Расчетно-графическое задание по физике №5
| № варианта | ||||||||||
| № Задания |
1. Магнитное поле.
2. Магнитный момент.
3. Вектор магнитной индукции.
4. Силовые линии магнитного поля.
5. Закон Ампера.
6. 3акон Био–Савара–Лапласа.
7. Напряженность магнитного поля.
8. Магнитное поле прямого тока.
9. Взаимодействие двух параллельных бесконечных проводников с током.
10. Воздействие магнитного поля на рамку с током.
11. Магнитное поле кругового тока.
12. Поток вектора магнитной индукции.
13. Сила Лоренца.
14. Эффект Холла.
15. По кольцевому проводнику радиусом 10 см течет ток 4 А. Перпендикулярно плоскости кольцевого провода на расстоянии 5 см от его центра проходит бесконечно длинный провод с током 5 А. Найти напряженность и индукцию магнитного поля в центре кольца.
16. Ток силой 1 А протекает по круговому витку радиуса 10 см. Вычислить напряженность и индукцию магнитного поля в точке, лежащей на перпендикуляре к плоскости витка на расстоянии 5 см от центра окружности.
17. Ток 10 А течет по бесконечно длинному проводу, согнутому под углом 60. Определить индукцию магнитного поля в точке, лежащей на биссектрисе угла на расстоянии 3 см от его вершины.
18. По бесконечно длинному прямому проводнику, согнутому под углом в 120°, течет ток 5 А. Определить магнитную индукцию в точке, лежащей на биссектрисе угла и удаленной от его вершины на расстояние 10 см.
19. По двум бесконечно длинным параллельным проводникам, лежащим в одной плоскости на расстоянии 10 см друг от друга, текут одинаково направленные токи 50 и 20 А. Найти величину магнитной индукции посередине между ними.
20. По двум окружностям одинакового радиуса, лежащим в перпендикулярных плоскостях и имеющим общий центр, текут одинаковые токи 10 А. Найти радиус окружностей, если напряженность магнитного поля в их центре равна 100 А/м.
21. По двум бесконечно длинным прямым проводникам, пересекающимся под прямым углом и расположенным в одной плоскости, текут токи 10 и 20 А. Определить максимальное значение магнитной индукции в точке, расположенной на пересечении перпендикуляров к проводникам. Расстояние от точки до каждого проводника одинаково и равно 20 см.
22. По двум бесконечно длинным прямым проводникам, пересекающимся под прямым углом и лежащим в одной плоскости, текут токи 30 и 60 А. Определить минимальное значение магнитной индукции в точке, расположенной на пересечении перпендикуляров к проводникам. Расстояние от точки до каждого проводника одинаково и равно 30 см.
23. По двум бесконечно длинным параллельным проводникам, лежащим в одной плоскости, текут противоположно направленные токи 30 и 15 А. Найти напряженность магнитного поля посередине между проводниками, если расстояние между ними равно 30 см.
24. Бесконечно длинный проводник с током 50 А изогнут под прямым углом. Найти напряженность магнитного поля на биссектрисе прямого угла на расстоянии 50 см от вершины угла.
25. По двум бесконечно длинным параллельным проводникам, расположенным на расстоянии 20 см друг от друга, текут противоположно направленные одинаковые токи 20 А. Найти напряженность магнитного поля в точке, расположенной от каждого из проводников на таком же расстоянии, что и расстояние между проводниками.
26. Два круговых витка с одинаковыми токами 30 А, имеющие общий центр, расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Найти напряженность магнитного поля в центре витков, если радиусы их равны 20 и 40 см.
27. Бесконечно длинный прямой проводник имеет изгиб в виде перекрещивающейся петли радиусом 20 см. Найти ток, текущий в проводнике, если напряженность магнитного поля в центре петли равна 20 А/м.
28. В центре медного кольца с сечением провода 10 мм2, по которому течет ток 5 А, создается магнитное поле с напряженностью 20 А/м. Найти разность потенциалов, к которой подключено это кольцо.
29. По тонкому проводу, изогнутому в виде прямоугольника, течет ток 50 А. Длины сторон прямоугольника равны 20 и 30 см. Определить напряженность магнитного поля в точке пересечения диагоналей.
30. Круговой виток радиусом 10 см с током 10 А расположен в плоскости, параллельной бесконечно длинному проводнику с током 5 А, расположенной от проводника на расстоянии 20 см. Найти напряженность магнитного поля в центре витка, если проводник и диаметр витка лежат в одной плоскости, перпендикулярной плоскости витка.
31. Два круговых витка радиусами 30 и 20 см с токами 10 и 4 А лежат в параллельных плоскостях на расстоянии 20 см. Найти напряженность магнитного поля в центре первого витка, если их центры лежат на одном перпендикуляре, а токи направлены в противоположные стороны.
32. По контуру в виде равностороннего треугольника идет ток силой 10 А. Сторона треугольника 30 см. Определить магнитную индукцию в точке пересечения высот.
33. По двум бесконечным параллельным проводникам, расположенным на расстоянии 10 см, в разных направлениях текут токи 10 и 2 А. Вычислить напряженность магнитного поля в точке, находящейся на расстоянии 5 см от первого и 10 см от второго токов.
34. Напряженность магнитного поля в центре витка радиусом 8 см равна 40 А/м. Определить напряженность и индукцию поля на оси витка в точке, расположенной на расстоянии 4 см от его центра.
35. По контуру в виде равностороннего треугольника идет ток силой 5 А. Сторона треугольника 10 см. Определить магнитную индукцию в точке пересечения высот.
36. На проводник длиной 0,5 м с током силой 20 А в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл действует сила 0,5 Н. Какой угол составляет направление тока в проводнике с вектором магнитной индукции?
37. Прямой проводник с током помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Во сколько раз уменьшится сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если его повернуть так, чтобы направление тока в проводнике составляло угол 30° с вектором индукции поля?
38. С какой силой взаимодействуют два параллельных провода с токами силой 300 А, если длина проводов 50 м и каждый из них создает в месте расположения другого провода магнитное поле с индукцией 1,2 мТл?
39. Проводник длиной 110 см согнули под углом 60° так, что одна из сторон угла равна 30 см, и поместили в однородное магнитное поле с индукцией 2 мТл обеими сторонами перпендикулярно линиям индукции. Какая сила будет действовать на этот проводник, если по нему пропустить ток силой 10 А?
40. Прямой проводник, расположенный перпендикулярно линиям магнитной индукции, при пропускании по нему тока силой 1 А приобрел ускорении 2 м/с2. Площадь поперечного сечения проводника 1 мм2, плотность материала проводника 2500 кг/м3. Чему равна индукция магнитного поля? Силу тяжести не учитывать.
41. В одноpодном магнитном поле, индукция которого равна 2 Тл и направлена горизонтально, вертикально вверх движется прямой проводник массой 2 кг, по которому течет ток 4 А. Чеpез 3 с после начала движения скорость проводника составляет 10 м/с. Найти его длину.
42. Как должно быть наплавлено однородное магнитное поле и чему равна величина напряженности этого поля, чтобы удержать в равновесии незакрепленный горизонтальный прямолинейный железный проводник с током 2 А? Радиус сечения проводника равен 1 мм. Плотность железа 7 800 кг/м3.
43. В однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,002 Тл находится свободно подвешенный горизонтальный прямолинейный медный проводник длиной 100 см и диаметром 1 мм. С каким ускорением проводник начнет выталкиваться из поля, если плотность тока в проводнике 10–2 А/мм2? Плотность меди 8600 кг/м3.
44. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл расположен прямолинейный участок проводника с током 5 А под углом 30° к вектору магнитной индукции. Вычислить силу, с которой поле действует на каждый сантиметр участка проводника.
45. По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 4 кг течет ток силой 10 А. Найти минимальную величину индукции магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась магнитной силой.
46. Прямой проводник длиной 20 см и массой 50 г подвешен горизонтально на двух легких нитях в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен горизонтально и перпендикулярно к проводнику. Какой ток надо пропустить через проводник, чтобы одна из нитей разорвалась? Индукция поля 50 мТл. Каждая нить разрывается при нагрузке 0,4 Н.
47. Проводник длиной 10 см располагается горизонтально и перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля. При напряжении на проводнике 100 В магнитная сила уравновешивает силу тяжести. Чему равна плотность (в г/см3) проводника, если его удельное сопротивление 10–5 Ом·м, а индукция магнитного поля 1 мТл?
48. Проводник массой 10 г и длиной 20 см подвешен в горизонтальном положении в вертикальном магнитном поле с индукцией 0,25 Тл. На какой угол от вертикали отклонятся нити, на которых подвешен проводник, если по нему пропустить ток силой 2 А? Массой нитей пренебречь.
49. Стержень массой 20 г и длиной 5 см положили горизонтально на гладкую наклонную плоскость, составляющую с горизонтом угол, тангенс которого 0,3. Вся система находится в вертикальном магнитном поле с индукцией 150 мТл. При какой силе тока в стержне он будет находиться в равновесии?
50. Три стороны квадрата из проволоки жестко скреплены друг с другом, а четвертая может скользить по ним. Квадрат расположен на горизонтальной поверхности и находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 100 мТл. Какой ток надо пропустить по контуру, чтобы сдвинуть подвижную сторону, если ее масса 20 г, а коэффициент трения в контактах 0,2? Сторона квадрата 10 см.
51. По двум параллельным бесконечно длинным проводам, расположенным на расстоянии 8 см друг от друга, текут в одном направлении токи I 1 = I 2 = 40 А. Определить силу взаимодействия токов и индукцию магнитного поля тока в точке, отстоящей от одного проводника на расстоянии 6 см и от другого на расстоянии 10 см.
52. По двум параллельным прямым поводам, находящимся на расстоянии 10 см, текут токи 2 А и 3 А в одном наплавлении. А. каком расстоянии от первого проводника надо поместить третий проводник, чтобы все проводники были в равновесии? Определить наплавление и силу тока в этом проводнике.
53. По двум параллельным бесконечно длинным проводам, расположенным на расстоянии 5 см друг от друга, текут в противоположном направлении токи по 10 А. Определить силу взаимодействия токов и индукцию магнитного поля тока в точке, отстоящей от одного проводника на расстоянии 3 см и от другого на расстоянии 4 см.
54. Проводник длиной 100 см согнули под углом 90° так, что одна из сторон угла равна 30 см, и поместили в однородное магнитное поле с индукцией 3 мТл обеими сторонами перпендикулярно линиям индукции. Какая сила будет действовать на этот проводник, если по нему пропустить ток силой 10 А?
55. Проводник длиной 60 см согнули под углом 45° так, что одна из сторон угла равна 20 см, и поместили в однородное магнитное поле с индукцией 6 мТл обеими сторонами перпендикулярно линиям индукции. Какая сила будет действовать на этот проводник, если по нему пропустить ток силой 5 А?
56. С какой силой будет действовать магнитное поле с индукцией 0,006 Тл на заряд 30 мкКл, влетевший в поле со скоростью 100 км/с, направленной под углом 30° к линиям индукции поля?
57. Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл движется по дуге окружности радиусом 10 см. После вылета из магнитного поля он полностью тормозится электрическим полем. Чему равна тормозящая разность потенциалов, если отношение заряда протона к его массе 10 Кл/кг?
58. В однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции влетают протон и альфа-частица. Во сколько раз скорость альфа-частицы больше скорости протона, если сила, действующая со стороны магнитного поля на альфа-частицу, в 8 раз больше, чем сила, действующая на протон?
59. Найти ускорение протона, который движется со скоростью 2 м/с в магнитном поле с индукцией 3 мТл перпендикулярно линиям поля. Отношение заряда протона к его массе 108 Кл/кг.
60. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл со скоростью 1,6·107 м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции. Определить радиус окружности, по которой движется электрон.
61. Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле напряженностью 2,5. 104 А/м. Определить период обращения электрона.
62. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влетел в однородное магнитное поле с напряженностью, перпендикулярной его скорости и равной 2,4. 105 А/м. Определить радиус окружности и число оборотов в секунду.
63. Заряженная частица с энергией 103 эВ движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом 1 мм. Определить силу, действующую на частицу со стороны поля.
64. Пройдя ускоряющую разность потенциалов 3. 103 В, электрон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Индукция магнитного поля 0,01 Тл, радиус траектории 2 см. Определить удельный заряд электрона.
65. Электрон движется в магнитном поле с индукцией 1 мТл по окружности радиусом 0,5 см. Найти кинетическую энергию электрона.
66. Отрицательно заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов 100 В и влетела в скрещенные под прямым углом электрическое (Е = 100 В/см) и магнитное (H = 8. 104 А/м) поля. Найти отношение заряда частицы к ее массе, если, двигаясь перпендикулярно обоим полям, частица не испытывает отклонений от прямолинейной траектории.
67. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влетел в однородное магнитное поле с напряженностью, перпендикулярной к его скорости и равной 24. 104 А/м. Определить радиус окружности, импульс протона и число оборотов в секунду.
68. Электрон влетел в однородное магнитное поле напряженностью 7200 А/м и описал дугу окружности радиусом 1 см. Определить скорость электрона.
69. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл по винтовой линии, радиус которой 1,5 см и шаг 10 см. Определить период обращения электрона и его скорость.
70. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,02 Тл по окружности, имея импульс 6,4·10–23 кг м/с. Найти радиус этой окружности.
71. Какую кинетическую энергию имеет электрон, движущийся по окружности радиусом 1 см в однородном магнитном поле с индукцией 0,03 Тл?
72. Протон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 8,36 мкТл перпендикулярно линиям поля. С какой угловой скоростью (в рад/с) будет вращаться протон?
73. Протон и альфа-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям поля. Во сколько раз период обращения альфа-частицы больше периода обращения протона?
74. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов 500 В, попал в однородное магнитное поле с индукцией 0,001 Тл. Найти радиус кривизны траектории электрона.
75. Два иона влетели в однородное магнитное поле. Первый начал двигаться по окружности радиусом 5 см, второй – по окружности радиусом 2,5 см. Заряд второго иона в два раза больше, чем заряд первого. Во сколько раз масса первого иона больше, чем второго, если известно, что они прошли одинаковую разность потенциалов?