Сборник задач по физике - Славов А.В.
Скачать (прямая ссылка):
момент, действующий на рамку?
27.3. Определите магнитную индукцию поля, если максимальный вращающий
момент, действующий на рамку площадью 5=1 см2, равен Мтах=510'4Н-м при
силе тока в рамке /=1А. На рамку намотано N= 100 витков провода.
244
27.4. Проволочная рамка в виде треугольника, одна из сторон которого
вертикальна, находится в однородном магнитном поле с индукцией 5, вектор
которой направлен вертикально вниз (рис. 27.4).
Площадь треугольника S, сила тока, протекающего по его контуру, равна /.
Определите вращающий момент, действующий на рамку.
27.5. Прямой провод, по которому течет ток /=
= 10 А, находится в однородном магнитном поле с Рис. 27.4
индукцией 5 = 0,1 Тл. Угол между направлением тока
и направлением вектора магнитной индукции а = я/3. На проводник со
стороны магнитного поля действует сила F-1 Н. Определите направление силы
и длину проводника.
27.6. Между полюсами электромагнита в однородном магнитном поле с
горизонтальным направлением линий магнитной индукции подвешен
прямолинейный проводник. Проводник расположен горизонтально и
перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какой силы ток должен течь в
проводнике, чтобы сила натяжения в поддерживающих его гибких непроводящих
проводах стала равной нулю? Магнитная индукция 5 = 0,01 Тл, отношение
массы проводника к его длине т/1 = 0,1 кг/м.
27.7. Проводник массой т и длиной I подвешен на тонких гибких жестких
непроводящих нитях (рис. 27.7). При пропускании по проводнику тока I
проводник отклонился в однородном магнитном поле, линии индукции которого
расположены вертикально, так, что нити образовали угол а с вертикалью.
Найдите значение магнитной индукции поля.
27.8. На горизонтальных рельсах, расстояние между которыми 1 = 60 см,
перпендикулярно им лежит стержень. Определите силу тока, который
необходимо пропустить по стержню, чтобы стержень начал двигаться. Рельсы
и стержень находятся в однородном магнитном поле с индукцией 5 = 60мТл.
Линии магнитной индукции поля направлены вертикально. Масса стержня т =
0,5 кг. Коэффициент трения о рельсы р = 0,10.
27.9. Две параллельные проводящие шины, лежащие в горизонтальной
плоскости, замкнуты с одной стороны на источник с ЭДС $= 10 В и
внутренним сопротивлением г= 0,10 Ом. На шинах лежит металлический
стержень массой ш= Юг. Шины находятся в однородном магнит-
ном поле. Определите минимальную магнитную индукцию Z?min, при которой
стержень начнет перемещаться по шинам. Расстояние между шинами а = 0,1м,
коэффициент трения стержня о шины р = 0,6. Сопротивлением шин и стержня
пренебречь.
27.10. По двум длинным параллельным проводам, расстояние между которыми
d=5см, текут токи /, = 2А и/2 = 8А в одном направлении. В какой точке
магнитная индукция будет равна нулю?
27.11. Два бесконечно длинных провода с токами /, и /2 расположены
перпендикулярно друг к другу. Кратчайшее расстояние между проводами равно
а. Определите значение и направление магнитной индукции в точке,
расположенной посередине кратчайшего отрезка между проводами.
27.12. Определите силу взаимодействия, приходящуюся на единицу длины двух
бесконечно длинных параллельных проводников с токами U и /2. Кратчайшее
расстояние между проводниками равно а.
27.13. Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью v= 106м/с
в магнитном поле с индукцией 5 = 0,2Тл перпендикулярно линиям индукции?
27.14. В направлении, перпендикулярном линиям индукции, в магнитное поле
влетает электрон со скоростью v= 10бм/с. Найдите магнитную индукцию поля,
если электрон описал в поле окружность радиусом 5= 1см. Заряд электрона е
= -1,6-1(Г19Кл, масса электрона те = = 9, МО'31 кг.
27.15. В однородное магнитное поле с индукцией 5= 10 мТл перпендикулярно
линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией W=4,8-10-15 Дж.
Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле? Заряд
электрона <? = -1,6-10~19Кл, масса электрона те = 9,1-1(Г31кг.
27.16. Протон и электрон движутся в однородном магнитном поле
перпендикулярно линиям индукции. Во сколько раз отличаются радиусы
окружностей, которые описывают частицы? Во сколько раз отличаются их
угловые скорости, если у частиц одинаковы: а) линейные скорости; б)
энергии? Отношение заряда к массе для электрона е/те = = 1,76-10пКл/кг, а
для протона е/тр = 9,58-107Кл/кг.
27.17. Электрон влетает в область однородного магнитного поля
перпендикулярно ее границе (рис. 27.17). Нарисуйте возможные виды
246
траектории электрона для различных значений, его скорости - от очень
малых до очень больших.
е v (c)->
X X X
X X X
X X
У X У
е v
\ X У X
>. X X
X х X
X X
V W N X
ч
у х у.
XXX
X
X
х х В >:
Рис. 27.17
Рис. 27.18
X X хХ Рис. 27.19
27.18. Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией В
перпендикулярно границе поля. Определите время пребывания электрона в
магнитном поле, если в направлении осей X и Y (рис. 27.18) поле
безгранично. Удельный заряд электрона е/тпе известен.
27.19. Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 5=1 мТл
