Задачи по физике и методы их решения - Балаш В.А.
Скачать (прямая ссылка):
индукцией 0,1 Тл, вектор которой направлен радиально к оси вращения
рамки. Шкала гальванометра с делениями 1 мм расположена на расстоянии 1 м
от зеркала. При какой силе тока в рамке гальванометра указатель на шкале
сместится на 1 деление?
13.4. Плоскость медного диска радиусом А? расположена перпендикулярно
линиям магнитной индукции В (рис. 13.11). При пропускании тока / между
скользящими контактами а и b диск начинает вращаться, делая за 1 с число
оборотов, равное п.
Определите вращающий момент, действующий на диск, и мощность, развиваемую
таким двигателем.
13.5. По проволочному кольцу радиусом R течет ток /. Кольцо находится в
однородном магнитном поле с индукцией В, перпендикулярной плоскости
кольца. Чему равна сила натяжения кольца?
13.6. По проволоке, согнутой в виде правильного n-угольника, вписанного в
окруж-
Рис 13.11 ность радиусом R, пропускается ток /. Най-
358
дите индукцию магнитного поля на оси многоугольника как функцию
расстояния х от его центра и исследуйте полученное выражение. Рассмотрите
случай, когда п = 3 и х = -R ^ ; п = 4 и
х = R\ п - оо, х = R.
13.7. Три длинных параллельных провода удалены друг от друга на
одинаковое расстояние г = 0,4 м. По двум проводам идут токи в одном
направлении, и I\ - h - 10 А. Ток в третьем проводе имеет противоположное
направление; /з = 20 А. а) Найдите геометрическое место точек в
пространстве, где индукция магнитного поля, создаваемого токами, равна
нулю, б) Какую силу нужно приложить к каждому метру третьего провода,
чтобы он находился в равновесии?
13.8. Квадратная рамка со стороной 0,1 м расположена около длинного
провода, сила тока в котором равна 100 А. Две стороны рамки параллельны
проводу и отстоят от него на расстоянии 0,2 м. Чему будет равен вращающий
момент, действующий на рамку, если сила тока в рамке будет равна 10 А?
13.9. В центре витка радиусом 0,3 м находится компас, установленный в
горизонтальной плоскости. При отсутствии тока в контуре магнитная стрелка
лежит в плоскости витка. Когда сила тока в витке равна 5 А, стрелка
поворачивается на угол 30°. Определите горизонтальную составляющую
индукции магнитного поля Земли.
13.10. Предполагая, что электрон в атоме водорода движется по круговой
орбите радиусом 5,3 нм, определите период обращения электрона вокруг ядра
и индукцию магнитного поля, создаваемого движущимся электроном в центре
его орбиты.
13.11. Протон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 2 • КГ5 Тл
перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Сколько оборотов будет
делать в магнитном поле протон за 1 с?
13.12. Для определения отношения заряда электрона к его массе пучок
электронов разгоняют между катодом и анодом электроннолучевой трубки. При
наложении магнитного поля на трубку так, чтобы линии индукции были
направлены перпендикулярно пучку, светлое пятно на экране смещается на 5
см. Зная напряжение между анодом и катодом, равное 10 кВ, расстояние от
анода до экрана 10 см и индукцию магнитного поля 5 • 10-4 Тл, определите
это отношение.
13.13. Частица, имеющая заряд электрона, влетает в однородное магнитное
поле под углом 45° к линиям индукции и движется по винтовой линии с шагом
2 см. Определите импульс частицы, если индукция поля равна 10-2 Тл.
13.14. Электрон, движущийся со скоростью v, попадает в однородные
электрическое и магнитное поля, напряженность и индукция которых Е и В
взаимно перпендикулярны. Скорость электрона перпендикулярна векторам Е и
В. Как будет двигаться
359
электрон? При каком условии электрон будет двигаться равномерно и
прямолинейно? Опишите движение первоначально покоившегося электрона.
13.15. В однородном магнитном поле находится плоский виток площадью 10
см2, расположенный перпендикулярно линиям индукции. Какая сила тока
возникает в витке, если поле будет убывать с постоянной скоростью 10-2
Тл/с? Сопротивление витка 1 Ом. Чему равна напряженность электрического
поля в витке?
13.16. Тонкий медный обруч массой т расположен в однородном магнитном
поле с индукцией В. Плоскость обруча перпендикулярна линиям индукции
поля. Как нужно повернуть обруч, чтобы в нем индуцировался максимальный
заряд, протекающий в одном направлении? Каков модуль этого заряда? Какое
количество электричества пройдет по проводнику, если обруч, потянув в
диаметрально противоположных точках, вытянуть в линию?
13.17. Самолет летит горизонтально со скоростью 800 км/ч. Чему равна
разность потенциалов, возникающая на концах крыльев, если вертикальная
составляющая индукции магнитного поля Земли равна 5 • 10-5 Тл? Размах
крыльев равен 20 м. Чему равна максимальная ЭДС, которая может возникнуть
при полете самолета? Горизонтальная составляющая поля Земли 2 • 10-5 Тл.
13.18. Проводник длиной 10 см перемещают в однородном магнитном поле с
индукцией 0,1 Тл^так, что его ось составляет угол 60° с направлением
вектора В. Как нужно двигать проводник, чтобы разность потенциалов на
концах проводника возрастала равномерно на 1 В за 1 с?
