Простая физика — EASY-PHYSIC

В этой статье собраны задачи с рамками в поле. Ее можно вполне использовать для закрепления этого материала и самостоятельного решения. Статья является одиннадцатой и последней из серии «Магнитное поле». Конспект занятий Пенкина М.А.

Задача 1.

По гладкой горизонтальной поверхности стола скользит проволочная рамка массой   г в форме квадрата со стороной   см. На пути её движения находится область вертикального однородного магнитного поля с индукцией   Тл. Рамка влетает в эту область, двигаясь перпендикулярно её границам, и останавливается, въехав наполовину. С какой скоростью  рамка скользила по столу? Ответ выразить в см/с, округлив до целых. Сопротивление рамки составляет   Ом.


Рисунок 1

Так как сторона рамки 50 см, а въехала она наполовину, то тормозной путь составил 25 см. По окончании торможения скорость рамки равна 0. Когда движущаяся сторона рамки попала в поле, она стала подобна источнику.

Ток в рамке

Ток будет падать вместе со скоростью.

Перейдем к механике:

Домножим на :

Подставим ток

Произведение , поэтому

Просуммируем по всему тормозному пути:

Откуда

Ответ: 0,25 м/c

Задача 2.

В зазоре между полюсами электромагнита вращается с угловой скоростью   1/c проволочная рамка в форме полуокружности радиусом   см, содержащая  витков провода. Ось вращения рамки проходит вдоль оси О рамки и находится вблизи края области с постоянным однородным магнитным полем с индукцией  Тл (см. ри­с.), линии которого перпендикулярны плоскости рамки. Концы обмотки рамки замкнуты через скользящие контакты на резистор с сопротивлением   Ом. Пренебрегая сопротивлением рамки, найти тепловую мощность, выделяющуюся на резисторе. Ответ выразить в мВт, округлив до целых. Указание: площадь сектора круга с радиусом  и с углом при основании   равна .


Рисунок 2

При вращении в магнитном поле в рамке возникает ЭДС индукции, равная

При малом повороте на небольшой угол , площадь рамки увеличится на величину

Тогда

Ток равен

Тепловая мощность в резисторе равна

Ответ: 4 мВт

Задача 3.

Проволочный контур в виде квадрата со стороной, равной   см и общим сопротивлением контура   Ом. Часть контура находится в однородном магнитном поле с индукцией   Тл, перпендикулярной плоскости контура. Контур неподвижен и входит в область однородного магнитного поля на глубину   см. После выключения магнитного поля контур приобретает некоторый импульс. Определить величину и направление этого импульса, полагая, что за время спадания индукции магнитного поля смещение контура пренебрежимо мало. Самоиндукцией контура пренебречь. Ответ выразить в   гсм/c, округлив до целых. Если импульс рамки направлен вверх, ответ записать со знаком «+», если вниз, то со знаком «−».


Рисунок 3

При выключении поля в контуре наведется ЭДС

Ток в контуре будет равен

Переходим к механике. На контур с током будет действовать сила Ампера

Домножим на :

Но -изменение импульса рамки.

Просуммируем последнее выражение

Тогда

Ответ: гсм/c.

StudyPort.Ru — Магнитное поле

Страница 1 из 3

114. В однородное магнитное поле с индукцией В = 0,1 Тл помещена квадратная рамка площадью S = 25 см2. Нормаль к плоскости рамки составляет с направлением магнитного поля угол 60°. Определите вращательный момент, действующий на рамку, если по ней течет ток I = 1 А.

115. В однородном магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл находится прямоугольная рамка длиной a = 8 см и шириной b = 5 см, со N = 100 витков тонкой проволоки. Ток в рамке I = 1 А, а плоскость рамки параллельна линиям магнитной индукции. Определите. 1) магнитный момент рамки; 2) вращающий момент, действующий на рамку.

116. В однородном магнитном поле с индукцией B = 1 Тл находится квадратная рамка со стороной а = 10 см, по которой течет ток I = 4 А. Плоскость рамки перпендикулярна линиям магнитной индукции. Оп работу А, которую необходимо затратить для поворота рамки относи оси, проходящей через середину ее противоположных сторон: 1) на 90°; 2) на 180°; 3) на 360°.

117. Тонкое кольцо массой 10 г и радиусом R = 8 см несет заряд, равномерно распределенный с линейной плотностью τ = 10 нКл/м. Кольцо равномерно вращается с частотой n = 15 с-1 относительно оси, перпендикулярной плоскости кольца и проходящей через центр. Определите: 1) магнитный момент рm кругового тока, создаваемого кольцом; 2) отношение магнитного момента к моменту импульса кольца.

118. Принимая, что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите, определите отношение магнитного момента ртэквивален кругового тока к моменту импульса L орбитального движения электрона.

119. Определите магнитную индукцию В поля, создаваемого отрезком бесконечно длинного проводника, в точке, равноудаленной от концов отрезка и находящейся на расстоянии R = 4 см от его середины. Длина отрезка провода l = 20 см, а сила тока в проводе I = 10 А.

120. Определите индукцию магнитного поля в центре проволочной квадратной рамки со стороной a = 15 см, если по рамке течет ток I = 5 А.

121. По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводникам, находящимся на расстоянии R = 10 см друг от друга в вакууме, текут токи I1 = 20 А и I2 = 30 А одинакового направления. Определите магнитную индукцию поля В, создаваемого токами в точках, лежащих на прямой, соединяющей оба провода, если: 1) точка С лежит на расстоянии r1 = 2 см левее левого проводника; 2) точка D лежит на расстоянии r2 = 3 см правее правого проводника; 3) точка G лежит на расстоянии r3 = 4 см правее левого провода.

122. По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводникам, расстояние между которыми d = 20 см, текут токи I1 = 40 А и 12 = 80 А в одном направлении. Определите магнитную индукцию В в точке А, удаленной от первого проводника на r1x = 12 см и от второго — на r2 = 16 см.

123. По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводникам, расстояние между которыми d = 15 см, текут токи I1 = 70 А и I2 = 50 А в противоположных направлениях. Определите магнитную индукцию B в точке А, удаленной на r1 = 20 см от первого и r2 = 30 см от второго проводника.

124. Напряженность H магнитного поля в центре кругового витка с магнитным моментом pm = 1,5 А*м2 равна 150 А/м. Определите: 1) радиус витка; 2) силу тока в витке.

125. Определите магнитную индукцию в центре кругового проволоч витка радиусом R = 10 см, по которому течет ток I = 1 А.

126. Определите магнитную индукцию на оси тонкого проволочного кольца радиусом R = 5 см, по которому течет ток I = 10 А, в точке А, расположенной на расстоянии d = 10 см от центра кольца.

127. Определите магнитную индукцию В4на оси тонкого проволочного кольца радиусом R = 10 см, в точке, расположенной на рас d = 20 см от центра кольца, если при протекании тока по кольцу в центре кольца В = 50 мкТл.

128. Круговой виток радиусом R = 15 см расположен относительно бесконечно длинного провода так, что его плоскость параллельна проводу. Перпендикуляр, восстановленный на провод из центра витка, является нормалью к плоскости витка. Сила тока в проводе I1 = 1 А, сила тока в витке I2 = 5 А. Расстояние от центра витка до провода d = 20 см. Определите магнитную индукцию в центре витка.

129. В однородном магнитном поле индукцией В = 0,2 Тл находится прямой проводник длиной l = 15 см, по которому течет ток I = 5 А. На проводник действует сила F = 0,13 Н. Определите угол α между направлениями тока и вектором магнитной индукции.

130. По прямому горизонтально расположенному проводу пропускают ток I1 = 10 А. Под ним на расстоянии R = 1,5 см находится параллельный ему алюминиевый провод, по которому пропускают ток I2 = 1,5 А. Определите, какой должна быть площадь поперечного сечения алюминиевого провода, чтобы он удержался незакрепленным. Плотность алюминия ρ = 2,7 г/см3.

131. Два бесконечных прямолинейных параллельных проводника с одинаковыми токами, текущими в одном направлении, находятся друг от друга на расстоянии R. Чтобы их раздвинуть до расстояния 2R, на каждый сантиметр длины проводника затрачивается работа А = 138 нДж. Определите силу тока в проводниках.

132. Контур из провода, изогнутого в форме квадрата со стороной a = 0,5 м, расположен в одной плоскости с бесконечным прямолинейным проводом с током I = 5 А ток что две его стороны параллельны проводу. Сила тока в контуре I1 = 1 А. Определите силу, действующую на контур, если ближайшая к проводу сторона контура находится на расстоянии b = 10 см. Направления токов указаны на рисунке.

133. Прямоугольная рамка со сторонами а = 40 см и b = 30 см расположена в одной плоскости с бесконечным прямолинейным проводником с током I = 6 А так, что длинные стороны рамки параллельны проводу. Сила тока в рамке I1 = 1 А. Определите силы, действующие на каждую из сторон рамки, если ближайшая к проводу сторона рамки находится на расстоянии с = 10 см, а ток в ней сонаправлен току I.

134. По тонкому проволочному полукольцу радиусом R = 50 см течет ток I = 1 А. Перпендикулярно плоскости полукольца возбуждено однородное магнитное с индукцией В = 0,01 Тл. Найти силу, растягивающую полукольцо. Действие на полукольцо магнитного поля подводящих проводов и взаимодействие отдельных элементов полукольца не учитывать.

Каркас из проводящей проволоки помещен в магнитное поле, направленное в бумагу. Магнитное поле увеличивается с постоянной скоростью. Направления индукционного тока в проводах AB и CD равны? A. B к A и D к CB. А к В и С к DC. от А до В и от D до CD. B-A и C-D

Дата последнего обновления: 23 апреля 2023 г. 56,8 тыс.+ просмотров

Подсказка: В задаче дано, что магнитное поле направлено в бумагу и увеличивается с постоянной скоростью. Следовательно, магнитный поток также будет увеличиваться с постоянной скоростью, и будет возникать ЭДС индукции, противодействующая увеличению магнитного потока. За счет этого в петле будет генерироваться индуцированный ток. Индуцированный ток будет противодействовать магнитному потоку и магнитному полю. Если это магнитное поле необходимо уменьшить, то необходимо приложить другое магнитное поле, направленное наружу от бумаги.

Используемая формула:
Магнитный поток определяется как: \[d\phi = \overrightarrow B .d\overrightarrow A \]
где, \[\overrightarrow B \] — магнитное поле, \[d\ overrightarrow A \] — элемент площади, а \[\phi \] — магнитный поток.
Закон Ленца определяется формулой: \[E = — \dfrac{{d\phi}}{{dt}}\]
где \[E\] — ЭДС индукции, \[d\phi \] — изменение магнитного потока и \[dt\] представляет собой небольшой интервал времени.

Полный пошаговый ответ:
Скалярное произведение магнитного поля \[\overrightarrow B \]и элемента площади \[d\overrightarrow A \] называется магнитным потоком. Магнитный поток обозначается \[\phi \]. Если \[\overrightarrow B \]это магнитное поле через элемент площади \[d\overrightarrow A \].Тогда поток через площадь определяется как
\[d\phi = \overrightarrow B .d\overrightarrow A \ ]
Когда магнитный поток, связанный с цепью, изменяется, ЭДС, возникающая в цепи, называется ЭДС индукции. Ток, обусловленный ЭДС индукции, называется индукционным током. Закон Ленца гласит, что индуцированное противодействует причине, которое его производит. Если \[d\phi\] — изменение магнитного потока за время \[dt\], то закон Ленца задается выражением
\[E = — \dfrac{{d\phi }}{{dt}}\]

В задаче дано, что магнитное поле увеличивается с постоянной скоростью. Следовательно, магнитный поток также будет увеличиваться, заставляя ЭДС индукции противодействовать увеличению магнитного потока. Следовательно, магнитный поток уменьшится. Следовательно, в петле будет генерироваться индуцированный ток. Это может произойти только при наличии магнитного поля, направленного наружу бумаги. И тогда ток в петле будет течь против часовой стрелки. Направление тока будет \[A \to D \to C \to B \to A\]. В контуре \[ADCB\] направление тока в сегменте \[AB\] — от \[B \к A\], а этот сегмент \[CD\] — от \[D \к C\].

Следовательно, вариант А является правильным ответом.

Примечание: Магнитный поток, который имеет тенденцию увеличиваться из-за магнитного поля, направленного внутрь бумаги. Если индуцированный ток генерируется в направлении, противоположном этому магнитному потоку, то, согласно правилу большого пальца правой руки, этот ток должен течь в направлении против часовой стрелки. То есть он образует петлю как \[A \to D \to C \to B \to A\].
Знак минус в законе Ленца указывает на то, что ЭДС индукции противодействует изменению магнитного поля. ЭДС индукции существует до тех пор, пока существует магнитное поле.

Недавно обновленные страницы

Большинство эубактериальных антибиотиков получено из биологии ризобий класса 12 NEET_UG

Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологии класса 12 А 002 Сточные воды или муниципальные канализационные трубы не должны быть непосредственно 12 класса биологии NEET_UG

Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класса биологии NEET_UG

Иммобилизация фермента – это конверсия активного фермента класса 12 биологии NEET_UG

Большинство эубактериальных антибиотиков получают из биологического класса Rhizobium 12 NEET_UG

Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологического класса А 12 NEET_UG

12 класс биологии NEET_UG

Канализационные или городские канализационные трубы не должны быть напрямую 12 класс биологии NEET_UG

Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класс биологии NEET_UG

Иммобилизация фермента — это преобразование активного фермента класса 12 биологии NEET_UG

Актуальные сомнения

Студенты также читают

Проводящий каркас помещается в магнитное поле, направленное на бумагу.

Магнитное поле увеличивается с постоянной скоростью. Направление индуцированного тока в проводах AB и CD:

Вопрос

Обновлено: 23.05.2019

0003 21 видео

РЕКЛАМА

Text Solution

A

B до A и D до C

B

A до B и C до D

C

C 0 D 0 9 0 и B 0 D до B

B к A и C к D

Ответ

Правильный ответ A

Решение

Внутреннее магнитное поле (×) увеличивается. Следовательно, ток индукции в обеих петлях должен быть направлен против часовой стрелки. Но поскольку площадь петли с правой стороны больше, ЭДС индукции в ней будет больше по сравнению с левой петлей (e=-dϕdt=-A,dBdt), поэтому чистая ток в полной петле будет иметь направление, показанное ниже. следовательно, только вариант (а) является правильным.

Ответить

Пошаговое решение от экспертов, которое поможет вам в разрешении сомнений и получении отличных оценок на экзаменах.

Ab Padhai каро бина объявления ке

Khareedo DN Pro и дехо сари видео бина киси объявление ки rukaavat ке!

Похожие видео

Проводник движется вправо в магнитном поле B . Направление индукционного тока в проводе показано на рисунке. Направление магнитного поля будет

11967908

Выбрать लेमिंग के _________ नियम द्वारा दी जाती है।

95019468

चुंबकीय क्षेत्र Б ल रहा है। उसमे प्रेरित विद्युत धारा की दिशा चित्रानुसाऋ ऋ ऋ ऋ

223421540

Направление тока, наведенного в проводе, движущемся в магнитном поле, находят с помощью

Прямой провод, по которому течет электрический ток, выходит из плоскости бумаги и перпендикулярно ей. Каковы направление и тип индуцируемого магнитного поля?

599063855

Проводящий каркас помещается в магнитное поле, направленное внутрь бумаги. Магнитное поле увеличивается с постоянной скоростью.