Задачи по физике и методы их решения - Балаш В.А.
Скачать (прямая ссылка):
13.19. Плоскость прямоугольной проволочной рамки перпендикулярна линиям
индукции однородного магнитного поля; В = 0,1 Тл. Одна сторона рамки Ьс
подвижна и может скользить по другим. Между точками and включена лампочка
сопротивлением 50 Ом. Какую силу нужно приложить к подвижной части рамки,
имеющей длину 0,2 м, чтобы перемещать ее со скоростью 1 м/с, не нарушая
контакта? Сопротивлением проволоки пренебречь.
13.20. Прямоугольную рамку, сделанную из проволоки сопротивлением R = 1
Ом, перемещают с постоянной скоростью
+ + + *
v
¦ + + +
+ + +
через область однородного магнитного поля с индукцией В = 0,5 Тл (рис.
13.12) При какой скорости v в рамке выделится количество теплоты Q = 10~3
Дж, если /) = 0,10 м, /2 = 0,05 м и /з > /2?
I,
J 13.21. Две параллельные медные шины, расположенные вертикально на
расстоянии 1 м друг от друга, замкнуты вверху на резистор сопротивлением
1 Ом и помещены в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл,
перпендикулярной
+ + +
+ 4- +
Рис 13.12
360
плоскости шин. Вдоль шин падает проводник массой 0,1 кг Пренебрегая
сопротивлением шин и проводника, определите установившееся значение
скорости падения. Трение не учитывать.
13.22. В условии предыдущей задачи шины замкнуты на конденсатор емкостью
1/9 • 10-9 Ф Определите ускорение проводника.
13.23. Медный диск радиусом а вращается^со скоростью f в однородном
магнитном поле с индукцией В, направленной перпендикулярно плоскости
диска. При помощи скользящих контактов, установленных на оси и ободе
диска, он подключен к резистору сопротивлением R. Какой заряд проходит по
цепи за время п оборотов? Какое количество теплоты выделится в резисторе
за это время?
13.24. В однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл помещен проводник
длиной 0,1 м и сопротивлением 1 Ом. Проводник
, соединен гибкими проводами с источником тока, ЭДС которого 10 В и
внутреннее сопротивление 0,1 Ом. Проводник перемещают перпендикулярно
линиям индукции поля со скоростью 10 м/с. Определите наибольшую силу
тока, который может проходить по проводнику, и напряжение на его концах.
Сопротивлением подводящих проводов пренебречь,-
13.25. Стержень О А сопротивлением R и длиной / скользит по полукольцу,
сопротивление которого ничтожно мало (рис. 13.13К Контур помещен в
однородное магнитное поле с индукцией В, ЭДС источника §, внутреннее
сопротивление г, угловая скорость вращения стержня ы. Найдите силу тока в
стержне и разность потенциалов на его концах. При каком значении со сила
тока в стержне равна нулю?
13.26. Переменное магнитное поле, сосредоточенное вблизи оси кольца,
создает в нем ЭДС индукции §. Ось симметрии поля проходит через центр
кольца перпендикулярно его плоскости. На кольце выбран участок, равный
трети длины кольца, и к нему параллельно подключен проводник
сопротивлением R, расположенный вне магнитного поля. Чему равна сила тока
в этом проводнике, если сопротивление провода, из которого сделано
кольцо, равно 2R?
13.27. Из изолированной проволоки сделана петля в форме восьмерки,
радиусы колец равны г и R. Определите разность потенциалов между точками
соприкос новения провода, если петлю поместить в магнитное поле, индукция
которого меняется с течением времени по закону В = kt, где k - постоян^
ный коэффициент. Вектор индукции В перпендикулярен плоскости петли. .
13.28. Проволочная рамка, сила тока в которой равна 2 А, расположена в
однородном магнитном поле Рис. 13.13
+ + + + ++ + + +
361
перпендикулярно его линиям индукции. Какую работу против сил поля нужно
совершить, чтобы повернуть рамку на 90° вокруг оси, проходящей через
диаметр рамки? Площадь рамки 200 см2, индукция магнитного поля 10~2 Тл.
Каков будет ответ, если рамку повернуть на 180°?
13.29. Катушка имеет 1000 витков, длина катушки 40 см, сечение 10 см2. С
какой скоростью нужно менять силу тока в катушке, чтобы в ней возникала
ЭДС самоиндукции 1 В?
13.30. В однослойной катушке с индуктивностью 50 мГн сила тока равна 5 А.
Какое количество электричества индуцируется в катушке при выключении
тока, если длина ее 100 см, а диаметр медной проволоки обмотки 0,6 мм?
Удельное сопротивление меди 1,7 • Ю"8 Ом • м.
13.31. Катушку с ничтожно малым сопротивлением и индуктивностью 3 Гн
подключают к источнику постоянного напряжения с ЭДС 1,5 В. Через сколько
времени сила тока в катушке станет равной 50 А? Сопротивлением источника
пренебречь.
13.32. ЭДС самоиндукции, возникающая в цепи с индуктивностью 2 Гн,
изменяется с течением времени по закону §- 10 -Г At (величины выражены в
единицах СИ). По какому закону изменяется сила тока в цепи?
13.33. Конденсатор емкостью С, заряженный до напряжения U, разряжается на
катушку с индуктивностью L. Какое количество теплоты выделится в катушке
к тому моменту, когда сила тока в ней достигнет наибольшего значения /?
13.34. Электродвигатель, включенный в сеть с напряжением 120 В, развивает
полезную мощность 1,47 кВт. Используя мотор в качестве генератора, при
