Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 12.3.5
Рис. 12.3.6
301
гой прямой проводник массой m = 1 кг и длиной I = 9,81 м. По нему пропускают ток I = 2 А. Расстояние между проводниками r = = 0,1 м. Чему должна быть равна сила тока в верхнем проводнике, чтобы он уравновешивал вес нижнего проводника?
12.3.20. Проводник длиной I = 15 см помещен в магнитное поле с индукцией B = 2 Тл. Концы проводника замкнуты гибким проводом, находящимся вне поля. Сопротивление всей цепи R = = 0,5 Ом. Какую мощность P необходимо затратить, чтобы двигать проводник перпендикулярно линиям индукции со скоростью v = 10 м/с?
12.3.21. В однородном магнитном поле, индукция которого B = 0,2 Тл, движется равномерно проводник длиной I = 30 см. Сила тока в проводнике I = 5 А. Скорость движения проводника v = 10 см/с и направлена перпендикулярно направлению магнитного поля. Найдите: 1) работу по перемещению проводника за время t = 20 с ; 2) мощность, затраченную на это движение.
12.3.22. Какую работу A совершает однородное магнитное поле с индукцией B = 0,5Тл при перемещении проводника длиной I = 0,4 м, по которому течет ток I = 15 А, на расстояние d = 0,4 м, если направление перемещения перпендикулярно направлению поля и направлению тока? Проводник расположен под углом а = 30° к направлению поля.
• 12.3.23. В прямом проводнике длиной L = 8 см сила тока I = 50 А. Он находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 20 мТл, причем силовые линии поля перпендикулярны проводнику. Какую работу совершил источник тока, если проводник переместился на расстояние I = 10 см перпендикулярно линиям индукции?
12.4. Контур с током в магнитном поле
12.4.1. Максимальный вращающий момент, действующий на рамку площадью S = 10 см2, находящуюся в однородном магнитном поле, M = 0,4 мН • м. Сила тока в рамке I = 1 А. Найдите индукцию магнитного поля.
12.4.2. Рамка площадью S = 400 см2 помещена в однородное магнитное поле так, что нормаль к рамке составляет угол а = 60° с вектором магнитной индукции B = 0,2 Тл. Сила тока в рамке I = 4 А. Найдите вращающий момент, действующий на рамку.
12.4.3. Короткая катушка с поперечным сечением площадью S = 150 см2, содержащая N = 200 витков провода, по которому течет ток I = 4 А, помещена в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,01 Тл. Определите вращающий момент M, действующий на нее со стороны поля, если ось катушки составляет угол а = 60° с силовыми линиями поля.
302
12.4.4. Рамка гальванометра, содержащая N = 200 витков тонкого провода, подвешена на упругой нити. Площадь рамки S = 1 см2. Нормаль к плоскости рамки перпендикулярна линиям магнитной индукции (B = 5 мТл). Когда через гальванометр был пропущен ток I = 2 мкА, то рамка повернулась на угол а = 30°. Найдите постоянную C кручения нити. (Постоянной кручения называют величину, численно равную отношению момента силы, действующей на рамку, к углу закручивания рамки, т. е. C = M/ ф).
12.4.5. По проволочному витку радиусом R = 50 см течет ток I = 50 А. Определите магнитный момент витка.
• 12.4.6. Проволочный виток радиусом R = 5 см находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл. Плоскость витка составляет угол P = 60° с направлением поля. Определите магнитный момент витка и механический момент, действующий на виток, если по нему течет ток I = 5 А.
• 12.4.7. Проволочный треугольник, одна из сторон которого вертикальна, находится в однородном магнитном поле с индукцией B, направленном вертикально вниз (рис. 12.4.1). Площадь треугольника равна S, а сила тока, протекающего по его контуру, равна I. Найдите силы, действующие на стороны рамки, и вращающийся момент, действующий на рамку.
• 12.4.8. Контур, представляющий собой квадрат с перемычкой по диагонали, изготовлен из медной проволоки сечением S = 1 мм2 и подключен к источнику постоянного напряжения U = 110 В, как указано на рисунке 12.4.2. Плоскость квадрата параллельна линиям индукции магнитного поля с индукцией B = 2 мТл. Найдите модуль и направление силы, действующей на контур со стороны поля. Удельное сопротивление меди р = 0,017 мкОм • м.
12.4.9. Контур, представляющий собой квадрат с перемычкой по диагонали, подключен к источнику тока постоянного напряжения U = 2 В в углах, не лежащих на диагонали. Перпендикулярно
В
А
d.
С
Рис. 12.4.1
Рис. 12.4.2
303
плоскости квадрата включено магнитное поле с индукцией B = = 0,5 Тл. Определите модуль и направление силы, действующей на контур, если длина стороны квадрата а = 10 см и ее сопротивление R = 1 Ом.
12.4.10. Определите силу, с которой действует бесконечно длинный прямой провод на прямоугольный контур, если по контуру течет ток I0 = 10 А, а по проводу — ток I = 5 А. Провод расположен в плоскости контура, направления токов указаны на рисунке 12.4.3. Стороны контура AD = BC = а = 50 см параллельны проводу. Расстояние от провода до стороны AD равно 1 = 20 см, длины сторон AB = DC = b = 20 см.
12.4.11. Проводящее кольцо радиусом R = 1,5 м поместили в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны плоскости кольца. По кольцу пропустили ток I = 10 А. При каком значении индукции магнитного поля кольцо разорвется, если проволока, из которой кольцо изготовлено, выдерживает максимальную силу натяжения T = 2,5 Н? Магнитным полем тока в кольце пренебречь.
