Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
Рис. .9. выделяющуюся в проволоке.
12.9.16. Замкнутая катушка, содержащая N = 500 витков изолированного провода, помещена в магнитное поле, направленное вдоль оси катушки. Площадь ее поперечного сечения S = 5 см2, сопротивление R = 125 Ом. Найдите мощность потерь на нагревание провода, если скорость изменения магнитной индукции постоянна
и равна — = 10-5 Тл/с.
At
12.9.17. Квадратная рамка, содержащая N =10 витков провода, находится в однородном магнитном поле. Направление вектора магнитной индукции совпадает с осью рамки. За время At = 0,1 с магнитная индукция поля равномерно увеличилась на AB = 0,01 Тл. Определите: а) силу тока, индуцированного в рамке; б) количество теплоты, выделившееся в рамке за это время. Сопротивление рамки R =1 мОм, сторона рамки а = 5 см.
12.9.18. Плоская квадратная рамка из медной проволоки со стороной а = 62,8 см помещена в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,2 Тл так, что линии индукции перпендикулярны плоскости рамки. Определите количество теплоты, которое выделится в рамке, если ее преобразовать в кольцо. Площадь сечения проволоки S = 2 мм2. Считать, что во время преобразования рамки At = 2 с количество теплоты выделялось равномерно.
12.9.19. Катушка, содержащая N = 200 витков изолированного провода, помещена в однородное магнитное поле, направленное вдоль оси катушки. Индукция магнитного поля изменяется со ско-
AB
ростью — = 0,2 Тл/с. Концы катушки подсоединяют к резистору
At
сопротивлением R = 20 Ом, значительно большим сопротивления катушки. Определите мощность тепловых потерь на резисторе. Радиус витка катушки r = 5 см.
12.9.20. Между двумя проводящими параллельными шинами включена лампочка Л сопротивлением R = 100 Ом. По шинам скользит проводящая перемычка со скоростью v = 2 м/с. Расстояние между шинами I = 20 см. Вся система находится в однородном магнитном
314
о
с /
®в
D
А
Рис. 12.9.9
E
поле с индукцией B = 1 Тл. Линии индукции перпендикулярны плоскости, в которой лежат шины (рис. 12.9.8). Определите мощность лампочки. Сопротивления остальных элементов цепи не учитывать.
12.9.21. Металлический стержень AC, сопротивление единицы длины которого r, движется с постоянной скоростью V, перпендикулярной AC, замыкая проводники OD и OE, образующие друг с другом угол а. Длина OE равна 1, а стержень AC перпендикулярен OE (рис. 12.9.9). Вся система помещена в однородное постоянное магнитное поле с индукцией B, силовые линии которого перпендикулярны плоскости системы. Найдите полное количество теплоты, которое выделится в
цепи при движении стержня AC от точки O до точки E. Сопротивлениями проводников OD и OE пренебречь.
12.9.22. Длинный проводник согнут в виде буквы П. На параллельных сторонах проводника лежит проводящая перемычка (рис. 12.9.10). Проводник находится в однородном магнитном поле с индукцией B, силовые линии которого направлены перпендикулярно плоскости проводника. Длина перемычки равна 1, ее сопротивление R. Какую силу F нужно приложить к перемычке, чтобы двигать ее с постоянной скоростью V?
12.9.23. В однородном горизонтальном магнитном поле с магнитной индукцией B = 0,05 Тл по вертикально расположенным шинам, замкнутым перемычкой сопротивлением R =1 Ом, скользит без нарушения контакта проводник длиной 1 =50 см и массой m = 1 г (рис. 12.9.11). Определите установившуюся скорость проводника. Сопротивления остальных элементов цепи не учитывать.
12.9.24. На двух гладких параллельных проводящих стержнях, образующих угол а с горизонтом, находится горизонтальная проводящая перемычка массой m и длиной 1. В верхней части стержни замкнуты резистором сопротивлением R (рис. 12.9.12). Вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией B,
F В®
®В I В
/V
Рис. 12.9.10
Рис. 12.9.11
I
Рис. 12.9.12
315
силовые линии которого направлены вертикально вверх. Перемычку тянут вдоль стержней вверх с силой F. Определите максимальную скорость движения перемычки. Сопротивлениями стержней пренебречь.
ределите максимальную скорость движения перемычки, если коэффициент трения между поверхностями стержней и перемычкой равен р. Сопротивлениями стержней и перемычки пренебречь.
• 12.9.26. Длинный провод, расположенный в горизонтальной плоскости, согнут под углом а = 30°. В вершине угла расположен металлический стержень, перпендикулярный биссектрисе угла. Стержень может без трения скользить по проводу. Система помещена в вертикальное внешнее однородное магнитное поле с индукцией B = 0,05 Тл. К стержню прикладывают горизонтальную силу F = kx, направленную вдоль биссектрисы угла, которая растет линейно с расстоянием x, отсчитываемым от вершины угла (рис. 12.9.14, вид сверху). Определите максимальную скорость стержня, если сопротивление единицы его длины равно р = 0,2 Ом/м, а коэффициент пропорциональности k = 0,1 Н/м. Сопротивлением провода пренебречь.
12.9.27. Медное кольцо радиусом r = 80 см соединено проводящими спицами с центром. Через скользящие контакты к кольцу подключен резистор сопротивлением R = 0,2 Ом так, как показано на рисунке 12.9.15.
