Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

На колі всі точки мають однаковий потенціал, отже 11 страница





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

23. Із дроту довжиною 1 м зроблено квадратну рамку. По рамці тече струм силою 10 А. Визначити напруженість магнітного поля в центрі рамки. (Відповідь: 35,8 А/м)

24. По дротяній рамці, що має форму правильного шестикутника, іде струм силою 2 А. При цьому в центрі рамки утворюється магнітне поле напруженістю 33 А/м. Визначити довжину дроту з якого зроблено рамку. (Відповідь: 0,2 м)

25. Котушка довжиною 30 см складається з 1000 витків. Визначити напруженість магнітного поля всередині котушки, якщо по ній проходить струм силою 2 А. Діаметр котушки вважати малим порівняно з її довжиною. (Відповідь: 6,67 кА/м)

26. Замкнене залізне осердя довжиною 50 см має обмотку 1000 витків. По ній тече струм силою 1 А. Який струм потрібно пропустити через обмотку, щоб при видаленні осердя індукція залишилась попередньою? (Відповідь: 620 А)

27. Електрон, прискорений різницею потенціалів 1000 В, влітає в однорідне магнітне поле перпендикулярне напрямку його руху. Індукція магнітного поля 1, 19 мТл. Визначити: 1) радіус кривизни траєкторії електрона; 2) період обертання його по колу. (Відповідь: 9 см; 30 нс)

28. Електрон, прискорений різницею потенціалів 300 В, рухається паралельно прямолінійному довгому провіднику на відстані 4 мм від нього. Яка сила діє на електрон, якщо по провіднику пустити струм силою 5 А? (Відповідь: 4 Н)

29. Потік -частинок, прискорений різницею потенціалів 1 МВ, влітає в однорідне магнітне поле з напруженістю 1,2 кА/м. Швидкість частинок перпендикулярна напрямку магнітного поля. Визначити силу, що діє на кожну частинку. (Відповідь: 4,7 Н)

30 Два електрони рухаються в вакуумі по паралельних прямих з швидкістю 0,3 Мм/с. Відстань між електронами 1 мм. Визначити силу магнітної взаємодії між ними. Порівняти її з силою кулонівської взаємодії. (Відповідь: 2,3 Н)

31. Визначити кінетичну енергію протона, що рухається по дузі кола радіусом 60 см в магнітному полі, індукція якого 10 кТл. (Відповідь: 17,3 МеВ)

32. Протон і електрон, рухаються з однаковою швидкістю і попадають в однорідне магнітне поле. У скільки разів радіус кривизни траєкторії протона відрізняється від радіуса кривизни траєкторії електрона. (Відповідь: 1840)

33. Протон і електрон, прискорені однаковою різницею потенціалів, влітають в однорідне магнітне поле. У скільки разів радіус кривизни траєкторії протона відрізняється від радіуса кривизни траєкторії електрона. (Відповідь: 42,9)

34. На фотографії, отриманій в камері Вільсона, поміщеній в однорідне магнітне поле, траєкторія електрона є дугою кола радіусом 10 см. Індукція магнітного поля 10 мТл. Визначити енергію електрона в електрон-вольтах. (Відповідь: 88 кеВ)

35. Заряджена частинка рухається в магнітному полі із швидкістю 1 Мм/с. Індукція магнітного поля 0,3 Тл. Радіус кола 4 см. Визначити заряд частинки, якщо відомо, що її енергія 12 кеВ. (Відповідь: 3,2 Кл)

36. Протон і - частинка влітають в однорідне магнітне поле. Швидкість частинок направлена перпендикулярно силовим лініям поля. У скільки разів відрізняються періоди обертання частинок? (Відповідь: 2)

37. - частинка, кінетична енергія якої 500 еВ, влітає в однорідне магнітне поле, перпендикулярне індукції руху. Індукція магнітного поля 1 кТл. Визначити: 1) силу що діє на частинку; 2) радіус кола, по якому рухається частинка; 3) період обертання частинки. (Відповідь: 5 Н; 3,2 см; 1,3 мкс)

38. - частинка, імпульс якої 1,33 10 кг м/с, влітає в однорідне магнітне поле перпендикулярне швидкості її руху. Індукція магнітного поля 25 мТл. Визначити кінетичну енергію - частинки. (Відповідь: 500 еВ)

39. Іони ізотопів калія з відносними атомними масами 39 і 41 прискорюється різницею потенціалів 300 В, потім вони потрапляють в однорідне магнітне поле з індукцією 8 кТл, перпендикулярно силовим лініям. Порівняти радіуси кривизни траєкторії цих іонів. (Відповідь: 19,5 см; 20 см)

40. Електрони, прискорені різницею потенціалів в 300 В, влітають в однорідне магнітне поле з індукцією 14,6 мкТл перпендикулярно силовим лініям. Ширина поля 2,5 см. За відсутності магнітного поля електрони потрапляли б в центр флуоресцентного екрану, що знаходиться на відстані 5 см від полюсів магніта. Визначити зміщення електронів при включенні поля. (Відповідь: 4,9 см)

41. Магнітне поле з напруженістю 8 кА/м і електричне поле з напруженістю 10 В/м направлені однаково. Електрон влітає в таке електромагнітне поле із швидкістю 0,1 Мм/с. Визначити нормальне потенціальне і повне прискорення електрона. Задачу розв’язати для випадків: 1) швидкість електрона паралельна силовим лініям; 2) швидкість електрона перпендикулярна силовим лініям. (Відповідь: 0; 1,76 м/с ; 0; 2,5 м/с )

42. Магнітне поле, індукція якого 5 мА/м, направлене перпендикулярно електричному полю з напруженістю 10 В/см. Електрони влітають в простір, де розташовані ці поля перпендикулярно векторам Е і В. Визначити: 1) швидкість електронів, якщо при одночасній дії обох полів, електрон не відхиляється; 2) радіус кривизни траєкторії електрона за умови включення одного з полів. (Відповідь: 2 Мм/с; 2,3 см)

43. Електрон, прискорений різницею потенціалів 6 кВ, влітає в однорідне магнітне поле під кутом 300 до напрямку поля і починає рухатись по гвинтовій траєкторії. Визначити: 1) радіус витка гвинтової лінії; 2) крок гвинтової лінії. (Відповідь: 1 см; 11 см)

44. Протон влітає в однорідне магнітне поле під кутом 30 до напрямку поля і рухається по гвинтовій лінії радіусом 1,5 см. Індукція магнітного поля 10 мТл. Визначити кінетичну енергію протона. (Відповідь: 433 еВ)

45. Електрон влітає в плоский горизонтальний конденсатор паралельно цим пластинам із швидкістю 10 Мм/с. Довжина конденсатора 5 см, напруженість електричного поля між пластинами 100 В/м. При вильоті з конденсатора електрон потрапляє в магнітне поле, силові лінії якого перпендикулярні силовим лініям електричного поля. Індукція магнітного поля 10 мТл. Визначити: 1) радіус гвинтової траєкторії; 2) крок гвинтової траєкторії електрона. (Відповідь: 5 мм; 3,6 см)

46. Через переріз мідної пластини товщиною а = 0,5 мм і висотою b = 10 мм іде струм 20 А. Якщо пластину помістити в магнітне поле, перпендикулярне ребру і напряму струму, виникає поперечна різниця потенціалів 3,1 мкВ. Індукція магнітного поля 1 Тл. Визначити: 1) концентрацію електронів провідності міді; 2) їх середню швидкість. (Відповідь: 8,1 м ; 0,31 мм/с)

47. Напівпровідникова пластина товщиною 0,2 мм поміщена в магнітне поле, перпендикулярне пластині. Питомий опір напівпровідника 10 Ом/м і індукція магнітного поля 1 Тл. Перпендикулярно полю вздовж пластини пропускають струм силою 0,1 А. При цьому виникає поперечна різниця потенціалів 3,25 мВ. Визначити рухомість носіїв струму в напівпровіднику. (Відповідь: 0,65 м /(В c))

48. Індукція однорідного магнітного поля 0,5 Тл. Визначити магнітний потік через поверхню площею 25 см , розташовану перпендикулярно лініям індукції. Визначити магнітний потік після повороту поверхні на кут 60 від початкового положення? (Відповідь: 625 мкВб)

49. Визначити магнітну індукцію і магнітний потік через поперечний переріз нікельованого осердя соленоїда, якщо напруженість однорідного магнітного поля всередині соленоїда 25 кА/м. Площа поперечного перерізу осердя 20 см , магнітна проникність нікелю 200. (Відповідь: 6,28 Тл; 12,56 мВб)

50. Плоский виток площею 10 см поміщений в однорідне магнітне поле перпендикулярно до ліній індукції. Опір витка 10 Ом. Який струм тече по витку, якщо магнітна індукція поля буде спадати із швидкістю 0,01 Тл/с? (Відповідь: 10 мкА)

51. Плоский виток площею 10 см поміщений в однорідне магнітне поле з напруженістю 80 кА/м, перпендикулярний до ліній індукції. Опір витка 10 Ом. Який заряд протече по витку, якщо поле буде зникати із сталою швидкістю? (Відповідь: 0,1 мКл)

52. Літак летить горизонтально із швидкістю 900 км/год. Визначити різницю потенціалів, що виникає між кінцями крил літака, якщо вертикальна складова індукції земного магнітного поля 0,5 мкТл, а розмах крил літака 10 м. (Відповідь: 0,15 В)

53. З якою швидкістю повинен рухатись провідник довжиною 10 см перпендикулярно до ліній індукції однорідного магнітного поля, щоб між кінцями провідника виникла різниця потенціалів 0,01 В? Швидкість провідника складає з напрямком руху провідника кут 30 . Лінії індукції перпендикулярні провіднику, індукція 0,2 Тл. (Відповідь: 1 м/с)

54. Який струм іде через гальванометр, приєднаний до залізничних рейок, при наближенні до нього поїзда із швидкістю 60 км/год? Вертикальна складова індукції земного магнітного поля 50 мкТл, опір гальванометра 100 Ом. Відстань між рейками 1,2 м; рейки вважати ізольованими одна від одної і від землі. (Відповідь: 10 мкА)

55. Квадратна рамка із стороною 2 см поміщена в однорідне магнітне поле з індукцією 100 мкТл. Площина рамки перпендикулярна до лінії індукції поля. Опір рамки 1 Ом. Який струм потече по рамці, якщо її виносити з магнітного поля із швидкістю 1 см/с перпендикулярно до лінії індукції? Поле має чітко обмежені кордони і сторони рамки паралельні цим кордонам. (Відповідь: 2 мкА)

56. Дротяний виток площею 1 см має опір 1 мОм і знаходиться в однорідному магнітному полі, лінії індукції якого перпендикулярні до площини витка. Магнітна індукція змінюється із швидкістю 0,01 Тл/с. Яка кількість теплоти виділяється у витку за одиницю часу? (Відповідь: 1 нДж/с)

57. Прямокутна рамка, рухома сторона якої має довжину L, поміщена в однорідне магнітне поле з індукцією В. Площина рамки перпендикулярна до ліній індукції магнітного поля. Рухому сторону, яка спочатку співпадає з протилежною їй нерухомою, починають рухати рівномірно із швидкістю . Найти залежність струму в рамці від часу. Опір одиниці довжини провідника рівна R .

58. Рамка із 1000 витків площею 5 см замкнена на гальванометр з опором 10 кОм і поміщена в однорідне магнітне поле з індукцією 10 Тл, причому лінії індукції перпендикулярні її площині. Який заряд протече через гальванометр, якщо напрям індукції магнітного поля змінити на протилежний? (Відповідь: 1 мкКл)

59. Замкнена котушка з діаметром D і числом витків N поміщена в однорідне магнітне поле з індукцією В. Площина котушки перпендикулярна до ліній індукції поля. Який заряд протече по котушці, якщо її повернути на 180 ? Провідник, з якого намотана котушка має площу перерізу S і питомий опір .

60. В однорідному магнітному полі з індукцією 0,1 Тл розташовано плоский дротяний виток площею 1000 см і опором 2 Ом таким чином, що його площина перпендикулярна силовим лініям. Виток замкнено на гальванометр. Повний заряд, що пройшов через гальванометр при повороті витка, 7,5 10 Кл. На який кут повернули виток?(Відповідь:120 )

 

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:розв’язати задачі.

1 Чому дорівнює сила струму з провіднику завдовжки 2 м, якщо під час переміщення його в однорідному магнітному полі з індукцією 50 мТл на відстань 40 см виконується робота 0,14 Дж? Напрям переміщення перпендикулярний до напряму поля і струму. Провідник розміщено під кутом 45" до напряму поля.

 

2 Електрон, який має швидкість 1,9·10 м /с, влітає в однорідне магніт­не поле, перпендикулярне до напряму його руху. Індукція магнітно­го поля 1,2-10 Тл. Знайти радіус кривизни траєкторії електрона і його доцентрове прискорення.

3 Мідне дротяне кільце розташовано горизонтально в однорідному вертикальному магнітному полі. Магнітна індукція поля змінюється із швидкістю 2 Тл/с. Радіус кільця рівний 5 см, а радіус дроту 1 мм Знайдіть індукційний струм в кільці.

 

ВИКЛАДАЧ – Марінець І.С.

 

 

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ № 12 (2 год.)

ТЕМА:Розв’язування задач на явище електромагнітної індукції і самоіндукції

МЕТА:

- навчальна: навчити студентів використовувати формули й теоретичний матеріал в процесі розв’язування задач, закріпити знання про явища електромагнітної індукції і самоіндукції, формувати вміння використовувати набуті теоретичні знання під час розв’язування задач;

- розвиваюча: розвивати обчислювальні навички, логічне мислення та кмітливість, показати, що практика – це основа наукового процесу пізнання;

- виховна: виховувати прагнення отримати нові знання, зосередженість, старанність; формувати осмислене ставлення до виконуваної роботи, вміння працювати ефективно, якісно, економічно.

ОБЛАДНАННЯ:дошка, довідникові матеріали, калькулятори.

ПЛАН

1 Розв’язування задач на явище електромагнітної індукції

2 Розв’язування задач на явище електромагнітної самоіндукції

 

 

Основні закони і формули.

 

Закон електромагнітної індукції: ЕРС індукції, що виникає в контурі, дорівнює за модулем і є протилежною за знаком до швидкості зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену контуром:

Знак «мінус» у цій формулі випливає з правила Ленца.

Правило Ленца: індукційний струм, що виникає в замкнутому контурі, має такий напрям, що створений ним магнітний потік через поверхню, обмежену контуром, протидіє зміні магнітного потоку, який зумовлює цей індукційний струм.

ЕРС індукції в прямолінійному провіднику, який рухається в однорідному і незмінному в часі магнітному полі з індукцією , становить:

,

де l – довжина провідника, - модуль його швидкості, - кут між векторами і .

Магнітний потік через обмежену контуром поверхню, який виникає при проходженні по ньому струму, дорівнює:

Ф = LI,

де I – сила струму, L – індуктивність контура.

ЕРС самоіндукції, що виникає в замкненому контурі, прямо пропорційна до швидкості зміни сили струму в ньому:

,

де L – індуктивність контура, - зміна сили струму в ньому, що відбулася за інтервал часу .

Енергією магнітного поля струму силою I, що проходить по провіднику, індуктивність якою L, визначають за формулою:

.

 

ЗМІСТ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ

1 Розв’язування задач на явище електромагнітної індукції

Задача 1 Провідник з довжиною активної частини 0,25 м переміщується в однорідному магнітному полі з індукцією 8 мТл зі швидкістю 5 м/с під кутом 30˚ до ліній напруженості магнітного поля. Визначити ЕРС індукції в провіднику.

Дано: l = 0,25м α =30˚ υ = 5 м/с B =8 мТл = 8· Тл
ε - ?

Розв’язання

При рівномірному русі провідника в одному магнітному полі з індукцією B виникає електрорушійна сила ε = B l υ ;

[ε] = = = = B

ε = 8· ·5·0,25·0,5= 5· B

 

Відповідь: 5· B

 

Задача 2 У вертикальному однорідному магнітному полі з індукцією Тл по горизонтальних рейках рухається зі швидкістю 10 м/с провідник з довжиною активної частини 1м. Кінці рейки замкнені нерухомим провідником опором 2Ом. Яка кількість теплоти виділяється в цьому провідику протягом 1 с?

Дано: l = 1м R = 2 Ом B=0,01 Тл υ =10 м/с t= 1 c
Q – ?

Розв’язання

За законом Джоуля–Ленца кількість теплоти, що

виділяється в провіднику при роходженні струму:

Q = IUt. Але I = , тоді Q= t . Але U=B υ l , тоді

Q= .

[Q]= = = = = Дж

Q = 1= 0,5 Дж

Відповідь: 0,5 Дж.

 

Задача 3 Визначити швидкість зміни магнітного потоку в котушці з 1000 витків, що індукує ЕРС 100 В.

Дано: N = 1000 витків = витків ε = 100В
– ?

Розв’язання:

Застосуємо закон Фарадея для електромагнітної індукції : | ε | = N , де N — число витків у котушці.

Звідци швидкість зміни магнітного потоку: = ;

[ ] = ; = = 0,1 Вб/с

Відповідь: 0,1 Вб/с.

 

 

Задача 4 Визначити середнє значення індукційного струму, що виникає в замкненому мідному кільці довжиною 62,8 см і діаметром перерізу провідника 0,5 мм,

Поміщеному в однорідне магнітне поле з індукцією 0,2Тл що спадає до нуля протягом 0,05 с.

Дано: l = 62,8 =62,8· ρ = 1,7· Ом·м d = 0,5 vv = 5· м = 0,2 Тл Δt = 0,05 с
– ?

Розв’язання:

Індукційний струм визначається за законом Ома:

I = ;

Згідно із законом Фарадея для електромагнітної індукції: | ε | = , де = ( ) S – зміна магнітного потоку.

Тоді = , де S – площа кільця.

l = 2 ,звідси r = → S = = = .

R – опір мідного дроту, з якого зроблено кільце;

R = ρ , де – площа перерізу провідника.

Таким чином = ;

[ ] = = = = = А.

= = 2,31 А.

Відповідь: 2,31 А.

Задача 5 Плоска прямокутна котушка, сторони якої дорівнюють 10 см і 15 см, має 200 витків і перебуває в однорідному магнітному полі з індукцією 0,05 Тл. Який максимальний обертальний момент може діяти на котушку в цьому полі, якщо сила струму в котушці 2 А.

Дано: N = 200 a = 10 cм =0,1 м b = 5 см = 5· м B = 0,05 Тл 1= 2 А
– ?

Розв’язання:

Максимальний обертальний момент, який у магнітному полі діє на котушку зі струмом,

= BISN,

Де N – кількість витків у котушці; S – площа одного витка,

S =ab.

Тоді: = BI abN.

[ ] = Тл·А·м·м = ·А·м·м = Н·м.

Обчислення: 0,05·2·0,1·5· ·200(Н·м) = 0,1 Н·м.

Відповідь: 0,1 Н·м.

 

Задача 6 В однорідному магнітному полі розміщено виток, площа якого дорівнює

50 . Нормаль до площини витка утворює з вектором магнітної індукції кут 60˚. Індукція магнітного поля 0,2 Тл. Визначити середнє значення ЕРС індукції у витку, якщо магнітне поле зникає за 0,02 с.

Дано: S = 50 = 5· В = 0,2 Тл α = 60˚ t = 0,02 c = 2· c
– ?

Розв’язання:

ЕРС самоіндукції, яка виникає у витку при зміні магнітного потоку, визначаємо за формулою:

E = | |→ E = | |.

Де BScosα – магнітний потік через виток до вимикання полля; – магнітний потік через виток після вимикання, поля .

Тобто: = ; [ ] = = В.

Обчислення: = = 2,5 В = 25мВ.

Відповідь: = 25мВ.

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.