Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
• 12.4.12. По кольцу радиусом R = 10 м, сделанному из медной проволоки сечением S = 1 мм2, течет ток I = 10 А. Кольцо помещено в однородное магнитное поле так, что его ось совпадает с направлением поля. При каком максимальном значении индукции B магнитного поля кольцо не разорвется? Прочность меди на разрыв
о = 2,3-108 Н/м2.
I Ь
Рис. 12.4.3
12.5. Магнитный поток
12.5.1. Плоский контур площадью S = 20 см2 находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл. Определите магнитный поток, пронизывающий контур, если нормаль к контуру составляет угол а = 60° с вектором индукции магнитного поля.
12.5.2. Проволочное кольцо расположено в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,6 Тл так, что плоскость кольца составляет с силовыми линиями поля угол а = 30°. При этом магнитный поток через кольцо Ф = 24 Вб. Определите радиус кольца.
12.5.3. В магнитном поле, индукция которого B = 20 мТл, вращают стержень длиной 1 = 0,1 м. Ось вращения проходит через один из концов стержня и параллельна линиям индукции. Найдите магнитный поток, пересекаемый стержнем при каждом обороте.
12.5.4. На широте Москвы горизонтальная и вертикальная составляющие индукции магнитного поля Земли соответственно рав-
304
ны Br = 1,8 • 10 5 Тл и Bb = 4,6 • 10 5 Тл. Под каким углом к горизонту следует расположить плоскую рамку, чтобы поток вектора индукции магнитного поля Земли через нее был максимален? Чему он равен для рамки площадью S = 30 см2?
12.5.5. Проволочное кольцо радиусом R = 0,1 м находится в однородном магнитном поле так, что линии индукции перпендикулярны его плоскости. Индукция магнитного поля B = 20 мТл. Насколько изменится магнитный поток, пронизывающий кольцо, если его повернуть на угол а, равный: а) 180 °; б) 360 °?
12.5.6. Контур в форме квадрата находится в однородном магнитном поле, линии индукции которого перпендикулярны плоскости контура. Во сколько раз изменится магнитный поток, пронизывающий контур, если, не меняя плоскости расположения, преобразовать его в кольцо?
12.5.7. Проволочный контур в форме равностороннего треугольника со стороной I = 1 м расположен в магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл так, что силовые линии поля перпендикулярны плоскости контура. Определите изменение магнитного потока через контур, если, не меняя плоскости расположения, преобразовать его в квадрат.
12.5.8. Контур в форме квадрата находится в постоянном магнитном поле. Контур, не перекручивая, превратили в восьмерку, составленную из двух равных колец. Во сколько раз изменился магнитный поток, пронизывающий контур?
12.5.9. Катушка проволоки с числом витков N = 400 помещена в однородное магнитное поле с индукцией B = 10 мТл так, что ось катушки составляет угол а = 60° с линиями индукции поля. Радиус катушки R = 20 см. Насколько нужно изменить число витков катушки, чтобы магнитный поток через нее увеличился на АФ = 0,4 Вб?
12.5.10. Круговой контур помещен в однородное магнитное поле так, что плоскость контура перпендикулярна силовым линиям поля. Индукция магнитного поля B = 6,28 мТл. Сила тока в контуре I = 5 А. Радиус контура R = 4 см. Какую работу надо совершить, чтобы медленно повернуть контур на угол а = 90° вокруг оси, совпадающей с диаметром контура?
12.5.11. Квадратная рамка (со стороной а = 20 см), сила тока в которой I = 20 А, свободно установилась в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл. Определите работу, которую необходимо совершить при медленном повороте рамки вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям магнитной индукции, на угол а = п/3.
12.5.12. По проводу, согнутому в виде квадрата со стороной а = 10 см, течет постоянный ток I = 10 А. Плоскость квадрата составляет угол а = 20° с линиями индукции магнитного поля (B =
305
= 0,2 Тл). Вычислите работу A, которую необходимо совершить для того, чтобы удалить провод за пределы поля.
12.5.13. По кольцу, сделанному из гибкого провода радиусом R = 10 см, течет ток I = 10 А. Перпендикулярно плоскости кольца возбуждено магнитное поле с индукцией B = 1 Тл, по направлению совпадающей с индукцией B1 собственного магнитного поля кольца. Определите работу внешних сил, под действием которых на провод он принимает форму квадрата. Сила тока при этом поддерживается неизменной.
12.6. Электромагнитная индукция
12.6.1. Проводящий квадратный контур со стороной a = 10 см расположен в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл, перпендикулярном плоскости контура. Контур выводят из поля за время At = 0,5 с. Определите среднее значение ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в контуре.
12.6.2. Квадратная рамка со стороной a = 10 см помещена в однородное магнитное поле так, что нормаль к плоскости рамки составляет угол а = 60° с направлением магнитного поля. Найдите индукцию магнитного поля, если среднее значение ЭДС индукции, возникающей при включении поля, в течение времени At = 0,01 с, составляет I1 = 50 мВ.
12.6.3. Замкнутая накоротко катушка диаметром D = 10 см, содержащая N = 200 витков, находится в однородном магнитном поле, индукция которого увеличивается от Bi =2 Тл до B2 = 6 Тл в течение времени At = 0,1 с. Определите среднее значение ЭДС индукции в катушке, если плоскость витков перпендикулярна силовым линиям поля.
