Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 12.9.13
R
• 12.9.25. По двум параллельным проводящим стержням, образующим угол а с горизонтом, соскальзывает горизонтальная проводящая перемычка массой m и длиной l (рис. 12.9.13). В верхней части стержни замкнуты резистором сопротивлением R. Вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией B, силовые линии которого направлены вертикально вниз. Оп-
'///////////////.
Рис. 12.9.14
Рис. 12.9.15
316
На кольцо намотана легкая нить, к концу которой прикреплен груз массой m = 0,15 кг. Пренебрегая трением, определите установившуюся скорость груза, если поверхность, ограниченную кольцом, пронизывает внешнее однородное магнитное поле с индукцией B = 0,5 Тл, силовые линии которого перпендикулярны плоскости кольца. Массами и сопротивлениями кольца и спиц пренебречь.
12.9.28. Стержень OA сопротивлением R =
= 4 Ом и длиной L = 0,5 м скользит по полукольцу, сопротивление которого ничтожно мало. Между стержнем и полукольцом подключен источник тока с ЭДС 1 = 0,3 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом. Система находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,05 Тл, направление силовых линий которого перпендикулярно плоскости кольца (рис. 12.9.16). Угловая скорость вращения стержня ю = 20 рад/с. Найдите: а) разность потенциалов Аф на концах стержня; б) мощность P тепловых потерь.
12.9.29. Проволочный контур площадью S = 10 см2 подключен к конденсатору емкостью C = 10-6 Ф и помещен в однородное магнитное поле, индукция которого изменяется со временем по закону B = at, где a = 1 Тл/с, t — время в секундах. Определите заряд конденсатора. Силовые линии магнитного поля перпендикулярны плоскости контура.
12.9.30. По двум параллельным проводящим шинам, расположенным в горизонтальной плоскости на расстоянии I = 60 см друг от друга, может скользить без трения металлический стержень массой m = 100 г. С одного конца шины замкнуты на конденсатор емкостью C = 10 мкФ. Система помещена в однородное магнитное поле с индукцией B = 10-2 Тл, направленное перпендикулярно плоскости, в которой расположены шины и стержень. В некоторый момент времени на стержень начинает действовать постоянная горизонтальная сила F = 0,5 Н, направленная перпендикулярно стержню. Определите ускорение стержня и энергию конденсатора к моменту, когда стержень пройдет путь s = 40 см. Сопротивлениями шин и стержня пренебречь. Первоначально конденсатор не заряжен.
12.9.31. По двум параллельным проводящим стержням, образующим угол a с горизонтом, соскальзывает горизонтальная проводящая перемычка массой m и длиной I (рис. 12.9.17).
В верхней части стержни замкнуты конденсатором емкостью C. Система находится в однородном магнитном поле с индукцией B, силовые I- -----I
линии которого направлены перпендикулярно плоскости, в которой движется перемычка. Най- Рис. 12.9.17
Ж
Рис. 12.9.16
317
дите ускорение перемычки. Сопротивлением стержней и перемычки, а также трением пренебречь.
12.9.32. По двум гладким металлическим стержням, установленным параллельно друг другу на расстоянии l = 0,4 м и под углом а = 45° к горизонту, может скользить под действием силы тяжести проводящая перемычка массой m = 0,4 кг (рис. 12.9.18). Стержни замкнуты конденсатором емкостью C = 50 мкФ. Система находится
В
I-
Рис. 12.9.18
I__ в однородном магнитном поле с индукцией
J B = 0,1 Тл, силовые линии которого верти/ кальны. Первоначально перемычку удерживают на расстоянии b = 50 см от основания стержней. Определите скорость перемычки у основания стержней, если ее отпустить. Сопротивлением стержней и перемычки пренебречь.
12.9.33. В контур, имеющий вид окружности и находящийся в однородном магнитном поле, включены два конденсатора емкости которых равны C1 = 1 мкФ и C2 = 2 мкФ (рис. 12.9.19). Контур соединяют по диаметру перемычкой с конденсатором емкостью C3 = = 3 мкФ. Определите заряд на обкладках конденсатора C3, если скорость изменения магнитного потока через контур постоянна и равна Ф' = 5 Вб/с.
12.10. Индуктивность. Самоиндукция
12.10.1. Найдите индуктивность контура, в котором при силе тока I = 5 А возникает магнитный поток Ф = 25 мВб.
12.10.2. Индуктивность контура L = 0,04 Гн. Сила тока в контуре увеличилась на AI = 0,4 А. Насколько изменился магнитный поток, создаваемый током в контуре?
12.10.3. Индуктивность контура L = 20 мГн. Чему равна средняя ЭДС самоиндукции в этом контуре, если за время At = 0,02 с сила тока в нем уменьшилась на AI = 0,04 А?
12.10.4. Определите индуктивность катушки, если при изменении в ней силы тока от Ii = 5 А до I2 = 10 А за время At = 0,1 с в катушке возникает ЭДС самоиндукции, равная Is = 10 В.
• 12.10.5. По катушке индуктивностью L = 0,03 Гн течет ток
I = 0,6 А. При размыкании цепи сила тока изменяется практически до нуля за время At = 10-3 с. Определите среднее значение ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке.
318
12.10.6. Чему должна быть равна скорость изменения силы тока в катушке индуктивностью L = 0,2 Гн, чтобы ЭДС самоиндукции, возникающая в ней, была равна Is = 10 В?
