Сборник задач абитуриенту. МАГНЕТИЗМ. Равновесие проводника в магнитном поле. Тема 22-2

Опубликовано ср, 07/24/2019 — 09:58 пользователем fizportal.ru

          

МАГНЕТИЗМ. Равновесие проводника в магнитном поле. Тема 22-2

22.10. В однородном магнитном поле с индукций 0,01 Тл находится проводник, расположенный горизонтально. Линии индукции поля также горизонтальны и перпендикулярны проводнику. Какой ток должен протекать по проводнику, чтобы он завис? Масса единицы длины проводника 0,01 кг/м.

Ответ

22.11. Проволочная квадратная рамка массой 10 г со стороной 10 см может вращаться вокруг горизонтальной оси, совпадающей с одной из ее сторон. Рамка находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. При какой минимальной силе тока в рамке она будет неподвижна и наклонена к горизонту под углом 45°?

Ответ

22. 12. По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 4 кг течет ток силой 10 A. Найдите минимальную величину индукции магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась магнитной силой.

Ответ

22.13. Прямой проводник длиной 20 см и массой 50 г подвешен горизонтально на двух легких нитях в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен горизонтально и перпендикулярно к проводнику. Какой ток надо пропустить через проводник, чтобы одна из нитей разорвалась? Индукция поля 50 мТл. Каждая нить разрывается при нагрузке 0,4 Н.

Ответ

22.14. Проводник массой 10 г и длиной 20 см подвешен в горизонтальном положении в вертикальном магнитном поле с индукцией 0,25 Тл. На какой угол (в градусах) от вертикали отклонятся нити, на которых подвешен проводник, если по нему пропустить ток силой 2 А? Массой нитей пренебречь.

Ответ

22.15. Проводник длиной 10 см располагается горизонтально и перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля. При напряжении на проводнике 100 В магнитная сила уравновешивает суду тяжести. Чему равна плотность (в г/см3) проводника, если его удельное сопротивление 10−5 Ом•м, а индукция магнитного поля 1 мТл?

Ответ

22.16. Стержень массой 20 г и длиной 5 см положили горизонтально на гладкую наклонную плоскость, составляющую с горизонтом угол, тангенс которого 0,3. Вся система находится в вертикальном магнитном поле с индукцией 150 мТл. При какой силе тока в стержне он будет находиться в равновесии?

Ответ

22.17. В горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией B = 10 мТл подвешен на двух легких нитях горизонтальный проводник длиной l = 10 см, перпендикулярный магнитному полю. Как изменится сила натяжения каждой из нитей, если по проводнику пропустить ток силой I = 10 A?

Ответ

22.18. По горизонтальному проводнику длиной l = 20 см и массой m = 2 г течет ток силой I = 5 А. Определите магнитную индукцию B магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы он висел не падая.

Ответ

19,6 м

22.19. Проводник длиной l и массой m подвешен на тонких проволочках. При прохождении по нему тока силой I он отклонился в однородном вертикальном магнитном поле так, что проволочки образовали угол $\alpha$ с вертикалью. Какова индукция магнитного поля?

Ответ

Tags: 

Абитуриенту

магнетизм

магнитная сила

Задачи по магнетизму с подробными решениями

Сила Ампера

8.1.1 Под каким углом расположен прямолинейный проводник с током 4 А в однородном магнитном
8.1.2 Проводник с током 21 А и длиной 0,4 м перемещается в однородном магнитном поле
8.1.3 В однородном магнитном поле индукцией 15 Тл проводник переместился перпендикулярно
8.1.4 На прямой проводник с током длиной 0,5 м, перпендикулярный линиям индукции
8.1.5 Прямолинейный проводник массой 2 кг и длиной 0,5 м помещен в однородное магнитное поле
8.1.6 Проводник, расположенный перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, весит
8. 1.7 С какой средней силой действовало магнитное поле на проводник длиной 0,3 м, если сила тока
8.1.8 В однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,25 Тл горизонтально подвешен
8.1.9 В однородном магнитном поле с индукцией 0,06 Тл находится горизонтальный проводник
8.1.10 В однородном магнитном поле с индукцией 150 мТл на расстояние 1,2 м перемещается
8.1.11 Проводник массой 5 г на метр длины, по которому течет ток силой в 10 А, расположенный
8.1.12 Прямой проводник с током 1 А приобрел под действием перпендикулярного ему магнитного
8.1.13 На прямолинейный проводник длиной 40 см и током 20 А, расположенный под углом
8.1.14 В однородном магнитном поле с индукцией 4,9 Тл горизонтально подвешен на двух нитях
8.1.15 Прямой провод, по которому течет постоянный ток, расположен в однородном магнитном
8.1.16 По проводнику АБ протекает постоянный ток. Проводник помещен в однородное магнитное
8.1.17 По проводнику АБ протекает постоянный ток. Проводник помещен в однородное магнитное
8. (-18) Дж влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,3 Тл
8.2.2 На частицу со стороны однородного магнитного поля действует сила Лоренца, равная
8.2.3 Электрон и протон, двигаясь с одинаковыми скоростями, влетают в однородное магнитное
8.2.4 Протон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 20 мкТл перпендикулярно линиям
8.2.5 Два электрона ускоряются из состояния покоя электрическим полем с разностью потенциалов
8.2.6 Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,004 Тл так, что направление
8.2.7 Во сколько раз изменится радиус траектории движения заряженной частицы в циклотроне
8.2.8 Электрон, ускоренный разностью потенциалов 1 кВ, влетает в однородное магнитное поле
8.2.9 Протон описал окружность радиусом 5 см в однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл
8.2.10 Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности радиусом 4 см
8.2.11 Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл по окружности
8. 7 м/с, влетает в однородное магнитное поле
8.2.21 Электрон, прошедший некоторую разность потенциалов, влетает в однородное магнитное
8.2.22 Если конденсатор с расстоянием между пластинами 1 см определенным образом
8.2.23 Электрон движется в магнитном поле с индукцией 2 мТл по винтовой линии радиусом
8.2.24 Заряженная частица влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям
8.2.25 Протон и альфа-частица (4He2), ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влетают
8.2.26 Протон и дейтрон (ядро изотопа водорода 2h2), имеющие одинаковые скорости, влетают
8.2.27 Протон и дейтрон (ядро изотопа водорода 2h2) влетают в однородное магнитное поле
8.2.28 Протон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции

Магнитный момент. Магнитный поток

8.3.1 Сила тока в плоском контуре возрастает в 2 раза. Во сколько раз увеличивается
8.3.2 Поток магнитной индукции, пронизывающий плоскость квадрата, равен 0,2 Вб. Каким
8. 3.3 Определить силу тока, протекающего по плоскому контуру площадью 5 см2, находящемуся
8.3.4 Найти максимальный магнитный поток через прямоугольную рамку, вращающуюся
8.3.5 Определить индуктивность катушки, в которой возникает поток 0,12 Вб при силе тока
8.3.6 Полоску площадью 200 см2, расположенную под углом 60 к направлению однородного
8.3.7 Определить изменение магнитного потока через катушку, если она имеет 2000 витков
8.3.8 Магнитная индукция однородного магнитного поля равна 4 Тл. Какой магнитный поток
8.3.9 Рамка площадью 100 см2 расположена перпендикулярно линиям магнитной индукции
8.3.10 Магнитная индукция однородного магнитного поля равна 0,5 Тл. Найти магнитный поток
8.3.11 Прямоугольная рамка из провода имеет длину 25 см и ширину 12 см. Определить
8.3.12 Плоский контур площадью 25 см2 находится в однородном магнитном поле с индукцией
8.3.13 Найти магнитный поток через плоскую поверхность площадью 40 см2, расположенную
8.3.14 Определить индукцию однородного магнитного поля, если на прямоугольную рамку
8. 3.15 Из проволоки длиной 20 см сделали квадратный контур. Найти максимальный вращающий
8.3.16 Определить вращающий момент плоского контура площадью 0,04 м2, помещенного
8.3.17 Определить поток вектора магнитной индукции через плоскую поверхность площадью
8.3.18 Какую размерность в системе СИ имеет единица измерения магнитного потока?

ЭДС индукции

8.4.1 Найти величину ЭДС индукции в проводнике с длиной активной части 0,25 м, который
8.4.2 Магнитный поток, пронизывающий контур проводника, равномерно изменился на 0,5 Вб
8.4.3 В замкнутую накоротко катушку из медной проволоки вводят магнит, создающий внутри ее
8.4.4 Магнитный поток в контуре проводника за 0,2 с изменился на 1,2 Вб. Какова ЭДС
8.4.5 Магнитный поток через контур изменяется от 6 до 14 Вб за 20 с. Определите абсолютную
8.4.6 Два замкнутых круговых проводника лежат в одной плоскости. При одинаковом изменении
8.4.7 Проводник длиной 2 м движется в однородном магнитном поле индукцией 0,1 Тл
8. 4.8 В однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл равномерно вращается рамка
8.4.9 Рамка из 1000 витков площадью 5 см2, замкнутая на гальванометр с сопротивлением 10 кОм
8.4.10 Магнитный поток, пронизывающий контур проводника, равномерно изменился на 0,5 Вб
8.4.11 С какой скоростью движется проводник в воздухе перпендикулярно линиям индукции
8.4.12 За 5 мс в соленоиде, содержащем 500 витков провода, магнитный поток равномерно
8.4.13 Проводник длиной 1 м движется со скоростью 5 м/с перпендикулярно линиям индукции
8.4.14 Рамка в форме равностороннего треугольника помещена в однородное магнитное поле
8.4.15 Проводник длиной l=1 м лежит на двух гладких горизонтальных шинах, расположенных
8.4.16 Плоская проволочная квадратная рамка со стороной 60 см находится в магнитном поле
8.4.17 Квадратная рамка площадью 100 см2 вращается в магнитном поле с индукцией 0,2 Тл
8.4.18 Рамка площадью 20 см2, имеющая 1000 витков, вращается с частотой 50 Гц
8.4.19 Рамка из 25 витков находится в магнитном поле. Определить ЭДС индукции
8.4.20 Из провода длиной 2 м сделан квадрат, который находится в поле индукцией 50 мкТл
8.4.21 Самолет, имеющий размах крыльев 31,7 м, летит горизонтально со скоростью 400 м/с
8.4.22 Сколько витков провода должна содержать обмотка на стальном сердечнике с поперечным
8.4.23 Какого максимального значения может достигать разность потенциалов, возникающая
8.4.24 Проволочный виток площадью 1 см2 и сопротивлением 1 Ом пронизывается магнитным
8.4.25 Металлическое кольцо радиусом 4,8 см расположено в магнитном поле с индукцией 12 мТл
8.4.26 Прямолинейный проводник длиной 120 см движется в однородном магнитном поле
8.4.27 Под каким углом к линиям индукции однородного магнитного поля индукции 0,5 Тл
8.4.28 Контур сечением 400 см2 из 100 витков равномерно вращается в однородном магнитном
8.4.29 Магнитный поток 30 мВб, пронизывающий замкнутый контур, убывает до нуля за 13 мс
8.4.30 Катушка сопротивлением 100 Ом, состоящая из 1000 витков площадью 5 см2 каждый
8. 4.31 Магнитный поток через катушку, состоящую из 75 витков, равен 4,8 мВб. За сколько
8.4.32 Проводник длиной 2 м с сопротивлением 0,02 Ом движется в магнитном поле со скоростью
8.4.33 Проводник с активной длиной 15 см и сопротивлением 0,5 Ом движется со скоростью
8.4.34 Определить ЭДС индукции в проводнике длиной 20 см, движущегося в однородном
8.4.35 Магнитный поток через соленоид, содержащий 500 витков провода, равномерно убывает
8.4.36 Определить изменение магнитного потока через катушку за время 0,01 с, если она
8.4.37 Рамка площадью 20 см2, имеющая 1000 витков, вращается с частотой 50 Гц в однородном
8.4.38 Соленоид, содержащий 1000 витков провода, находится в однородном магнитном поле
8.4.39 Катушку с ничтожно малым сопротивлением и индуктивностью 3 Гн подключают
8.4.40 Катушка сопротивлением 100 Ом, состоящая из 1000 витков, площадью 5 см2 каждый
8.4.41 Проводник длиной 25 см движется в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл
8.4.42 Рамка площадью 300 см2 имеет 200 витков и находится в магнитном поле 0,1 Тл, силовые
8. 4.43 Виток площадью 50 см2 замкнут на конденсатор емкостью 20 мкФ. Плоскость витка
8.4.44 В однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией B=60 мТл находится
8.4.45 Горизонтальные рельсы находятся на расстоянии 0,3 м друг от друга. На них лежит
8.4.46 Контур площадью 2 м2 и сопротивлением 0,003 Ом находится в однородном поле
8.4.47 Плоский виток провода расположен перпендикулярно однородному магнитному полю
8.4.48 Короткозамкнутая катушка, состоящая из 1000 витков проволоки, помещена в магнитное поле
8.4.49 Поток магнитной индукции в проводящем контуре, содержащем 100 витков
8.4.50 В магнитном поле с индукцией 0,01 Тл вращается стержень длиной 0,2 м с постоянной
8.4.51 Найти максимальный магнитный поток через прямоугольную рамку, вращающуюся
8.4.52 При равномерном изменении силы тока через катушку из 500 витков в ней возникает
8.4.53 Соленоид, содержащий 1000 витков медной проволоки сечением 0,2 мм2, находится
8.4.54 Какой ток идет через гальванометр с сопротивлением 100 Ом, присоединенный
8. 4.55 Два металлических стержня расположены вертикально и замкнуты вверху проводником
8.4.56 Две параллельные вертикальные медные шины, находящиеся в 1 м друг от друга
8.4.57 В однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл расположены вертикально
8.4.58 Проволочный виток, имеющий площадь 100 см2, разрезан в некоторой точке, и в разрез
8.4.59 Виток медного провода помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям
8.4.60 Рамка площадью 100 см2, на которой намотано 100 витков провода сопротивлением 10 Ом
8.4.61 Медный обруч массой 5 кг расположен в плоскости магнитного меридиана. Какой заряд
8.4.62 Магнитный поток через контур сопротивлением 2 Ом равномерно увеличили от 0 до 0,3 мВб
8.4.63 Проволочная рамка площадью 400 см2 равномерно вращается в однородном магнитном
8.4.64 Катушка индуктивности площадью 2 см2 из 500 витков толстого провода подключена
8.4.65 Два параллельных замкнутых на одном конце провода, расстояние между которыми 50 см
8. 4.66 С какой угловой скоростью надо вращать прямой проводник длиной 20 см вокруг оси
8.4.67 Тонкий медный провод массой 1 г согнут в виде квадрата, и концы его замкнуты
8.4.68 Квадратная рамка со стороной 20 см расположена в магнитном поле так
8.4.69 В однородном магнитном поле с индукцией 0,02 Тл расположены вертикально
8.4.70 Прямолинейный проводник длиной 10 см перемещают в однородном магнитном поле

Самоиндукция

8.5.1 Соленоид сечением 10 см2 содержит 1000 витков. Индукция внутри соленоида
8.5.2 Определить индуктивность катушки, если при силе тока 6,2 А, её магнитное поле
8.5.3 В соленоиде, индуктивность которого 0,4 мГн и площадь поперечного сечения 10 см2
8.5.4 Найти индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2 А
8.5.5 Какова индуктивность катушки с железным сердечником, если за время 0,5 с ток в цепи
8.5.6 Определите индуктивность катушки, если при постоянном изменении в ней тока
8.5.7 При изменении силы тока в катушке от 5 до 10 А за 0,1 с возникает ЭДС
8. 5.8 Какова скорость изменения силы тока в обмотке электромагнитного реле
8.5.9 По катушке индуктивностью 80 мГн проходит постоянный ток 2 А. Определить время убывания тока
8.5.10 За какое время в катушке с индуктивностью 0,24 Гн происходит нарастание силы тока от нуля до 14,4 А
8.5.11 Какова индуктивность катушки, если за время 2,5 с ток изменился от 15 до 5 А, а возникшая
8.5.12 При протекании тока силой 15,7 А по обмотке длинной катушки диаметром 2 см и индуктивностью
8.5.13 В катушке индуктивности 40 мГн при равномерном исчезновении тока 2 А в течение 0,01 с
8.5.14 Определите индуктивность катушки, если при равномерном изменении в ней тока от 5 до 10 А
8.5.15 Ток в катушке индуктивности L=2 Гн изменяется со временем, как показано на рисунке

Энергия магнитного поля

8.6.1 Во сколько раз изменится энергия магнитного поля соленоида, если силу тока в нем
8.6.2 На катушке с сопротивлением 5 Ом и индуктивностью 25 мГн поддерживается
8.6.3 Индуктивность катушки 0,1 мГн. При каком магнитном потоке энергия магнитного поля
8.6.4 На катушку с сопротивлением 8,2 Ом подано постоянное напряжение 55 В. Сколько
8.6.5 Определите энергию магнитного поля, если при протекании тока 2 А магнитный поток
8.6.6 Определить индуктивность катушки, если в ней при прохождении тока 2 А энергия
8.6.7 По катушке протекает постоянный ток, создающий магнитное поле. Энергия этого поля
8.6.8 Какой должна быть сила тока в обмотке дросселя с индуктивностью 15 мГн
8.6.9 Определить индуктивность катушки, если при токе 6,4 А ее магнитное поле
8.6.10 Какая совершается работа при пересечении проводником с током 4 А магнитного потока

Пожалуйста, поставьте оценку

( 26 оценок, среднее 4.62 из 5 )

Вы можете поделиться с помощью этих кнопок:

Общая физика II

Глава 31

Вопросы 2, 5, 7, 9, 12, 14, 15

Проблемы: 1, 3, 6, 7, 17, 20

Q2 Проволочная петля помещена в однородную магнитную поле. При какой ориентации петли магнитный поток максимален? Для какой ориентации поток равен нулю?

Магнитный поток максимален, когда магнитное поле B перпендикулярно петле из проволоки, как показано на схеме здесь:

Магнитный поток минимален — фактически равен нулю — когда магнитное поле B параллельно петле провода, как на диаграмме здесь:

Для иллюстрации мне показалось лучше нарисовать это почти параллельно, а не

ровно параллельно.

Q5 Стержень на рис. 31.24 движется по рельсам к вправо со скоростью v , а однородное постоянное магнитное поле направляется за пределы страницы. Почему индуцированный ток по часовой стрелке ? Если бы полоса двигалась влево, каково было бы направление индукционный ток?

Существует магнитная сила из-за движения через магнитный поле.

F магазин = q v

х В

дает вектор вниз для положительного заряда (и вектор вверх для отрицательного заряда). Течение направлено в сторону движение положительного заряда.

, так что это означает, что ток течет по движущейся полосе, влево по нижнему проводнику, вверх через резистор и к справа по верхнему проводнику. Это по часовой стрелке течь по всему контуру.

При изменении направления скорости

, который меняет все. Теперь вектор v x B указывает вверх. Это направление магнитной силы на положительный заряжать.

, так что это означает, что ток течет вверх в движущемся проводнике. Для замыкания цепи ток должен течь слева в верхней проводник, вниз через резистор и вправо в нижнем проводнике. Это означает против часовой стрелки ток во всей цепи.

Q7 Большая круглая проволочная петля лежит на горизонтальной самолет. Через петлю опускают стержневой магнит. Если ось магнита остается горизонтальной при падении, опишите ЭДС, индуцируемую в контуре. Как изменится ситуация, если ось магнита останется вертикальной? как падает?

Когда стержневой магнит падает горизонтально — ну, он падает вертикально, но он лежит в горизонтальном положении — во всяком случае, когда он падает, как показано здесь, поток через горизонтальную катушку будет небольшим. Поток мал, потому что магнитное поле почти параллельно катушка и направление магнитного поля таково, что если учесть компонентов, перпендикулярных катушке, примерно столько же положительного поток как отрицательный поток.

Таким образом, если поток мал, изменение потока будет тоже быть маленьким.

Однако при падении магнита, как показано здесь, с его ось вертикальна, поток через катушку намного больше, поэтому изменение потока также будет больше.

Q9 Уилл опускает магнит в длинную медную трубку создать ток в трубке?

Да, это интересная и полезная демонстрация.

Q12 Что происходит, когда скорость, с которой катушка генератора вращается увеличивается?

Увеличение скорости увеличивает скорость, с которой поток изменяется так, что увеличивается ЭДС или напряжение!

Q14 Когда переключатель на рис. 31.25а замкнут, в катушке установлен ток, а металлическое кольцо пружинит вверх, как показано на рисунке. 31.25б. Почему?

Изменение тока в катушке вызывает изменение магнитного поле в железном ядре. Это изменяющееся магнитное поле вызывает индуцированное напряжение и ток в металлическом кольце. По закону Ленца это наведенное напряжение или ток создаст магнитное поле в направлении, противоположном магнитное поле в железном сердечнике. Эти два поля отталкивают друг друга!

Q15 Предположим, что батарея на рис. 31.25а заменена. источником переменного тока, а переключатель удерживается замкнутым. Если удерживать, металл кольцо в верхней части соленоида становится горячим. Почему ?

В приведенном выше объяснении просто говорится «изменяющийся ток». и «изменяющееся магнитное поле». Они могут измениться, потому что они идут от нуля до некоторого значения, или они могут меняться, потому что они являются частью цепи переменного тока (ac).

Результат именно одинаковый.

Если продолжать удерживать кольцо в чередующемся (сменном) магнитное поле, в нем будет продолжаться ток. Токи производят нагревать!

31,1 Прямоугольная катушка с 50 витками размером 5,0 см x 10,0 cm сбрасывается с позиции, где B = 0, на новую позицию, где B = 0,50 Тл и направлен перпендикулярно плоскости катушки. Рассчитать результирующая средняя ЭДС, индуцируемая в катушке, если происходит смещение через 0,25 с.

= — N d/dt = — Н/т

= ф — и

и = 0

е = [0,5 Тл] [(0,05 м)(0,10 м)] = 0,0025 Тл-м 2

= ф — и = 0,0025 Т-м 2

= — N d/dt = — Н/т = — (50)(0,0025/0,25) В

= — 0,50 В

 

31,3 Мощный электромагнит имеет поле 1,6 Тл и поперечное сечение площадь 0,20 м 2 . Если мы поместим катушку с 200 витками и общее сопротивление 20 Ом вокруг электромагнита, а затем включите отключение питания электромагнита за 20 мс (0,020 с), какой ток наводится в катушке?

= — N d/dt = — Н/т

= ф — и

ф = 0

я = [1,6 Тл] [0,20 м 2 ] = 0,32 Тл-м 2

= ф — и = — 0,32 Т-м 2

= — N d/dt = — Н/т = (200)(0,32/0,020) В

= 3200 В

 

31,6 Плотно намотанная круглая катушка имеет 50 витков радиусом 0,10 м. Однородное магнитное поле включено вдоль направления, перпендикулярного к плоскости катушек. Если поле линейно возрастает от 0 Тл до 0,6 Тл за 0,20 с, какая ЭДС наводится в катушке?

А = г 2

А = (0,10 м) 2 = 0,0314 м 2

= A B

с

cos = cos 0 = 1

я = 0

е = (0,0314 м 2 )(0,6 Т) = 0,01885 Т-м 2

= ф — и = — 0,01885 Т-м 2

= — N d/dt = — Н/т = (50)(0,01885/0,020) В

= 47 В

31,7 Круглая катушка из 30 витков радиусом 4 см и сопротивлением 1 Ом помещен в магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости катушки. Величина магнитного поля изменяется во времени в зависимости от к выражению B = 0,010 t + 0,040 t 2 , где t в секундах и B находится в тесла. Рассчитать ЭДС индукции в катушке при t = 5,0 с.

В = 0,010 т + 0,040 т 2

дБ/dt = 0,010 + (0,040)(2 t)

При t = 5,0 с,

дБ/dt] (5,0 с) = 0,010 + (0,040)(90 x 158)(2 х 158)(2 х 158)(2 х 158)(2 х 158)(2 х 158)

дБ/dt] (5,0 с) = 0,010 + (0,040)(10)

дБ/dt] (5,0 с) = 0,010 + 0,40 = 0,41

A = г 2

А = (0,04 м) 2 = 0,005 м 2

= AB

, так как cos = cos 0 = 1

= — N d/dt = — N d(AB)/dt = — NA дБ/dt

= — (30)(0,005)(0,41) V = 0,062 V

Хотя это все, что требует учебник, поскольку мы также зная сопротивление катушки, мы могли бы также увеличить его всего на бит и запросить ток , индуцируемый в катушке.

V = IR

I = V/R

I = 0,062 V / 1

I = 0,062 A

31,17 Боинг 747 с размахом крыла 60,0 м летит горизонтально со скоростью 300 м/с над Финиксом, где направление магнитного поля Земли составляет 58 o ниже горизонтали. Если магнитуда магнитного поля 50,0 Тл (микроТесла), какое напряжение возникает между законцовками крыла?

Летит самолет Boeing 747 с размахом крыла 60,0 м горизонтально со скоростью 300 м/с над Финиксом, где направление магнитного поля Земли находится на 58 o ниже горизонтали. Если величина магнитного поля 50,0 Тл (микроТесла), какое напряжение возникает между законцовками крыла?

Для случая v , перпендикулярного B , мы найдено

= — B l v

Но именно компонент B является перпендикулярным на v (или наоборот!), что важно, поэтому более общий форма этого уравнения действительно

= — B l v sin

где угол между B и v

= — Б л v грех

= — B l v sin 58 o

= — (50 x 10 — 6 )(60)(300)(0,790) В

= — 0,711 В

31,20 На рисунке P31. 20 стержневой магнит перемещается к петле. Является ли V a — V b положительным, отрицательным или нулем?

С чем нам работать? Закон Ленца говорит нам, что индуцированный ток попытается вернуть поток к тому, что он было до изменения («статус-кво анте»).

Первоначально, когда магнит находился далеко, поток через петля нулевая.

По мере продвижения магнита в катушку магнитный поток увеличивается. Какое направление имеет магнитное поле?

Магнитное поле направлено от северного полюса N к внешний столб S . На этом этапе может быть немного легче перерисовать магнитное поле как единый вектор.

Теперь мы изменились с нет потока есть поток из-за магнитного поля, указывающего « назад » на экран. Согласно закону Ленца , индуцированное магнитное поле будет противодействовать это изменение.

«Индуцированное магнитное поле» является магнитным поле, вызванное наведенным током .

Следовательно, индуцированный ток в контуре должен быть по часовой стрелке , как мы смотрим на это. Это означает, что ток в остальная часть схемы должна быть такой, как показано стрелками на рисунке выше.

Все это означает, что через резистор протекает ток Р от а до б . Для этого напряжение на а должно быть выше чем напряжение в точке b.

V a > V b

Рабочий лист: Магнитное поле, создаваемое током в прямом проводе

Начало занятий

В этом рабочем листе мы будем практиковаться в вычислении магнитного поля, создаваемого током в прямом проводе.

Q1:

По длинному прямому проводу течет постоянный ток 𝐼, создающий магнитное поле 𝐵. Силовые линии магнитного поля 𝐵 показаны на диаграмме. По схеме укажите направление условного тока в проводе.

  • AВ проводе отсутствует ток.
  • BВнизу вверх
  • CСверху вниз

Q2:

Что из следующего правильно описывает отношения между 𝐵, 𝑟 и 𝐼, где 𝐵 — напряженность магнитного поля, измеренная на перпендикулярном расстоянии 𝑟 от длинного прямого провода, по которому течет постоянный ток 𝐼?

  • А𝐵∝𝐼𝑟
  • Б𝐵∝𝑟𝐼
  • C𝐵∝𝐼𝑟
  • Д𝐵∝𝐼√𝑟
  • E𝐵∝𝑟𝐼

Q3:

По длинному прямому проводу течет постоянный ток, который создает магнитное поле напряженностью 𝐵 тесла на перпендикулярном расстоянии 𝑑 см от провода. Предполагая, что система не меняется, какова связь между 𝐵 и силой магнитное поле 𝐵 на перпендикулярном расстоянии 2𝑑 см от провода? Предположим, что 𝐵 и 𝐵 намного больше, чем сила магнитного поля Земли.

  • А𝐵=𝐵
  • B𝐵=2𝐵
  • C𝐵=14𝐵
  • Д𝐵=12𝐵
  • Э𝐵=4𝐵

Q4:

На схеме показан длинный прямой провод, по которому течет ток 𝐼. В результате магнитное поле, которое намного сильнее, чем магнитное поле Земли, может быть измерено в точке 𝑃, который находится на небольшом расстоянии от провода. Если в точке 𝑃 поместить маленький компас так, чтобы его грань была направлена ​​в сторону, противоположную течению, в каком направлении будет указывать стрелка?

  • А
  • Б
  • С
  • Д

Q5:

По прямому проводу в электрической цепи протекает постоянный ток 𝐼 А. Результирующее магнитное поле на перпендикулярном расстоянии 18 мм от этого провода измеряется как 1,2×10 Тл. Рассчитайте 𝐼 с точностью до ампера. Используйте 4𝜋×10 Т⋅м/А для значения 𝜇.

Q6:

Магнитное поле напряженностью 10×10 Тл измеряется при перпендикулярно на расстоянии 12 см от длинного, прямой провод. Некоторое время спустя напряженность магнитного поля 20×10 Тл измеряется на перпендикулярном расстоянии 6 см от того же провода. Предполагая отсутствие других изменений в системе, какое из следующих утверждений описывает величину тока, проходящего по проводу между двумя измерения?

  • AТок, протекающий по проводу, остается одинаковым между первым и вторым измерениями.
  • BТок, протекающий по проводу, уменьшается между первым и вторым измерениями.
  • CТок, протекающий по проводу, увеличивается между первым и вторым измерениями.

Q7:

По длинному проводу проходит постоянный ток. В результате магнитное поле 8,0×10 T можно измерить на перпендикулярном расстоянии 13 см от провода. Какой будет напряженность магнитного поля на перпендикулярном расстоянии 26 см от провода? Дайте ответ в экспоненциальном представлении с точностью до одного десятичного знака.

  • A4.0×10 Т
  • B2.7×10 Т
  • C3.2×10 Т
  • Д1,6×10 Т
  • E2.0×10 Т

Q8:

По длинному прямому кабелю на промышленной электростанции проходит постоянный ток 100 А. Рассчитайте напряженность результирующего магнитного поля на перпендикулярном расстоянии 0,06 м. от этого кабеля. Используйте 4𝜋×10 Т⋅м/А для значения 𝜇. Дайте ответ в экспоненциальном представлении с точностью до двух знаков после запятой.

  • А1,67×10 Т
  • В5,56×10 Т
  • C3.33×10 T
  • Д3.00×10 Т
  • Е2.10×10 Т

Q9:

По длинному прямому проводу течет постоянный ток 𝐼, который индуцирует магнитное поле 𝐵. Какая из следующих диаграмм наиболее точно представляет силовые линии магнитного поля 𝐵?

  • А
  • Б
  • С
  • Д
  • Е

Q10:

На схеме показан длинный прямой горизонтальный провод, по которому течет ток 𝐼.