА на оси тонкого кругового проволочного витка радиусом R = 15 см, в точке, расположенной на расстоянии d = 25 см от центра кольца, если при протекании тока по кольцу в центре кольца В = 65 мкТл.
77
2.7. По тонкому кольцу течет ток I = 50 А. Определите магнитную индукцию B в точке A, равноудаленной от точек кольца на расстояние r = 30 см (рис. 2.11). Угол = π/4.
2.8. По двум бесконечно длинным прямым проводникам, расстояние между которыми d = 17 см, те-
кут токи I1 = 32 А и I2 = 64 А в одном направлении. Определите маг-
нитную индукцию В в точке А, удаленной от первого проводника на r1 = 10 см и от второго – на r2 = 18 см.
2.9. По двум бесконечно длинным, прямым параллельным проводам текут одинаковые токи I = 36 А. Расстояние между проводами 13 см. Определите магнитную индукцию B в точке A, равноудаленной от проводов на расстояние d = 8 см.
2.10. По двум бесконечно длинным, прямым параллельным проводам текут одинаковые токи I = 42 А. Определите расстояние между проводами l, если магнитная индукция в точке A, равноудаленной от проводов на расстояние d = 2l, составляет B = 25 мкТл.
2.11.По двум бесконечно длинным проводам, скрещенным под
прямым углом, текут токи I1 и I2 = 2I1 (I1 = 50 А). Расстояние между проводами 15 см. Определите магнитную индукцию B в точке A, равноудаленной от проводов на расстояние d = 15 см
2.12.По двум скрещенным под прямым углом бесконечно длинным проводам текут токи I и 2I. Магнитная индукция в точке A, равноудаленной от проводов на расстояние d = 20 см составляет B = 175 мкТл. Определите силу тока I, если расстояние между проводами d = 20 см.
2.13.По двум бесконечно длинным прямым проводникам, расстояние между которыми d = 35 см, текут токи I1 = 55 А и I2 = 35 А
впротивоположных направлениях. Определите магнитную индук-
цию: а) в точке А, удаленной от первого проводника на r1 = 15 см и от второго – на r2 = 45 см; 2) в точке C, удаленной от первого проводника на r1 = 20 см и от второго на r2 = 30 см.
2.14.По двум параллельным проводам длиной L = 3 м каждый текут одинаковые токи I = 150 А. Расстояние d между проводами равно 25 см. Определите силу F взаимодействия проводов.
78
2.15.По двум параллельным проводам длиной L каждый текут одинаковые токи I = 200 А. Расстояние d между проводами равно 20 см. Определите L, если сила взаимодействия проводов F = 5 Н.
2.16.Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым проводом так, что две ее стороны параллельны проводу. По рамке и проводу текут одинаковые токи силой I = 200 А. Определите силу, действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится от него на расстоянии, равном ее длине.
2.17.По двум одинаковым квадратным плоским контурам со стороной a = 18 см текут токи I = 35 А в каждом. Определите силу F взаимодействия контуров, если расстояние d между соответственными сторонами контуров равно 9мм.
2.18.Магнитный момент тонкого проводящего кольца равен pm = 7 А·м2. Определите магнитную индукцию в точке A, находящейся на оси кольца и удаленной от точек кольца на расстояние r = 22 см (рис. 2.12).
2.19.По кольцу радиусом R течет ток. На оси кольца на расстоянии d =
=0,7 м от его плоскости магнитная
индукция B = 32 нТл. Определите магнитный момент рm кольца с током. Считать R много меньшим d.
2.20.Тонкий провод длиной L = 28 см изогнут в виде полукольца и помещен в магнитное поле (B = 12 мТл) так, что площадь полукольца перпендикулярна линиям магнитной индукции. По проводу пропустили ток I = 73 А. Определите силу F, действующую на провод. Подводящие провода направлены вдоль линий магнитной индукции.
2.21.Тонкое проводящее кольцо массой m = 2,5 г свободно подвешено на неупругой нити в магнитном поле. По кольцу течет ток I = 4,5 A Период Т малых крутильных колебаний относительно вертикальной оси равен 1,6 с. Найдите магнитную индукцию поля.
2.22.Тонкое проводящее кольцо с током I = 62 A помещено в однородное магнитное поле (B = 230 мТл). Плоскость кольца перпендикулярна линиям магнитной индукции. Радиус кольца R = 14 см. Найдите силу F, растягивающую кольцо.
79
2.23.Тонкое проводящее кольцо с током I = 75 A помещено в однородное магнитное поле. Плоскость кольца перпендикулярна линиям магнитной индукции. Радиус кольца R = 15 см. Найдите индукцию магнитного поля, если известно, что оно растягивает кольцо с силой F=0,5Н.
2.24.Протон движется по окружности радиусом R = 1,125 см с линейной скоростью υ = 2,8·106 м/с. Определите магнитный момент pm, создаваемый эквивалентным круговым током.
2.25.Электрон в атоме водорода движется вокруг ядра (протона) по окружности радиусом R = 52,5 пм. Определите магнитный момент pm эквивалентного кругового тока.
2.26.Определите силу Лоренца F, действующую на электрон, влетевший со скоростью υ = 3 Мм/с в однородное магнитное поле
под углом = 30° к линиям индукции. Магнитная индукция поля равна 0,8 Тл.
2.27.Вычислить радиус R окружности, которую описывает протон в магнитном поле с индукцией В = 25 мТл, если скорость протона равна 4 Мм/с.
2.28.Вычислить скорость протона, если радиус окружности, которую он описывает в магнитном поле с индукцией В = 15 мТл, составляет R= 0,2см.
2.29.Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,45 кВ движется параллельно прямолинейному длинному проводнику на расстоянии r = 1,1 см от него. Определите силу, действующую на электрон, если через проводник пропускать ток I = 12 А.
2.30.Протон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,6 кВ, влетая в однородное магнитное поле с магнитной индукцией В = 3 мТл, движется по окружности. Определите радиус этой окружности.
2.31.Электрон разгоняется электрическим полем на участке с разностью потенциалов 2кВ и влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 4 мТл в направлении, перпендикулярном линиям индукции. Определите радиус траектории и период обращения электрона в магнитном поле.
2.32.Два иона, имеющие одинаковые заряды и одинаковые кинетические энергии, но различные массы, влетели в однородное магнитное поле. Первый ион описал окружность радиусом 2,5 см, а второй – 3,5 см. Вычислить отношение масс ионов.
80