- •1. Основні закони і співвідношення
- •2. Приклади розв’язування задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •3. Задачі для самостійного розв’язування
- •3.1. Поле прямолінійного й колового провідника зі струмом, соленоїда
- •3.2. Сила Лоренца
- •3.3. Закони Ампера, соленоїд, контур зі струмом у магнітному полі, магнітний потік, явище електромагнітної індукції, індуктивність, енергія магнітного поля
- •1. Основні закони і співвідношення
- •2. Приклади розв’язування задач
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •3. Задачі для самостійного розв’язування
- •3.1. Механічні коливання і хвилі
- •3.2. Електромагнітні коливання і хвилі
- •1. Основні закони і співвідношення
- •2. Приклади розв’язування задач
- •Розв’язання
- •Р озв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання
- •Розв’язання.
- •3. Задачі для самостійного розв’язування
- •3.1. Геометрична і хвильова оптика
- •3.2. Квантова оптика
- •1. Основні закони і співвідношення
- •1.1. Воднеподібні атоми в теорії Бора. Гіпотеза де Бройля. Співвідношення невизначеностей
- •1.2. Хвильові властивості мікрочастинок
- •1.3. Рівняння Шрьодінгера і його розв’язки
- •2. Приклади розв’язування задач
- •Розв'язання
- •Розв'язання
- •Розв'язання
- •Розв'язання
- •Розв'язання
- •Розв’язання
- •Розв'язання
- •Розв'язання
- •Розв'язання
- •Розв'язання
- •3. Задачі для самостійного розв’язування
- •1. Основні закони і співвідношення
- •1.1. Будова ядра, енергія зв'язку
- •1.2. Радіоактивність
- •1.3. Ядерні реакції
- •2. Приклади розв'язування задач
- •Розв'язання
- •Розв'язування
- •Розв'язання
- •3. Задачі для самостійного розв’язування
Розв’язання
Дано: l = 50 см S = 2 см2 n = 20 см-1 I = 0,5 А |
W? |
,
де L – індуктивність системи.
Індуктивність соленоїда
,
де – магнітна проникність речовини всередині котушки, 0 – магнітна стала, n – щільність витків, V – об’єм соленоїда. Очевидно, що .
Магнітна проникність феромагнетика (а таким є залізо) не є постійною величиною, а залежить від напруженості зовнішнього магнітного поля. Цю величину можна розрахувати, виходячи зі зв’язку магнітної індукції з напруженістю , скориставшись графіком залежності магнітної індукції від напруженості (експериментальні дані):
Щоб використати графік, треба спочатку розрахувати модуль напруженості магнітного поля соленоїда за формулою
.
В одиницях СІ , тому . З графіка тепер знаходимо, що для заліза в цьому випадку В = 1,3 Тл.
Підставимо тепер формулу для об’єму соленоїда і вираз у співвідношення для розрахунку індуктивності:
.
Шукана енергія тепер
.
В одиницях СІ: l = 0,5 м; S = 210-4 м2. Тому
.
Відповідь: 65 мДж.
3. Задачі для самостійного розв’язування
3.1. Поле прямолінійного й колового провідника зі струмом, соленоїда
-
На рис. зображено переріз двох прямолінійних безмежно довгих провідників зі струмами. Відстань АВ між провідниками рівна 10 см, сили струмів І1 = 20 А та І2 = 30 А. Знайти модулі напруженостей Н магнітного поля, створеного двома струмами в точках М1, М2 і М3. Відстані М1А = 2 см, АМ2 = 4 см та ВМ3 = 3 см.
-
Розв’язати попередню задачу, якщо струми течуть в одному напрямку.
-
На рис. зображено переріз трьох прямолінійних безмежно довгих провідників зі струмами. Відстані АВ=ВС=5 см, сили струмів І1 = І2 = І та І3 = 2І. Знайти точки на прямій АС, в яких напруженість магнітного поля, створеного трьома струмами, рівна нулю.
-
Р озв’язати попередню задачу, якщо струми течуть в одному напрямку.
-
Два прямолінійні безмежно довгі провідники розміщені перпендикулярно один до другого і знаходяться в одній площині. Знайти модулі напруженостей Н1 і Н2 магнітного поля в точках М1 та М2, якщо сили струмів І1=2А й І2=3А. Відстані АМ1=АМ2=1 см і ВМ1=СМ2=2см.
-
Д ва прямолінійні безмежно довгі провідники розміщені перпендикулярно один до другого і знаходяться у взаємно перпендикулярних площинах. Знайти модулі напруженостей Н1 та Н2 магнітного поля в точках М1 і М2, якщо сили струмів І1=2А та І2=3А. Відстані АМ1=АМ2=1см і АВ=2см.
-
По довгому вертикальному провіднику зверху вниз тече струм силою І=8А. На якій відстані a від нього напруженість, що одержується від складання земного магнітного поля і поля струму, направлена вертикально вверх? Модуль горизонтальної складової напруженості земного поля Нг = 16 А/м.
-
Знайти модуль напруженості Н магнітного поля, створеного відрізком АВ прямолінійного провідника зі струмом, в точці С, розміщеній на перпендикулярі до середини цього відрізка на відстані а=5см від нього. По провіднику тече струм силою І=20А. Відрізок АВ провідника видно з точки С під кутом 60.
-
Розв’язати попередню задачу, якщо сила струму у провіднику І=30А і відрізок провідника видно з точки С під кутом 90. Точка С розміщена на відстані а = 6 см від провідника.
-
Струм силою І=20А тече по довгому провіднику, зігнутому під прямим кутом. Знайти модуль напруженості Н магнітного поля в точці, що лежить на бісектрисі цього кута на відстані а = 10 см від його вершини.
-
Струм силою І=20А, протікаючи по кільцю з мідного дроту перерізом S=1,0мм2, створює в центрі кільця магнітне поле напруженістю 178 А/м. Яка різниця потенціалів U прикладена до кінців дроту, що утворює кільце? Питомий опір міді Омм.
-
З дроту довжиною l=1м зроблена квадратна рамка. По рамці тече струм силою І = 10 А. Знайти модуль напруженості Н магнітного поля в центрі рамки.
-
В центрі круглого дротяного витка створюється магнітне поле напруженістю при різниці потенціалів U1 на кінцях витка. Яку треба прикласти різницю потенціалів U2, щоб отримати магнітне поле такої ж напруженості в центрі витка вдвічі більшого радіуса, зробленого з такого ж дроту?
-
По дротяній рамці у формі правильного шестикутника тече струм силою І=2А. В центрі рамки цим струмом створюється магнітне поле напруженістю 33А/м. Знайти довжину l дроту. Примітка: довжина сторони правильного шестикутника рівна радіусу описаного навколо нього кола.
-
Обмотка котушки зроблена з дроту діаметром d=0,8мм. Витки тісно прилягають один до другого. Вважаючи котушку достатньо довгою, знайти напруженість магнітного поля всередині котушки при силі струму І = 1 А.