Задачник по физике - Белолипецкий С.Н. (1238768), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Масса стержня т = О, 5 кг, козффициент трения стержня о рельсы р = О, 01, 3.2292. Стержень лежит перпендикулярно рельсам, расстояние между которыми Л = 50 см. Рельсы составляют угол а = 30е с горизонтом. Какой должна быть индукция В магнитного поля, перпендикулярного плоскости рельсов, чтобы стержень начал двигаться, если по нему пропустить ток силы 1 = !47 3.14 силл ЛОРкн!1л. с и'!л лмпкРА = 40 А? Коэффициент трения стержня о рельсы 1! = О, 6, масса стержня ш = 1,0 к!.
3.230Я. Проводник длины Е и массы >а подвешен на тонких проволочках. При пропускании через него тока силы 1 он сместился в однородном вертикальном магнитном поле так, что проволочки образовали угол о с вертикалью. Определите индукпню В магнитного поля. 3.231 . Проводник длины В = 30 см с током силы 1 =- 20 А находится в однородном магнитном поле с индукпией В = О, 40 Тл. Вектор магнитной индукции составляет с проводником угол а = 30'. Определите работу А, которая была совершена внешней силой при перемещении проводника на расстояние л = 25 см в направлении, перпендикулярном магнитному полю. 3.232а.
По жесткому проволочному кольцу диаметра д = = 10 см и се >ения Я = 5,0 ммз течет ток силы 1 = 5,0 А, Плоскость кОлы1а перпендикулярна ьпшнитному пОл1О, пни кция которого В =- 1 Тл. Определите механическое напряжение !г, возникающее в проволоке. 3.233а. Проводник массы т = О, 20 кг и длины В = О, 60 м лежит на горизонтальных рельсах, расположенных в горизонтальном магнитном поле с индукцией В =- О, 10 Тл, причем рельсы параллельны направлению вектора В. Для того чтобы сдвинуть проводник в направле>п>и, противоположном направлению вектора В, необходимо приложить силу Г1 = О, 50 Н при условии, что по проводнику течет ток силы 1 = 20 А.
Какую силу Г2 нужно приложить к проводнику, чтобы привести его в дви>кенпе, если направление тока изменится? Сила тока остается неизменной. 3.234 . Квадратная проволочная рамка расположена в од- 2 ной плоскости с длинным прямым проводом так, что две ее стороны параллельны проводу. По рамке и проводу текут одинаковые токи силы 1 = 1,0 кА. Опредслг>те силу Г, действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится от него на расстоянии, равном ее длине. 3.235 . По двум одинаковым плоским квадратным конту- в рам со стороной а = 20 см текут токи силы? = — 10 А. Определите силу Е взаимодействия контуров, если плоскости контуров параллельны, а расстояние между соответствующиаи сторонами контуров составляет !1 = 2, О мм. 3.236~. Квадратная рамка с током 1 = 0,90 А расположена в одной плоскости с длинным прямым проводником, по которому течет ток силы 1о = 5,0 А.
11роходящая через середины противоположных сторон ось рамки параллельна проводнику и находится от него на расстоянии. в !! =- 1,5 раза превышаю- 148 э! !В!('РРичксг!'ВО и мл!'ннтизм Гл. 3 щем длину стороны рамки. Определите силу Г, действующую на рамку, если сторона рамки и = 8, 0 см. 3.237в. ''Кесткое тонкое проводящее кольцо массы М = 2,0 г и радиуса В = 4,0 см лежит на горизонтальной не- проводя!цей поверхности и находится в однородном магнитном поле, лингп! индукции которого также горизонтальны. Магнитная индукция поля В = О, 50 Тл. Какой ток 1 нужно пропустить по кольцу, чтобы оно начало подниматься? 3.238в.
Проводящий стержень подвешен горизонтально на двух легких проводах в магнитном поле, индукция которого направлена вертикально вниз и по модулю равна В = 1,0 Тл. Длина стержня Ь = 0,20 м. масса т = 10 г, длина проводов В! = О, 10 м. Провода сверху замыкают заряженным до напряжения бс = 100 В конденсатором емкости С = 100 хскФ. Определите максимальный угол а„,, отклонения стержня от положения равновесия после разрядки конденсатора, считая, что разряд происходит за очень короткое время. 3.15. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях Если движущаяся частица с электри теским зарядом д находится в суперпозиции магнитного поля с индукцией В и электрического поля с напряженностью Е, то на частипу действует рез1с,!ьтирусощая сила Е = 9Е+ с1!ъ, В) ( в СИ), которую также называют силой 7ореяца или обобщенной силой Лоренца.
3.239~. Протон, пройдя ускоряющую разность потенциалов б! = 2, О. 104 В, влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = О, 10 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите радиус кривизны траектории В, угловую скорость ш вращсния (цг!клотроннук! частоту), нормальное а„и тангенциальное а ускорения протона в магнитном поле. 3.240 . Два электрона с кинетическими энергиями К! и Кз движутся в однородном магнитном поле, силовые линии которого перпендикулярны к векторам их скоростей. Определите отношения периодов Т!!1"в их движения по круговым траекториям и радиусов кривизны В!,!Вз этих траекторий. 3.241 . Два иона, имеюп!ие одинаковые заряды и одина- 1 ковые кинетические энергии, но разли !ньте массы, двиэкутся в силл логинцл !49 однородном магнитном поле по окружностям радиусов Л> = 3, 0 см и Лв = 1, 5 см.
Определите отношение масс тп~(п>» этих ионов. 3.242>. Протон и а-частица влетая>т в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Определите отношение радиусов Лр,?Л окружностей, по которым движутся эти тастицьь а также отношение их угловых скоростей ыр,?ь>, если протон и о-частица имеют одинаковые: а) скорости; б) кинетические энергии. 3.243~.
В однородное магнитное поле инчукции В под углом а к силовым линиям влетает частица массы т и заряда д, имекнцая скорость и, Определите радиус Л и шаг Ь спирали, по которой движется частица. 3.244 . Электрон влетает в однородное магнитное поле. В г то псе А он имеет скорость т, которая составляет угол о с направлением силовых линий магнитного поля. Какова должна быть индукция В поля, чтобы электрон оказался в точке С (см. рисунок)? Расстояние В между то ~ками А и С известно. т 3.245>. Электрон движется в однородном магнитном поле по винтовой ( '.
линии радиуса Л = 40 мм и шагом В = = 200 мм. Индукция магнитного поля В = 5, О. 10 з Тл. Опрсчелптс скорость и электрона. 3.246 . Протон влетает в однородное магнитное поле с ин- 1 дукцией В = 0,40 Тл под углом г> = 30' к направлению силовых линий и движется по винтовой линии радиуса Л = О, 50 см. Определите кинетическую энергию К прогона. 3.247~. Электрон влетает в слой однородного магнитного поля толщины В. Скорость электрона равна г и перпендикулярна как к силовым линиям магнитного поля, так и к параллельным плоскостям, ограничивающим по те.
Под каким углом а электрон вылетит из магнитного поля? Магнитная индукция поля равна В. Силовые линии поля параллельны границам поля. 3.248 . В слой однородного магнитного поля толщины 6 = 2 = О. 10 м по нормали к параллельным плоскостям, ограничивающим поле, и к силовым линиям поля влетает о-частица. Определите скорость г частицы, если после прохождения поля она отклонилась на угол ~р = 30" от первоначального направления движения. Индукппя поля В = О, 10 Тл.
Силовые линии поля параллельны границам поля. 050 э>!ек'гвичес !'ВО и мл!'ннгизм Гл. 3 3.249 . Протон влетает в область магнитного поля под угг лом с< = 60' к плоскости, ограничивающей полупространство. занятое полем. и по нормали к силовым линиям поля. Время движения протона в области поля т = О, 5.10 ' с. Какова индукция В этого поля? Силовые линии поля параллельны границам поля. 3.250~. Электрон движется по окружности радиуса Л = =- 10 см в однородном магнитном поле с индукцией В = 1, 0 Тл, Параллельно магнитному полю в некоторый момент времени включается однородное электрическое поле напряженности Ь' = = 100 В,'м. За каков прох<ежуток времени т кинетическая энергия электрона увели <ится в два раза? 3.251~.
Отрицательно заряженная частица влетает в область однородного магнитного поля с индукцией В = 1, 0 мТл, где движется по дуге окружности радиуса Л = О, 20 м. Затем ча < тица попадает в однородное электрическое поле. где пролетает вдоль направления силовой линии участок с разностью потенциалов Г = 1, 0 кВ. При этом скорость частицы изменяется в и = 3 раза. Определите конечную скорость и частицы. 3.252~. Однородные магнитное и электрическое поля направлены взаимно перпендикулярно. Напряженность электри"<сского поля Е = 0,50 кВ?ы, индукпия магнитного поля В = = 1, 0 мТл.
Определите, с какой скоростью г и в каком направлении должен лететь электрон, чтобы двигаться прямолинейно. 3.253э. Заряженная частица массы т, и с зарядом д, пройдя разность потенциалов с<о, влетает в плоский конденсатор, заряженный до разности потенциалов с<, параллельно его пластинам. Расстояние между пластинами конденсатора <1. Конденсатор находит<я в однородном магнитном поле.
Какова должна быть индукция В х<агнитного поля, <тобы скорость частицы во время ее движения в конденсаторе не изменилась? 3.254в. В однородном магнитном поле с индукцией В с постоянной скоростью и, составляющей угол с< с вектором магнитной индукции, движется металлический шарик радиуса г. Укажите точки шарика, разность потенциалов Ь:<> между которыми максимальна, и определите величину Ьр„„„этой разности потенциалов.
3.255в. В однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого направлен вверх, движется по окружности подвешенный на нерастяжимой нити длины Ь заряженный шарик массы т и с зарядом <!. Определите радиус т окружности, по которой движется шарик, если нить все время натянута.период обращения шарика равен Т, а индукция магнитного поля равна В. злкОн электРОмлгнитнОЙ индукции !51 3.16. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции Потоком вектора В магнитно«л индукции (>лаги>«тных«потоком) ~квоз~ малчк> пов«.1>хность пл~щ~ди ЬЯ называя>т фили «ескую величину ЬФ«« = ВЬЯ = В„ЬЯ вЂ” ВЬЯсоао, где ЬБ = иЬЯ, и - единичный вектор нормали к пло«цадке ЬЯ, В, — проекция вектора В на направление нормали и, «> — угол между векторами В и п.
Малая площадка ЬЯ вь«бирается так. «тобы ее можно было считать плоской„а магнитное поле в ее пределах --. однородным. При вьг«ислении магнитного потока Ф««через произвольную поверхность Я ее необходимо разбить на малые площадки ЬЯ,, удовлетворяю«««ие пере п«сленным выше условиям, определить ъ«агнитные потоки ЬФ>з«через эти площадки и вь«чис>п««ь Ф«« как алгебраическую сумму ЬФнб при вычислении этой суммы векторы и; нормалей к площадкам ЬЯ«нужно направлять в одну и ту >ке сторону по отношению к поверхности Я. Закон элвкп>раз«агнишно«1 индукции (закон Фарадея . Максвелла): Эг'>,С с„„д электромагнитной индукции в контуре пропорциональна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока Ф>з сквозь поверхность, натянутую на этот контур: — (в СИ).
ду Ин,чукционный ток имеет такое направление, что приращение созданного им магнитного потока через площадь. ограни'шнную контуром,и приращение потока магнитной индукции вне«пнего поля противоположны по знаку (пра,вила Ленца). Разность потенциалов «.>«р, возникаю«цая между концами проводника длины В, движущегося со скоростью ч в однородном магш«тном поле с индукцией В равна Ь«а = ВВи з««> еб где а — угол между направлениями векторов ч и В. 3.256Я. В замкнутую накоротко катушку один раз быстро, а другой раз медленно вдвигают постоянный магнит. Одинаковый ли заряд переносится при этом индукционным током? Ответ обосновать.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
