И.Е. Иродов - Задачи по общей физике (1111903), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Медный провод сечением 5=2,5 мм', согнутый в виде трех сторон квадрата, может поворачиваться вокруг горизонтальной оси 00' (рнс. 3,73). Провод находится в однородном вертикально' направленном магнитном поле. Найти индукцию поля, если прн пропускании по данному проводу тока 7=15 А угол отклонения 6=20 . б) а) Рис. З.73 Рис. Э.74 3.259. Замкнутый контур с током ) находится в поле длинного прямого проводника с током 7,. Плоскость контура перпендикулярна к прямому проводнику. Найти момент снл Ампера, действующих на замкнутый контур, м если он имеет внд: а) как на рнс. 3.74, а; ст л б) как на рис. 3.74, б.
Необходимые размеры систе- 'Ъ мы указаны на рисунке. Л 3.260. Укрепленную на конце коромысла весов небольРис. 3.75 шую катушку К с числом вит- ков )У=200 поместили в зазор между полюсами магнита (рис. 3.75). Площадь сечения катушки 3=1,0 см', длина плеча ОЛ коромысла 1=30 см. В отсутствие тока через катушку весы уравновешены.
После того как через катушку пустили ток 7=22 мА, для восстановления равновесия пришлось изменить груз иа чаше весов на Ьгл=50 мг. Найти индукцию магнитного поля в месте нахождения катушки. 3.261. Квадратная рамка с током )=0,90 А расположена в одной плоскости с длинным прямым проводником, по которому течет ток 7,=5,0 А. Сторона рамки а=8,0 см. Проходящая через середины противоположных сторон ось рамки параллельна проводу и отстоит от него на расстояние, которое в 71=1,5 раза больше стороны рамки. Найти: 1б4 а) амперазу силу, действующую на рамку; б) механическую работу, которую нужно совершить при медленном повороте рамки вокруг ее оси на 180'. 3.262.
Два параллельных длинных провода с током 7=5,0 А в каждом (токи направлены в одну сторону) удалили друг от друга так, что расстояние между кими стало в ~)=2,0 рзза больше первоначального. Какую работу на единицу длины проводов совершнлн при атом силы Ампера? 3.263. Два длинных параллельных провода с пренебрежимо малым сопротинлением замкнуты с одного конца на сопротивление )с, а с другого конца подключены к источнику постоянного напряженки. Расстояние между асями проводов в 11=20 раз больше радиуса сечения каждого провода. При какам )с сила взаимодействия между проводами обратится в нульу 3.264.
Постоянный так 7=14 А течет по длинному прямому проводнику, сечение которого имеет форму топкого полукольца радиуса )с=5,0 см. Такой же ток течет и противоположном направлении по тонкому проводнику, расположенному иа ежив первого проводника (точка О иа рис.
3.65). Найти силу магнитного взаимодействия данных проводников на единицу их длины. 3.265. Внутри длинного цилиндрического сосуда радиуса а параллельно его осн расположен проводящий стержень радиуса Ь с тонкой изоляцией. Расстояние между осями стержня и сосуда равно й Сосуд заполнили злектролитом и пустилн вдаль осн ток Х, возвращающийся обратно по стержню. Найти модуль и и ь' направление магнитной силы, действующей на единицу длины стержня.
3,266. По двум длинным тонким парад- 7, ' Х лельиым проводникам, вид которых показан иа рнс. 3.76, текут постоянные токи 7, и ),. Расстояние между проводниками а, ширина правого проводника Ь. Имея и виду, что оба Рис 3.76 проводника лежат в одной плоскости, найти силу магнитно~о взаимодействия между инин в расчете иа единицу их длины.
3.267. Система состоит из двух параллельных друг другу плоскостей с токами, которые создают между плоскостями однородное магнитное пале с иидукцней 8. Вие атой области магнитное поле отсутствует. Найти магнитную силу, действующую на единицу поверхности каждой плоскости. 3.266. Проводящую плоскость с такам поместили во внешнее однородное магнитное поле. В результате индук- 166 ция магнитного поля с одной стороны плоскости оказалась В„ а с другой стороны В,. Найти магнитную силу, действующую на единицу поверхности плоскости в случаях, показанных на рис.
3.7.. Выяснить, куда направлен ток в плоскости в каждом случае. в, Рис. 3.71 3.269. В электромагнитном насосе для перекачки расплавленного металла участок трубы с металлом находится в однородном магнитном поле с индукцней В (рис.3.78).
Через этот участок трубы в д перпендикулярном к вектору В и оси трубы направлении пропускают равномерно распределенный ток (. Найти избыточное давление, создаваемое насосом ппн В=О,10 Фг Тл, /=100 А и а=2,0 см. г 'Х 3.270. Вдоль длинного тонкор . з,та стенного круглого цилиндра ради уса 0=5,0 ем течет ток /=50 А. Какое давление испытывают стенки цилиндра? 3.271. Какое давление испытывает боковая поверхность длинного прямого соленоида, содержащего п =20 витков/см, когда по нему течет ток (=20 А? 3.272. Ток У течет по длинному однослойному соленоцду, радиус сечения которого (? 5,5 см, Число витков на единицу длины соленоида я=15 см '.
Найти предельную силу тока, при которой может наступить разрыв обмотки, если предельная нагрузка на разрыв проволоки обмотки Е„= 100 Н. 3.273. Плоский конденсатор, площадь кикдой пластины которого Е и расстояние между ними Й, поместили в поток проводящей жидкости с удельным сопротивлением р. Жидкость движется со скоростью о параллельно пластинам. Система находится в однородном магнитном поле 156 с иидукцией В, причем вектор В параллелен пластинам и перпендикулярен к направлению потока.
Пластины конденсатора замкнули на внешнее сопротивление (?. Какая мощность выделяется на этом сопротивлении? При каком Я выделяемая мощность будет максимальной? Чему она равна? 3.274. Вдоль медного прямого проводника круглого сечения радиуса Я=5„0 мм течет ток 1=50 А. Найти разность потенциалов межку осью проводника и его поверхностью.
Концентрация электронов проводимости у меди я=0,9?с х10м см з. 3.276. При измерении эффекта Холла в натриевом проводнике напряженность поперечного поля оказалась Е =5,0 мкВ/см при плотности тока /=200 А/ем* и индукции магнитного поля В=1,00 Тл. Найти концентрацию электронов проводимости и ее отношение к концентрации атомов в данном проводнике.
3.276. Найти подвижность электронов проводимости в медном проводнике, если при измерении эффекта Холла в магнитном поле с индукцией 3=100 мТл напряженность поперечного электрического поля у данного проводника оказалась в ц=3,1 ° 10з раз меньше напряженности продольного электрического поля. 3.277. Небольшой виток с током находится на расстоянии г от длинного прямого проводника с током А Магнитный момент витка равен р„, Найти модуль и направление силы, действующей на виток, если вектор р„: а) параллелен прямому проводнику; б) направлен по радиус-вектору г; в) совпадает по направлению с магнитным полем тока / в месте расположения витка.
3,278. Небольшая катушка с током, имеющая магнит. ный момент р, находится на оси кругового витка радиуса Р, по которому течет ток 1, Найти модуль силы, действующей на натушку, если ее расстояние от центра витка равно х, а нектор р„ совпадает по направлению с осью витка. 3.279. Найти силу взаимодействия двух катушек с магнитными моментами рщ — — 4,0 мА м' и р =6,0 мА м*, если их оси лежат на одной прямой и расстояние между катушками 1=20 см значительно превышает нх линейные размеры.
3.280. Постоянный магнит имеет форму достаточно тонкого диска, намагннченяого вдоль его оси. Радиус диска /? 1,0 см. Сцепить значение молекулярного тока 1', текущего по ободу диска, если индукцня магнитного поля 157 на оси диска в точке, отстоящей на к=10 см от его центра, составляет В=30 мкТл.
3.281. Иидукция магнитного поля в вакууме вблизи плоской поверхности однородного изотропного магнетика равна В, причем вектор В 8 составляет угол и с нормалью г лй, к поверхности. Магнитная 1 г .тг проницаемость магнетика р, Найти индукцию В' магнитного поля в магнетике вблизи :;Ф )г Г ф поверхности. Г' Г~~,» К М 3.282. Индукция магнитного поля в вакууме вблизи плоской поверхности магнетика равна В, и вектор В составляет угол 9 с нормалью п к поверхности (рис.
3.79), Магнитная проницаемость магнетика р. Найти: а) поток вектора Н через поверхность сферы 5 радиуса Я, центр которой лежит на поверхности магнетика; б) циркуляцию вектора В по квадратному контуру Г со стороной 1, расположенному, как показано на рисунке. 3.283. Постоянный ток ! течет вдоль длинного однородного цилиндрического провода круглого сечения. Провод сделан нз парамагнегика с магнитной восприимчивостью у.
Найти: а) поверхностный молекулярный ток 1' »; 6) объемный молекулярный ток 1,'«. Как этн токи направлены друг относительно другау 3,284. Длинный соленоид заполнен неоднородным пара- магнетиком, восприимчивость которого зависит только от расстояния г до оси соленоида как 2=аг', где а — постоянная. На оси соленоида нндукция магнитного поля равна В,. Найти зависимость от г: а) намагниченности магнетика ,7(г); б) плотности молекулярного тока 15(г) внутри магнетика.
Рис. 3.80 3.285. Бесконечно длинный прямой соленоид с током «наполовину» заполнен парамагнетиком, как показано на рнс. 3.80. Изобразить примерные графики магнитной 158 индукции В, напряженности Н и намагниченности 7 на оси соленоида в зависимости от х. 3.288.
Прямой бесконечно длинный проводник с током 7 лежит в плоскости раздела двух иепроводящнх сред с магнитными проницаемостями )«, и р,. Найти модуль вектора индукции магии~ного поля во всем пространствевзависимостн от расстояния г до провода. Иметь в виду, что линии вектора В являклся окружностями с центром на оси проводника. 3.287. Кругоной контур с током лежит на плоской границе раздела вакуума и магнетика.
Проницаемость последнего равна р. Найти ицкукцию В магнитного поля в цроиэвольной точке на оси контура, если индукция паля в этой точке в отсутствие магнетика равна В,. Обобщить полученный результат на все поле. 3.288. Если шар из однородного магнетика поместить во внешнее однородное магнитное поле с игдукцией В„ он намагнитнтся однородно. Найти индукцию В внутри шара с магнитной проницаемостью 1«, имея в виду, что в случае однородно намагниченного шара магнитное поле внутри него является однородным и его напряженность Н'= — Э/3, где Л вЂ” намагниченность.
3.289. На постоянный магнит, имекхций форму тонкого цилиндра длины 1=-15 см, намотали равномерно М=ЗОО витков тонкого провода. При пропускании по нему тона »=З,О А поле вне магнита исчезло. Найти коэрцитявную силу Н, матери . маг 3.290. Постоянный магнит имеет вид кольца с узким зазором между полюсами. Средний диаметр кольца и'=20 см. Ширина зазора 5=2,0 ми, индукция магнитного поля в зазоре В=40 мТл. Пренебрегая рассеянием магнитного потока на краях зазора, найти мо- лдуль напряженности магнитного поля внутри магнита.
3.291. Постоянный магнит имеет вид кольца с узким поперечным зазором шириной 5=2,5 мм. Средний радиус кольца а=5,0 см. Остаточ- я, э я иая намагниченность материала магнита 1,=1000 кА/м, его коэрци- Рис. з.з1 тинная сила Н,=25 кА/и. Считая, что зависимость /(Н) ка участке от Н, до О (рис. 3.81) является линейной и рассеяния магннтйого поля на краях зазора нет, найти индукцию магнитного поля в зазоре. 159 3.292. На железном сердечнике в виде тора со средним радиусом )?=250 мм имеется обмотка с общим чис.чом витков А(=1000.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
