Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
12.2.29. Какой кинетической энергией должна обладать а-час-тица, которая движется прямолинейно и равномерно во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях с напряженностью E = 10 кВ/м и индукцией B = 0,1 Тл соответственно?
12.2.30. Опишите движение электрона в электрическом и магнитном полях, линии напряженности E и индукции B которых параллельны. Начальная скорость электрона v и она направлена: а) параллельно полям; б) перпендикулярно полям; в) под углом а к направлению векторов E и B.
12.2.31. Электрон движется по окружности радиусом R = 0,1 м воднородном магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл. В момент времени to = 0 включают электрическое поле, линии напряженности которого параллельны линиям магнитной индукции. Через какое время кинетическая энергия электрона возрастет в n = 2 раза? Напряженность электрического поля равна E = 100 В/м.
• 12.2.32. Протон влетает в однородные электрическое и магнитное поля, силовые линии которых параллельны друг другу. Вектор начальной скорости протона v0 перпендикулярен этим полям. Во сколько раз шаг h второго витка траектории протона больше шага h первого витка?
• 12.2.33. В пространстве созданы магнитное поле с индукцией B = 0,06 Тл и электрическое с напряженностью E = 25 В/м, причем силовые линии полей параллельны друг другу. В эти поля с начальной скоростью Vo = 25 км/с влетает а-частица под углом P = 60° к силовым линиям. Чему равен шаг пятого витка спирали, по которой движется частица? Масса а-частицы приближенно равна ma = 4mp, заряд qa = 2|e|, где |e| = 1,6 • 10-19 Кл — заряд электрона, mp = 1,67 • 10 27 кг — масса протона.
12.2.34. По наклонной плоскости с углом при основании а = 30° начинает соскальзывать без начальной скорости небольшое тело массой m = 10 г и зарядом q = 10-6 Кл (рис. 12.2.9). Какую максимальную скорость будет иметь тело в процессе движения, если в пространстве создано однородное магнитное поле с индукцией B = 0,1 Тл, силовые линии которого параллельны наклонной плоскости и перпендикулярны силе тяжести? Коэффициент трения тела о плоскость р = 0,1. Рис. 12.2.9
297
• 12.2.35. Небольшой шарик массой m = 10 г и зарядом q = 10-6 Кл вращается в горизонтальной плоскости на невесомой диэлектрической нити длиной I =50 см. В пространстве создано однородное магнитное поле с индукцией B = 0,1 Тл, силовые линии которого направлены вдоль силы тяжести вниз (рис. 12.2.10). При движении нить образует с вертикалью угол а = 30°. Найдите период обращения шарика.
12.2.36. Шарик массой m = 10 г и зарядом q = 10-6 Кл подвешен на невесомой шелковой нити длиной I = 50 см и помещен в однородное горизонтальное магнитное поле с индукцией B = 0,1 Тл. Когда шарик находится в положении равновесия, ему сообщают скорость U0, направленную перпендикулярно вектору B (рис. 12.2.11). При каких значениях скорости Uo шарик совершит полный оборот вокруг точки подвеса?
12.2.37. Небольшое тело массой m = 20 г и зарядом q = 10-6 Кл подвешено на невесомой диэлектрической нити длиной I = 50 см и помещено в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,1 Тл, силовые линии которого перпендикулярны силе тяжести. Тело отклонили на натянутой нити от положения равновесия до высоты h = 10 см в плоскости, перпендикулярной вектору B (рис. 12.2.12), и опустили без начальной скорости. Найдите силу натяжения нити при движении тела, когда оно проходит положение равновесия.
О
В®
m,q
Рис. 12.2.10
Рис. 12.2.11
12.3. Сила Ампера
12.3.1. Прямолинейный проводник длиной I = 1 м, по которому течет ток I = 1,5 А, находится в магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл. Определите силу, действующую на проводник, если силовые линии магнитного поля параллельны оси проводника.
298
12.3.2. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 1 = 5 см действует сила F = 50 мН? Сила тока в проводнике I = 10 А. Проводник расположен перпендикулярно вектору индукции магнитного поля.
12.3.3. На прямой проводник длиной 1 = 50 см, по которому течет ток силой I = 2 А, в магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл действует сила F = 0,05 Н. Определите угол между проводником и вектором магнитной индукции.
12.3.4. Прямолинейный проводник длиной
1 = 0,4 м находится в однородном магнитном поле (рис. 12.3.1). На проводник со стороны поля действует сила F = 0,2 Н. Сила тока в проводнике ,_______
I = 2 А. Найдите модуль и направление вектора '------- -1
индукции магнитного поля, если он составляет
угол а = 30° с направлением тока. Рис. 12.3Л
12.3.5. В горизонтальном магнитном поле находится прямолинейный проводник, расположенный горизонтально и перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какова сила тока, который должен течь в проводнике, чтобы сила натяжения в поддерживающих его проводах стала равной нулю? Магнитная индукция B = 0,01 Тл. Отношение массы проводника к его длине
m = 0,1 кг/м.
12.3.6. Проводник длиной 1 = 0,2 м подвешен горизонтально к двум динамометрам и помещен в горизонтальное однородное магнитное поле с индукцией B = 0,5 Тл, силовые линии которого перпендикулярны проводнику. Насколько изменятся показания каждого динамометра при прохождении по проводнику тока I = 5 А?
