Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
12.3.7. На двух легких проводящих нитях горизонтально висит металлический стержень длиной 1 = 0,25м и массой m = 0,015 кг. Стержень находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,3 Тл, силовые линии которого направлены вертикально вниз. Определите угол отклонения нитей, если по стержню пропустить ток I = 0,2 А.
12.3.8. Проводящий стержень массой m = 0,1 кг и длиной 1 = = 0,25 м лежит на горизонтальной поверхности перпендикулярно силовым линиям однородного горизонтального магнитного поля с индукцией B = 0,2 Тл. Какую горизонтальную силу нужно приложить перпендикулярно оси стержня для его равномерного поступательного движения, если по стержню течет ток I = 10 А? Коэффициент трения между стержнем и поверхностью P = 0,1.
12.3.9. Проводник массой m = 0,2 кг и длиной 1 = 0,6 м лежит на горизонтальных рельсах, расположенных в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл, силовые линии которого горизонтальны и направлены вдоль рельсов (рис. 12.3.2, вид сверху). Если
299
пропустить по проводнику ток I = 20 А в указанном на рисунке направлении, то для того, чтобы сдвинуть проводник влево, требуется приложить горизонтальную силу F = 0,5Н. Какая минимальная сила потребуется для этого, если направление тока в проводнике изменить на противоположное?
12.3.10. Две параллельные проводящие шины лежат в горизонтальной плоскости и замкнуты с одной стороны на источник тока с ЭДС 1 = 10 В и внутренним сопротивлением r = 0,1 Ом. На шинах лежит металлический стержень массой m = 10 г. Шины находятся в однородном магнитном поле. Определите модуль и направление минимальной магнитной индукции, при которой стержень начнет перемещаться по шинам. Расстояние между шинами а = 0,1 м, коэффициент трения стержня о шины р = 0,6. Сопротивления шин и стержня не учитывать.
12.3.11. Проводник массой m = 1 кг и длиной I = 0,5 м расположен на непроводящей наклонной плоскости, составляющей угол а = 30° с горизонтом, перпендикулярно к однородному горизонтальному магнитному полю с индукцией B = 0,1 Тл (рис. 12.3.3). Какую минимальную силу нужно приложить к проводнику параллельно наклонной плоскости для удержания его в состоянии покоя, если сила тока в проводнике I = 10 А? Коэффициент трения р = 0,1.
• 12.3.12. Металлический стержень массой m = 0,5 кг и длиной I = 1 м соскальзывает с наклонной плоскости, составляющей угол а = 30° с горизонтом. В пространстве создано однородное магнитное поле с индукцией B = 0,1 Тл, силовые линии которого направлены вертикально вниз. Определите ускорение этого стержня, если по нему пропустить ток I = 5 А в направлении, показанном на рисунке 12.3.4. Коэффициент трения между стержнем и поверхностью наклонной плоскости р = 0,2.
12.3.13. На непроводящем клине с углом наклона к горизонту а = 30° параллельно ребру клина лежит тонкий проводник массой m = 5 г и длиной I = 10 см. Концы проводника соединены с неподвижными стойками двумя одинаковыми пружинами жесткостью k = 0,2 Н/м (рис. 12.3.5). К клеммам стоек подводят постоянное напряжение U = 4 В. Определите, на какую максимальную величину Ax изменятся длины пружин, если в пространстве создать однородное
F
I/
I
Рис. 12.3.2
Рис. 12.3.3
Рис. 12.3.4
300
магнитное поле с индукцией B = 0,1 Тл, направленное вертикально вверх. Коэффициент трения проводника о плоскость клина р = 0,1, его сопротивление R = 20 Ом.
12.3.14. Проводник длиной 1 = 24 см и сопротивлением R = 36 Ом согнут в форме квадрата и помещен в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,1 Тл, силовые линии которого перпендикулярны плоскости квадрата. Какая сила будет действовать на проводник, если на соседние вершины образованной фигуры подать напряжение U = 5,4 В?
12.3.15. Проводящий стержень подвешен горизонтально на двух легких проводах в магнитном поле, силовые линии которого направлены вертикально вниз. К точкам крепления провода можно подключать конденсатор (рис. 12.3.6). Определите емкость C1 конденсатора, при разрядке которого стержень отклонится от вертикали на угол а = 5°, если при разрядке заряженного до такого же напряжения конденсатора емкостью C2 = 30 мкФ угол отклонения P = 3°. Сопротивления стержня и провода не учитывать.
12.3.16. Прямой провод, по которому течет ток I = 100 А, расположен между полюсами электромагнита перпендикулярно линиям индукции. С какой силой f действует поле на единицу длины провода, если индукция поля электромагнита равна B = 0,1 Тл?
12.3.17. Шины электростанции представляют собой параллельные медные полосы длиной 1 = 2 м, находящиеся на расстоянии R = 40 см друг от друга. При коротком замыкании по ним может пойти ток I = 5000 А. С какой силой F взаимодействуют при этом шины?
12.3.18. Два параллельных проводника с одинаковыми токами, находящиеся на расстоянии r = 8,7 см друг от друга, притягиваются с силой F = 25 мН. Определите силу тока в проводниках, если длина каждого из них 1 = 320 см.
12.3.19. Прямой проводник укреплен горизонтально. Параллельно ему в той же вертикальной плоскости ниже расположен дру-
