Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
12.9.2. В однородном магнитном поле находится контур площадью S = 60 см2. Силовые линии магнитного поля перпендикулярны плоскости контура. Найдите силу индукционного тока в конту-
A B
ре, если скорость изменения магнитной индукции — = 0,5 Тл/с. Со-
A t
противление контура R =1 Ом.
12.9.3. Проводящий квадратный контур со стороной а = 20 см находится в однородном магнитном поле, силовые линии которого направлены перпендикулярно плоскости контура. Сопротивление контура R = 0,5 Ом. С какой скоростью ДБ/Ді должна изменяться магнитная индукция, чтобы ток в контуре был равен I = 40 мА?
12.9.4. Индукция магнитного поля, перпен- * дикулярного контуру, изменяется по закону
B = 0,2t. Контур состоит из трех резисторов сопро- Ri// W-R 2 тивлениями: R1 = 2 Ом, R2 = 0,5 Ом, R3 = 0,2 Ом // \\
(рис. 12.9.1). Площадь контура S = 270 см2. Опре- / .-. \
делите силу тока в контуре. -----
12.9.5. Проволочное кольцо радиусом r = 4 см ^ з
и сопротивлением R = 0,2 Ом помещено в магнит- Рис. 12.9.1
311
ное поле. Индукция магнитного поля изменяется по закону, график которого представлен на рисунке 12.9.2. Постройте график зависимости силы индукционного тока от времени.
О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 t, с Рис. 12.9.2
12.9.6. Металлический стержень AC и провода, по которым он скользит, находятся в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого перпендикулярен плоскости чертежа (рис. 12.9.3). Расстояние между проводами равно а, скорость стержня равна v. Найдите силу тока, индуцированного в цепи. Магнитное поле тока не учитывать.
А А
R
¦1 ®в V
T
а
-1 ®в
I
С С
Рис. 12.9.3 Рис. 12.9.4
12.9.7. Из двух одинаковых проводников изготовлены два контура в виде квадрата и кольца. Оба контура помещены в одной плоскости в однородное, равномерно изменяющееся со временем магнитное поле. Линии магнитной индукции поля перпендикулярны плоскости, в которой лежат контуры. В кольцевом контуре индуцируется ток I1 = 4 А. Найдите силу тока в квадратном контуре.
12.9.8. Проводник AC длиной I = 0,5м и сопротивлением R = 2 Ом лежит на двух горизонтальных проводящих стержнях, замкнутых источником ЭДС 1 = 1 В (рис. 12.9.4, вид сверху). Вся система находится в вертикальном магнитном поле с индукцией B = 0,2 Тл. Определите силу тока в проводнике, если он движется со скоростью v = 5 м/с: а) вправо; б) влево. Внутренним сопротивлением источника и сопротивлениями стержней пренебречь. Проводник перпендикулярен стержням.
12.9.9. Эластичное проводящее кольцо помещено в однородное магнитное поле с индукцией B = 20 мТл, силовые линии которого перпендикулярны плоскости кольца. Радиус кольца увеличивается
312
с постоянной скоростью v = 2 см/с. Определите силу тока в кольце в момент времени t = 2 с, если начальный радиус кольца г0 = 16 см, а его сопротивление R =5 Ом не изменяется при растяжении кольца.
12.9.10. Плоский виток площадью S = 20 см2 расположен перпендикулярно силовым линиям однородного магнитного поля. Индукция магнитного поля возрастает по закону B = 1 - 10-4t2. Сопротивление витка R = 0,5 Ом. Чему будет равна сила тока в витке в момент времени t = 10 с?
• 12.9.11. Из проволоки сопротивлением R = 20 Ом и длиной l = 0,5 м сделали кольцо и поместили в магнитное поле, индукция которого изменяется по закону B = at, где a = 10 -4 Тл/с, t — время в секундах. Определите, какая мощность выделяется в проволоке, если плоскость кольца перпендикулярна линиям индукции магнитного поля.
12.9.12. В однородном магнитном поле с индукцией B = 0,2 Тл находится прямоугольная проводящая рамка. Плоскость рамки перпендикулярна линиям индукции. Сопротивление рамки R = 0,25 Ом. Какая мощность затрачивается при выдвигании рамки из магнитного поля с постоянной скоростью v = 5 м/с перпендикулярно направлению поля? Поле имеет резкую границу, а сторона рамки длиной l = 20 см параллельна этой границе (рис. 12.9.5).
12.9.13. Квадратный контур со стороной а = 50 см, изготовленный из алюминиевой проволоки, помещен в магнитное поле, индукция которого изменяется по закону B = at, где a = 0,02 Тл/с, t — время в секундах. Определите изменение температуры контура за время At = 100 с, полагая, что выделяющееся в проволоке тепло целиком идет на ее нагрев. Плоскость контура перпендикулярна линиям индукции магнитного поля.
• 12.9.14. Проводящий квадратный контур со стороной a = 10 см вводят с постоянной скоростью v = 70 см/с в зазор электромагнита (рис. 12.9.6). Индукция магнитного поля в зазоре B = 0,1 Тл. Считая поле внутри зазора однородным, а вне зазора равным нулю,
Рис. 12.9.5
Рис. 12.9.6
313
определите количество теплоты Q, выделившееся в контуре при полном введении его в зазор, если протяженность зазора b > а, а сопротивление контура равно R = 2 Ом. Плоскость контура перпендикулярна линиям индукции магнитного поля.
12.9.15. Проволоку длиной I = 1 м согнули в виде кольца, затем замкнули по диаметру прямым проводником (рис. 12.9.7). Сопротивление проволоки R = 200 Ом. Перпендикулярно плоскости кольца создано магнитное поле, индукция которого зависит от времени по закону B = at, где a = 0,02 Тл/с, t — 12 _ время в секундах. Найдите тепловую мощность,
