Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна

Указать, какое из природных явлений не может служить примером излучения электромагнитных волн.
(*ответ*) гром
 молния
 излучение звезд
 полярное сияние
Указать, какое явление характерно для электромагнитных волн, но не является общим свойством волн любой природы.
(*ответ*) поляризация
 преломление
 дифракция
 интерференция
Указать, какой процесс объясняется явлением электромагнитной индукции.
(*ответ*) появление тока в замкнутой катушке при опускании в нее постоянного магнита
 отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током
 взаимодействие двух проводов с током
 возникновение силы, действующей на проводник с током в магнитном поле
Указать, какой процесс объясняется явлением электромагнитной индукции.
(*ответ*) появление тока в замкнутой катушке при удалении из нее постоянного магнита
 отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током
 возникновение силы, действующей на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле
 взаимодействие двух проводов с током

Указать, какой процесс объясняется явлением электромагнитной индукции.
(*ответ*) возникновение электрического тока в замкнутой катушке при увеличении силы тока в другой катушке, находящейся рядом с ней
 отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током
 взаимодействие двух проводов с током
 возникновение силы, действующей на проводник с током в магнитном поле
Указать, какой процесс объясняется явлением электромагнитной индукции.
(*ответ*) возникновение электрического тока в замкнутой катушке при уменьшении силы тока в другой катушке, находящейся рядом с ней
 взаимодействие двух проводов с током
 отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током
 возникновение силы, действующей на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле
Указать, какой процесс объясняется явлением электромагнитной индукции.

(*ответ*) притяжение алюминиевого кольца, подвешенного на нити, к постоянному магниту при выдвигании его из кольца
 отталкивание двух одноименно заряженных частиц
 отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током
 отклонение стрелки вольтметра, подключенного к клеммам источника тока
Указать, на каком расстоянии от собирающей линзы нужно поместить предмет, чтобы его изображение было действительным.
(*ответ*) большем, чем фокусное расстояние
 меньшем, чем фокусное расстояние
 при любом расстоянии изображение будет действительным
 при любом расстоянии изображение будет мнимым
Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 10 А. При перемещении проводника 8 ем в направлении действия силы Ампера она совершила работу 0,004 Дж. Определить индукцию магнитного поля. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.
(*ответ*) 0,05 Тл
 0,0005 Тл
 0,005 Тл
 0,032 Тл
Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия совершает работу 0,004 Дж. Определить силу тока, протекающую по проводнику. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.
(*ответ*) 10 А
 0,01 А
 0,1 А
 64 А
Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. Определить, какую работу совершает сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.
(*ответ*) 0,004 Дж
 0,4 Дж
 0,5 Дж
 0,625 Дж
Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 10 А. Определить перемещение, которое совершит проводник в направлении действия силы Ампера, если работа этой силы равна 0,004 Дж.
Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.
(*ответ*) 0,08 м
 0,0008 м
 0,8 м
 8 м

8. Работа силы Ампера

А 1

Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. Какую работу совершает сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

1) 0,004 Дж 2) 0,4 Дж

3) 0,5 Дж 4) 0,625 Дж

А 2

Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия совершает работу 0,004 Дж. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

1) 0,01 А 2) 0,1 А

3) 10 А 4) 64 А

А 3

Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. При перемещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера она совершила работу 0,004 Дж. Чему равна индукция магнитного поля? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

1) 0,0005 Тл 2) 0,005 Тл

3) 0,032 Тл 4) 0,05 Тл

А 4

Участок проводника находится в магнитном поле, индукция которого 50 мТл.

Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 10 А. При перемещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера, поле совершает работу 0,004 Дж. Чему равна длина участка проводника? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

1) 10 м 2) 0,1 м

3) 0,064 м 4) 0,001 м

А 5

Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле с индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 10 А. Какое перемещение совершает проводник в направлении действия силы Ампера, если работа этой силы 0,004 Дж? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

1) 0,0008 м 2) 0,08 м

3) 0,8 м 4) 8 м

Магнитное поле (страница 1)

Магнитное поле тока. Электромагнитная индукция

1 Индукция однородного магнитного поля В=2 Тл. Найти напряженность магнитного поля.

Решение:
Магнитная индукция

отсюда

2 Напряженность однородного магнитного поля длинного соленоида Н = In/l. Найти магнитную индукцию в железном сердечнике соленоида, если длина соленоида l=50 см, число витков n = 500, ток I=10 А. Магнитная проницаемость железа μ = 5000.

Решение:
Магнитная индукция

3 Найти магнитную проницаемость железа, если напряженность магнитного поля в железе Н =800 А/м, а магнитная индукция В = 5 Тл.

Решение:
Магнитная проницаемость

4 Прямой проводник длины l= 1 см расположен перпендикулярно к линиям индукции в однородном поле. Какая сила действует на проводник, если по нему идет ток I= 1 А, а магнитная индукция B=10 мТл?

Решение:
На прямой проводник с током, расположенный перпендикулярно к линиям индукции в однородном магнитном поле, действует сила F=BIl=0,1 мН. Направление силыvопределяется правилом левой руки (рис. 370).

5 Прямой проводник длины l=0,2 м и массы m = 5 г подвешен горизонтально на двух невесомых нитях оа и оb в однородном магнитном поле. Магнитная индукция B = 49 мТл и перпендикулярна к проводнику (рис. 140).
Какой ток надо пропустить через проводник, чтобы одна из нитей разорвалась, если нить разрывается при нагрузке, равной или превышающей Мg = 39,2мН?


Решение:
На проводник действуют: две одинаковые силы натяжения нитей Т, сила тяжести mg и сила

со стороны магнитного поля, где α — угол между направлениями тока I и магнитной индукции (в нашем случае α = 90° и sinα = 1). Подразумевается, что направления тока и магнитной индукции таковы, что сила F направлена вниз (рис. 140). В противном случае силы натяжения нитей при пропускании тока не возрастают, а уменьшаются, и нити не оборвутся.
Если проводник находится в равновесии, то

отсюда

Для разрыва одной из нитей необходимо выполнение условия

или

6 На прямой проводник длины l=0,5 м, расположенный перпендикулярно к линиям индукции магнитного поля, действует сила F=0,15 Н. Найти ток I, протекающий в проводнике, если магнитная индукция B = 20 мТл.

Решение:

Если проводник расположен перпендикулярно к направлению магнитной индукции, то F=BIl, где I-ток в проводнике; отсюда I=F/Bl=15 А.

7 Между полюсами магнита подвешен горизонтально на двух невесомых нитях прямой проводник длины l=0,2 м и массы m=10 г. Индукция однородного магнитного поля B = 49 мТл и перпендикулярна к проводнику. На какой угол α от вертикали отклонятся нити, поддерживающие проводник, если по нему пропустить ток I=2 А?

Решение:
На проводник действуют: силы натяжения двух нитей Т, сила тяжести mg и сила F=BIl со стороны магнитного поля (рис. 371). При равновесии проводника суммы проекций сил (с учетом их знаков) на вертикальное и горизонтальное направления равны нулю:

отсюда

8 Найти напряженность Н и индукцию B магнитного поля прямого тока в точке, находящейся на расстоянии r=4м от проводника, если ток I=100 А.

Решение:


9 ГОСТ 8.417—81 дает такое определение единицы силы тока — ампера: «Ампер равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожной малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длины 1 м силу взаимодействия, равную ». Исходя из этого определения, вычислить магнитную постоянную mo.

Решение:
Вокруг бесконечно длинного прямолинейного проводника, по которому течет ток I1 образуется магнитное поле, напряженность которого на расстоянии r от проводника

а индукция

При этом векторы Н и В направлены одинаково и лежат в плоскости, перпендикулярной к проводнику. На отрезок второго проводника длины l, по которому течет ток I2, магнитное поле действует с силой

где α — угол между направлениями отрезка проводника и магнитной индукции. Так как второй проводник параллелен первому, то α = 90° и sinα = 1. Таким образом,


Подставив значения

найдем

10 Найти силу взаимодействия, приходящуюся на единицу длины проводов воздушной линии электропередачи, если ток в линии I=500 А, а расстояние между проводами r =50 см.

Решение:


11 Индукция однородного магнитного поля B=0,5 Тл. Найти магнитный поток через площадку S=25 см2, расположенную перпендикулярно к линиям индукции. Чему будет равен магнитный поток, если площадку повернуть на угол α = 60° от первоначального положения?

Решение:
На рис. 372 показано направление магнитной индукции и положение площадки в обоих случаях. По определению магнитный поток

где α — угол между нормалью n к площадке и направлением магнитной индукции В. В первом случае

во втором случае a=j (углы с взаимно перпендикулярными сторонами) и

12 Найти магнитную индукцию и магнитный поток через поперечное сечение никелевого сердечника соленоида (рис. 141), если напряженность однородного магнитного поля внутри соленоида H=25 кА/м. Площадь поперечного сечения сердечника S=20 см2, магнитная проницаемость никеля μ = 200.

Решение:


13 Магнитный поток через поперечное сечение катушки, имеющей n=1000 витков, изменился на величину ΔФ = 2 мВб в результате изменения тока в катушке от I1 = 4 А до I2 = 20А. Найти индуктивность L катушки.

Решение:


14 Виток площади S = 2 см2 расположен перпендикулярно к линиям индукции однородного магнитного поля. Найти индуцируемую в витке э.д.с, если за время Δt = 0,05 с магнитная индукция равномерно убывает от B1=0,5Тл до В2 = 0,1 Тл.

Решение:


15 Какой магнитный поток пронизывал каждый виток катушки, имеющей n =1000 витков, если при равномерном исчезновении магнитного поля в течение времени Δt = 0,1 с в катушке индуцируется э.д.с. ε = 10 В?

Решение:


16 Рамка в форме равностороннего треугольника помещена в однородное магнитное поле с напряженностью H=64кА/м. Нормаль к плоскости рамки составляет с линиями индукции магнитного поля угол α = 30°. Найти длину стороны рамки а, если в рамке при выключении поля в течение времени Δt = 0,03 с индуцируется э. д. с. ε = 10 мВ.

Решение:
Начальный магнитный поток через рамку

где
площадь рамки и B=µ0H-магнитная индукция. Конечный магнитный поток Ф2=0. Изменение магнитного потока

Э.д.с. индукции

отсюда


17 Квадратная рамка со стороной а=10см помещена в однородное магнитное поле. Нормаль к плоскости рамки составляет с линиями индукции магнитного поля угол α = 60°. Найти магнитную индукцию В этого поля, если в рамке при выключении поля в течение времени Δt = 0,01 с индуцируется э.д.с. ε = 50 мВ.

Решение:


18 Плоский виток площади S= 10 см2 помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно к линиям индукции. Сопротивление витка R=1 Ом. Какой ток I протечет по витку, если магнитная индукция поля будет убывать со скоростью ΔB/Δt = 0,01 Тл/с?

Решение:


19 Плоский виток площади S= 10 см2 помещен в однородное магнитное поле с напряженностью H=80 кА/м, перпендикулярное к линиям индукции. Сопротивление витка R = 1 Ом. Какой заряд протечет по витку, если поле будет исчезать с постоянной скоростью?

Решение:


20 Какова индуктивность катушки с железным сердечником, если за время Δt = 0,5 с ток в цепи изменился от I1 = 10 А до I2 = 5 А, а возникшая при этом э.д.с. самоиндукции ε = 25 В?

Решение:
Э.д.с. самоиндукции

отсюда

21 Проводник длины l=2 м движется в однородном магнитном поле со скоростью v = 5 м/с, перпендикулярной к проводнику и линиям индукции поля. Какая э. д. с. индуцируется в проводнике, если магнитная индукция B=0,1 Тл?

Решение:
Э.д.с. индукции

магнитный поток через площадь ΔS, «заметаемую» проводником за время Δt (рис. 373). Опуская знак минус, найдем

22 Самолет летит горизонтально со скоростью v = 900 км/ч. Найти разность потенциалов, возникающую между концами крыльев самолета, если вертикальная составляющая индукции земного магнитного поля Bo = 0,5 мкТл и размах крыльев самолета l=12 м.

Решение:
Крылья самолета за время Dt «заметают» площадь

Магнитный поток через эту площадь равен

где

вертикальная составляющая индукции земного магнитного поля (α — угол между вертикалью и направлением магнитной индукции). Разность потенциалов V между концами крыльев самолета равна э.д.с. ε, индуцируемой в металлических крыльях и корпусе самолета при его движении в магнитном поле Земли:

23 С какой скоростью должен двигаться проводник длины l=10 см перпендикулярно к линиям индукции однородного магнитного поля, чтобы между концами проводника возникла разность потенциалов V=0,01 В? Скорость проводника составляет с направлением самого проводника угол α = 30°. Линии индукции перпендикулярны к проводнику, индукция B = 0,2 Тл.

Решение:
Площадь, «заметаемая» за время Δt проводником, скорость которого v направлена под углом а к самому проводнику, представляет собой площадь параллелограмма (рис.374):

Магнитный поток через эту площадь

Разность потенциалов V между концами проводника равна э.д.с. ε, индуцируемой в этом проводнике:


24 Какой ток идет через гальванометр, присоединенный к железнодорожным рельсам, при приближении к нему поезда со скоростью v = 60 км/ч? Вертикальная составляющая индукции земного магнитного поля Bо=50 мкТл. Сопротивление гальванометра R=100 Ом. Расстояние между рельсами l=1,2 м; рельсы считать изолированными друг от друга и от земли.

Решение:


25 Квадратная рамка со стороной l=2 см помещена в однородное магнитное поле с индукцией B = 100 Тл. Плоскость рамки перпендикулярна к линиям индукции поля. Сопротивление рамки R=1 Ом. Какой ток протечет по рамке, если ее выдвигать из магнитного поля со скоростью v = 1 см/с, перпендикулярной к линиям индукции? Поле имеет резко очерченные границы, и стороны рамки параллельны этим границам.

Решение:
Пока рамка находится в области, где имеется магнитное поле, магнитный поток через поверхность, ограниченную рамкой,
при движении рамки не изменяется. Поэтому э.д.с. индукции в рамке не возникает. После того как одна из сторон рамки вышла за границу поля (рис. 375), магнитный поток через поверхность, ограниченную рамкой, будет изменяться. За время Δt рамка перемещается на расстояние vΔt и часть площади рамки, которую пересекает магнитное поле, уменьшается на величину
Магнитный поток за это время изменяется на величину

Индуцируемая в рамке э.д.с.

и по рамке протечет ток

Когда рамка выйдет из области, где имеется магнитное поле, э.д.с. индукции снова станет равной нулю.

26 Проволочный виток площади S= 1 см2, имеющий сопротивление R = 1 мОм, пронизывается однородным магнитным полем, линии индукции которого перпендикулярны к плоскости витка. Магнитная индукция изменяется со скоростью ΔB/Δt = 0,01 Тл/с. Какое количество теплоты выделяется в витке за единицу времени?

Решение:


27 Прямоугольная рамка, подвижная сторона которой имеет длину l, помещена в однородное магнитное поле с индукцией B. Плоскость рамки перпендикулярна к линиям индукции магнитного поля. Подвижную сторону, которая вначале совпадает с противоположной ей неподвижной, начинают двигать равномерно со скоростью v. Найти зависимость тока I в рамке от времени t. Сопротивление единицы длины проводника равно Rl.

Решение:


28 Два параллельных, замкнутых на одном конце провода, расстояние между которыми l=50 см, находятся в однородном магнитном поле с индукцией B = 5 мТл. Плоскость, в которой расположены провода, перпендикулярна к линиям индукции поля. На провода положен металлический мостик, который может скользить по проводам без трения. Мостик под действием силы F=0,1 мН движется со скоростью v=10м/с. Найти сопротивление R мостика. Сопротивлением проводов пренебречь.

Решение:


29 Рамка из n = 1000 витков, имеющих площадь S = 5 см2, замкнута на гальванометр с сопротивлением R=10 кОм и помещена в однородное магнитное поле с индукцией B=10мТл, причем линии индукции поля перпендикулярны к ее плоскости. Какой заряд q протечет по цепи гальванометра, если направление индукции магнитного поля плавно изменить на обратное?

Решение:
При плавном изменении магнитной индукции в рамке индуцируется э.д.с.

где ΔФ-изменение магнитного потока, Δt — время, в течение которого происходило это изменение. Ток в рамке

Заряд, протекший по цепи за время Δt,

Начальный поток магнитной индукции

При изменении направления магнитного поля на обратное магнитный поток изменяет знак. Поэтому конечный магнитный поток

Изменение магнитного потока

Таким образом,


30 Замкнутая катушка диаметра D с числом витков n помещена в однородное магнитное поле с индукцией В. Плоскость катушки перпендикулярна к линиям индукции поля. Какой заряд q протечет по цепи катушки, если ее повернуть на 180? Проволока, из которой намотана катушка, имеет площадь сечения S и удельное сопротивление ρ.

Решение:


31 В цепь включены последовательно источник тока с э.д.с. ε = 1,2 В, реостат с сопротивлением R=1 Ом и катушка с индуктивностью L=1 Гн. В цепи протекал постоянный ток Io. С некоторого момента сопротивление реостата начинают менять так, чтобы ток уменьшался с постоянной скоростью ΔI/Δt = 0,2 А/с. Каково сопротивление R, цепи спустя время t = 2 с после начала изменения тока?

Решение:
Сумма э.д.с. источника тока и э.д.с, индуцируемой в цепи при равномерном изменении тока, равна

Ток изменяется
по закону

Сопротивление цепи в любой момент времени

В момент времени t= 2 с искомое сопротивление Rt= 1,75 0м.

32 Какой ток I покажет амперметр в схеме, изображенной на рис. 142, если индукция перпендикулярного к плоскости рисунка однородного магнитного поля меняется с течением времени по закону B = kt? Точки с и d лежат на концах диаметра проволочного кольца. Сопротивление единицы длины проволоки равно Rl; диаметр кольца равен D.

Решение:
Рассмотрим контуры cmd и end, площади которых

(рис. 376). Магнитные потоки через каждый контур в моменты времени t1 и t2 будут

Э.д.с. индукции в каждом контуре (поскольку магнитное поле меняется равномерно)

Пусть э.д.с. индукции вызывает в контурах токи, направления которых показаны на рис. 376. Взяв направление обхода контуров против часовой стрелки и применив правила Кирхгофа, получим

где — сопротивление проводника cd, — сопротивления проводников cmd и end. Решая эти уравнения, найдем


33 Квадратная рамка со стороной а=1 см помещена в однородное магнитное поле с индукцией B=10 мТл так, что две стороны рамки перпендикулярны к линиям индукции поля, а нормаль к плоскости рамки образует с ними угол α = 30°. Найти момент сил М, действующий на рамку, если по ней протекает ток I=0,1 А.

Решение:
Направления сил, действующих на рамку с током со стороны магнитного поля, определяются правилом левой руки (рис. 377, а). На стороны рамки ск и dl действуют силы F1 и F2,
направленные противоположно по одной прямой. Они не создают момента сил. На стороны рамки cd и kl действуют силы F3=F4=IBa. Они образуют пару, создающую момент сил М, равный произведению одной из этих сил на расстояние между линиями, по которым они направлены. Как видно из рис. 377, б, на котором показан вид рамки со стороны ск, это расстояние равно asinα. Таким образом,


34 Пятиугольная рамка abcde, изображения на рис. 143, движется в однородном вертикальном магнитном поле со скоростью v, перпендикулярной к линиям индукции поля и стороне рамки ab. Магнитная индукция поля равна В. Найти э.д.с, индуцируемую в рамке, и ток в ней.

Решение:
Общая э.д.с, индуцируемая в рамке при движении в однородном магнитном поле, равна нулю, так как равно нулю изменение магнитного потока через площадь, ограниченную рамкой. Поэтому равен нулю и ток в рамке.
Общую э.д.с, индуцируемую в рамке, можно рассматривать также как сумму э.д.с, индуцируемых в каждой из сторон рамки.
Если скорость движения проводника составляет угол φ с самим проводником, а линии индукции поля перпендикулярны к направлениям проводника и его скорости, то индуцируемая в нем э.д.с.

Поэтому э.д.с. в сторонах рамки ае й bc не возникают В стороне ab возникает э.д.с.

В сторонах ed и cd возникают э.д.с.

Так как

то полная э.д.с. в сторонах ed и cd будет

т.е. равна по модулю э.д.с. в стороне ab, но имеет с ней противоположное (при обходе по контуру) направление; поэтому тока в рамке не возникает.

35 С какой угловой скоростью надо вращать прямой проводник длины r = 20 см вокруг одного из его концов в плоскости, перпендикулярной к линиям индукции однородного магнитного поля, чтобы в проводнике индуцировалась э. д.с. ε = 0,3 В? Магнитная индукция поля B = 0,2 Тл.

Решение:
За время Δt проводник, вращаясь с угловой скоростью w, повернется на угол

и «заметет» сектор, площадь которого

(рис. 378). Магнитный поток через эту площадь и э.д.с. индукции

отсюда

Контрольная работа по теме Электромагнетизм 11 класс

Контрольная работа по теме Электромагнетизм для учащихся 11 класса с ответами. Контрольная работа состоит из 5 вариантов, в каждом по 8 заданий.

1 вариант

A1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнен, см. ри­сунок), которая может поворачиваться вокруг вертикаль­ной оси, перпендикулярной плоско­сти чертежа, поднесли постоянный магнит. При этом стрелка

1) повернетcя на 180°
2) повернетcя на 90° по часовой стрелке
3) повернетcя на 90° против часовой стрелки
4) останется в прежнем положении

А2. Участок проводника длиной 10 см находитcя в магнит­ном поле. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. При перемещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера она совершила ра­боту 0,004 Дж. Чему равна индукция магнитного поля? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

1) 0,0005 Тл
2) 0,005 Тл
3) 0,032 Тл
4) 0,05 Тл

А3. Протон р, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет го­ризонтальную скорость v, перпендикулярную вектору индукции В магнитного поля, направленного вниз (см. рис.). Куда направлена дейст­вующая на протон сила Лоренца F?

1) Вертикально вниз
2) Вертикально вверх
3) Горизонтально на нас
4) Горизонтально от нас

А4. За 5 с магнитный поток, пронизывающий проволочную рамку, увеличился от 3 до 8 Вб. Чему равно при этом значение ЭДС индукции в рамке?

1) 0,6 В
2) 1 В
3) 1,6 В
4) 25 В

А5. На рисунке показано изменение силы тока в катушке индуктивности от времени.

Модуль ЭДС самоиндукции принимает равные значения в промежутках времени

1) 0-1 с и 1-3 с
2) 3-4 с и 4-7 с
3) 1-3 с и 4-7 с
4) 0-1 с и 3-4 с

B1. Горизонтальные рельсы находятся на расстоянии 30 см друг от друга. На них лежит стержень массой 100 г пер­пендикулярно рельсам. Вся система находится в верти­кальном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. При про­пускании по стержню тока 2 А, он движется с ускорением 2 м/с2 Найдите коэффициент трения между рельсами и стержнем.

В2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в одно­родном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью v. Что произойдёт с радиусом ор­биты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении индукции магнитного поля?

К каждой позиции первого столбца подберите соответст­вующую позицию второго.

Физические величины

А) радиус орбиты
Б) период обращения
В) кинетическая энергия

Их изменение

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

C1. Проволочный виток, имеющий площадь 10 см2, разре­зан в некоторой точке, и в разрез включён конденсатор ёмкости 10 мкФ. Виток помещён в однородное магнит­ное поле, силовые линии которого перпендикулярны к плоскости витка. Индукция магнитного поля равномер­но убывает за 0,2 с на 0,01 Тл. Определите заряд на конденсаторе.

2 вариант

A1. На проводник, расположенный в однородном магнитном поле под углом 30° к направлению линий магнит­ной индукции, действует сила F. Если увеличить этот угол в 3 раза, то на проводник будет действовать сила, равная

1) 0
2) F/2
3) 2F
4) 3F

А2. Участок проводника длиной 20 см находится в магнит­ном поле индукцией 25 мТл. Сила Ампера при переме­щении проводника на 8 см в направлении своего дейст­вия совершает работу 0,004 Дж. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику?

1) 0,01 А
2) 0,1 А
3) 10 А
4) 64 А

А3. Протон р, влетевший в зазор между полюсами электро­магнита, имеет горизонтальную скорость v, перпендикулярную вектору индукции В магнитного поля, направленного вверх (см. рис.). Куда направлена действующая на протон сила Лоренца F?

1) Вертикально вниз
2) Вертикально вверх
3) Горизонтально к нам
4) Горизонтально от нас

А4. Проволочная рамка площадью S = 2 м2 расположена пер­пендикулярно линиям вектора магнитной индукции од­нородного магнитного поля. Величина вектора магнитной индукции равна 0,04 Тл. За время t = 0,01 с магнитное поле равномерно спадает до нуля. Чему равна ЭДС ин­дукции, генерируемая при этом в рамке?

1) 8 В
2) 2 В
3) 0,8 мВ
4) 0 В

А5. На рисунке приведён график изменения силы тока в ка­тушке индуктивности от времени.

Модуль ЭДС самоиндукции принимает наибольшее зна­чение в промежутке времени

1) 0-1 с
2) 1-5 с
3) 5-6 с
4) 6-8 с

В1. С какой скоростью вылетает α-частица из радиоактив­ного ядра, если она, попадая в однородное магнитное поле индукцией В = 2 Тл перпендикулярно его сило­вым линиям, движется по дуге окружности радиусом R = 1 м? (Масса α-частицы 6,7 · 10-27 кг, её заряд равен 3,2 · 10-19 Кл).

В2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в одно­родном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью v. Что произойдёт с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при уменьшении индукции магнитного поля?

К каждой позиции первого столбца подберите соответст­вующую позицию второго.

Физические величины

А) радиус орбиты
Б) период обращения
В) кинетическая энергия

Их изменения

1) увеличитcя
2) уменьшитcя
3) не изменитcя

C1. Частица зарядом q и массой m влетает в область одно­родного магнитного поля с индукцией В. Скорость частицы v направлена перпендикулярно силовым линиям поля и границе области. После прохождения области поля частица вылетает под углом α к первоначальному направлению движения. На каком расстоянии l от точ­ки входа в поле вылетит частица из области, занятой полем?

3 вариант

A1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнен, см. ри­сунок), которая может поворачиваться вокруг верти­кальной оси, перпендикулярной плос­кости чертежа, поднесли постоянный магнит. При этом стрелка

1) повернётся на 180°
2) повернётся на 90° по часовой стрелке
3) повернётся на 90° против часовой стрелки
4) останется в прежнем положении

А2. Участок проводника находится в магнитном поле, ин­дукция которого 40 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 12,5 А. При пере­мещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера, поле совершает работу 0,004 Дж. Про­водник расположен перпендикулярно линиям магнит­ной индукции. Чему равна длина участка проводника?

1) 10 м
2) 0,1 м
3) 0,064 м
4) 0,001 м

А3. Электрон е, влетевший в зазор между полюсами элек­тромагнита, имеет горизонтально направленную скорость v, перпендикулярную вектору индукции магнитного поля В (см. рис.). Куда направлена действующая на электрон сила Лоренца F?

1) Вертикально вниз
2) Вертикально вверх
3) Горизонтально влево
4) Горизонтально вправо

А4. В опыте по исследованию ЭДС электромагнитной ин­дукции квадратная рамка из тонкого провода со сторо­ной квадрата b находится в однородном магнитном по­ле, перпендикулярном плоскости рамки. Индукция поля возрастает за время t по линейному закону от 0 до максимального значения Bmax. Как изменится ЭДС индукции, возникающая в рамке, если b увеличить в 2 раза?

1) Не изменится
2) Увеличится в 2 раза
3) Уменьшится в 2 раза
4) Увеличится в 4 раза

А5. На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. Определите модуль среднего значения ЭДС самоиндукции в интервале времени от 10 до 15 с.

1) 2 мкВ
2) 3 мкВ
3) 5 мкВ
4) 0

В1. Прямой проводник длиной 20 см и массой 50 г подвешен на двух легких нитях в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен горизонтально и перпендикулярно проводнику. Какой силы ток надо про­пустить через проводник, чтобы одна из нитей разорва­лась? Индукция поля 50 мТл. Каждая нить разрывается при нагрузке 0,4 Н.

В2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в одно­родном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью v. Что произойдёт с радиусом ор­биты, периодом обращения и импульсом частицы при увеличении индукции магнитного поля?

К каждой позиции первого столбца подберите соответст­вующую позицию второго.

Физические величины

А) радиус орбиты
Б) период обращения
В) импульс частицы

Их изменения

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

C1. Из провода длиной 2 м сделан квадрат, который распо­ложен горизонтально. Какой электрический заряд прой­дёт по проводу, если его потянуть за две диагонально противоположные вершины так, чтобы он сложился в линию? Сопротивление провода 0,1 Ом. Вертикальная составляющая магнитного поля Земли 50 мкТл.

4 вариант

A1. Прямолинейный проводник длины l с током I помещён в однородное магнитное поле, направление линий индук­ции которого противоположно направлению тока. Если силу тока уменьшить в 2 раза, а индукцию магнитного поля увеличить в 4 раза, то действующая на проводник сила Ампера

1) увеличится в 2 раза
2) не изменится
3) уменьшится в 4 раза
4) уменьшится в 2 раза

А2. Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 5 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какую работу совершает сила Ампера при перемещении проводника на 80 см в направлении своего действия?

1) 0,004 Дж
2) 0,4 Дж
3) 0,5 Дж
4) 0,625 Дж

А3. Электрон е, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет горизонтальную скорость v, перпендикулярную вектору индукции В магнитного поля (см. рис.). Куда направлена действующая на него сила Лоренца F?

1) К нам из-за плоскости рисунка
2) От нас перпендикулярно плоскости рисунка
3) Горизонтально влево в плоскости рисунка
4) Горизонтально вправо в плоскости рисунка

А4. При движении проводника в однородном магнитном поле в проводнике возникает ЭДС индукции E1. При уменьшении скорости движения проводника в 2 раза ЭДС ин­дукции E2 будет равна

1) 2E1
2) E1
3) 0,5E1
4) 0,25E1

А5. На железный сердечник надеты две катушки. К первой подключён амперметр, ток во второй меняется согласно приведённому графику. В какие промежутки времени амперметр покажет наличие тока в первой катушке?

1) 0-1 с и 2-4 с
2) 0-1 с и 4-7 с
3) 1-2 с и 4-7 с
4) 1-2 с и 3-4 с

B1. Электрон, обладающий зарядом е = 1,6 · 10-19 Кл, дви­жется в однородном магнитном поле индукцией В по круговой орбите радиусом R = 6 · 10-4 м. Значение импульса частицы равно р = 4,8 · 10-24 кг· м/с. Чему равна индукция В магнитного поля?

В2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в одно­родном магнитном поле индукцией В по окружности ра­диуса R со скоростью v. Что произойдёт с радиусом ор­биты, периодом обращения и импульсом частицы при уменьшении индукции магнитного поля?

К каждой позиции первого столбца подберите соответст­вующую позицию второго.

Физические величины

А) радиус орбиты
Б) период обращения
В) импульс частицы

Их изменения

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

C1. Из точечного источника вылетают α-частицы массой m и зарядом q и движутся в однородном магнитном поле с индукцией В, силовые линии которого перпендикулярны плоскости рисунка. На расстоянии L от источника нахо­дится мишень радиуса r. При каких значениях скорости α-частицы попадут на поверхность мишени?

5 вариант

A1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнён, см. рис.), которая может поворачиваться вокруг вертикальной оси, перпендикулярной плоскости чертежа, поднесли постоянный магнит. При этом стрелка

1) повернётся на 180°
2) повернётся на 90° по часовой стрелке
3) повернётся на 90° против часовой стрелки
4) останется в прежнем положении

А2. Участок проводника длиной 5 см находится в магнит­ном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 20 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной ин­дукции. Какое перемещение совершает проводник в на­правлении действия силы Ампера, если работа этой си­лы 0,004 Дж?

1) 0,0008 м
2) 0,08 м
3) 0,8 м
4) 8 м

А3. Электрон е, влетевший в зазор между полюсами элек­тромагнита, имеет горизонтально направленную скорость v, перпендикулярную вектору индукции магнитного поля В (см. рис.). Куда направлена действующая на электрон сила Лоренца F?

1) Вертикально вниз
2) Вертикально вверх
3) Горизонтально влево
4) Горизонтально вправо

А4. При движении проводника в однородном магнитном поле в проводнике возникает ЭДС индукции E1 При увеличении скорости движения проводника в 2 раза ЭДС ин­дукции E2 будет равна

1) 2E1
2) E1
3) 0,5E1
4) 0,25E1

А5. На рисунке показано изменение силы тока в катушке индуктивности от времени.

Модуль ЭДС самоиндукции принимает наибольшее значение в промежутках времени

1) 0-1 с и 2-3 с
2) 1-2 и 2-3 с
3) 0-1 с и 3-4 с
4) 2-3 с и 3-4 с

В1. Горизонтальные рельсы находятся на расстоянии 40 см друг от друга. На них лежит стержень перпендикулярно рельсам. Какой должна быть индукция магнитного поля В для того, чтобы стержень начал двигаться, если по не­му пропустить ток силой 50 А? Коэффициент трения о рельсы стержня 0,2. Масса стержня 500 г.

В2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в одно­родном магнитном поле индукцией В по окружности ра­диуса R со скоростью v. Что произойдёт с радиусом ор­биты, периодом обращения и импульсом частицы при уменьшении заряда частицы?

К каждой позиции первого столбца подберите соответст­вующую позицию второго.

Физические величины

А) радиус орбиты
Б) период обращения
В) импульс частицы

Их изменения

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

C1. Положительно заряженная частица попадает в однород­ное магнитное поле. Скорость частицы перпендикуляр­на направлению вектора магнитной индукции поля. Об­ласть поля имеет ширину l. При какой минимальной скорости частица преодолеет область, занятую магнит­ным полем?

Ответы на контрольную работу по теме Электромагнетизм 11 класс
1 вариант
А1-1
А2-4
А3-4
А4-2
А5-4
В1-0,1
В2-223
С1. 5 · 10-10 Кл
2 вариант
А1-3
А2-3
А3-3
А4-1
А5-3
В1. 9,55 · 107 м/с
В2-113
С1. l=((mv)/(qB))(1-cosα)
3 вариант
А1-2
А2-2
А3-2
А4-4
А5-4
В1. 30 A
В2-221
С1. 125 мкКл
4 вариант
А1-2
А2-1
А3-2
А4-3
А5-3
В1. 0,05 Тл
В2-112
С1. v≤(qB(r2+L2))/(2rm)
5 вариант
А1-4
А2-2
А3-1
А4-1
А5-3
В1. 0,05 Тл
В2-112
С1. v>(lqB)/m

Контрольная работа по Физике «Магнитное поле» 11 класс


Контрольная работа по теме «Магнитное поле». Вариант 1.
Уровень 1.
№1. Длина активной части проводника 15 см. Угол между направлением тока и индукцией магнитного поля равен 900. С какой силой магнитное поле с индукцией 40мТл действует на проводник, если сила тока в нем 12 А?
№2. На протон, движущийся со скоростью 107 м/с в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции, действует сила 0,32∙10-12 Н. Какова индукция магнитного поля?
№3. Определите индуктивность катушки, которую при силе тока 8,6 А пронизывает магнитный поток 120мВб.
№4. Определите по условию задачи №2 радиус окружности, по которой движется протон, период обращения, импульс электрона, его кинетическую энергию, а также ускоряющую разность потенциалов, которую прошел протон, прежде чем попал в магнитное поле.
Уровень 2.
№1. Участок проводника длиной 10см находится в магнитном поле. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. При перемещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера она совершила работу 4мДж. Чему равна индукция магнитного поля? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.
№2. По катушке протекает ток, создающий магнитное поле энергией 0,5 Дж. Магнитный поток через катушку 10 мВб. Найти силу тока.
№3. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью υ. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении индукции магнитного поля?
Физические величины Их изменение
А. радиус орбиты
Б.период обращения
В. кинетическая энергия 1. увеличится
2. уменьшится
3. не изменится
А Б В
№4. Горизонтальные рельсы находятся на расстоянии 30 см друг от друга. На них лежит стержень массой 100г перпендикулярно рельсам. Вся система находится в вертикальном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. При пропускании по стержню тока 2 А, он движется с ускорением 2 м/с2. Найти коэффициент трения между рельсами и стержнем.
№5. Частица массой 10-5 кг и зарядом 10-6 Кл ускоряется однородным электрическим полем напряженностью 10 кВ/м в течение 10 с. Затем она влетает в однородное магнитное поле индукцией 2,5 Тл, силовые линии которого перпендикулярны скорости частицы. Найти силу, действующую на частицу со стороны магнитного поля. Начальная скорость частицы равна нулю.
Контрольная работа по теме «Магнитное поле». Вариант 2.
Уровень 1.
№1. Определите силу тока, проходящего по прямолинейному проводнику, перпендикулярному однородному магнитному полю, если на активную часть проводника длиной 20 см действует сила в 50 Н при магнитной индукции 10 Тл.
№2. Электрон со скоростью 5 ∙107 м/с влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,8 Тл под углом 300 к линиям индукции. Найти силу, действующую на электрон.
№3. В катушке с индуктивностью 0,6 Гн сила тока 20 А. Какова энергия магнитного поля катушки?
№4. Определите по условию задачи №2 радиус окружности, по которой движется электрон, период обращения, импульс электрона, его кинетическую энергию, а также ускоряющую разность потенциалов, которую прошел электрон, прежде чем попал в магнитное поле.
Уровень 2.
№1. Участок проводника длиной 20 см находится в магнитном поле индукцией 25 мТл. Сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия совершает работу 4 мДж. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику?
№2. Плоская прямоугольная катушка из 200 витков со сторонами 10 см и 5 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 50 мТл. Какой максимальный вращающий момент может действовать на катушку в этом поле, если сила тока в ней 2 А?
№3. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью υ. Что произойдет с радиусом орбиты, импульсом частицы и периодом обращения при увеличении заряда частицы?
Физические величины Их изменение
А. радиус орбиты
Б. импульс частицы
В. период обращения 1. увеличится
2. уменьшится
3. не изменится
А Б В
№4. Прямой проводник длиной 20 см и массой 50 г подвешен на двух легких нитях в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен горизонтально и перпендикулярно проводнику. Какой силы ток надо пропустить через проводник, чтобы нити разорвались? Индукция поля 50 мТл. Каждая нить разрывается при нагрузке 0,4 Н.
№5. Заряженный шарик массой 0,1 мг и зарядом 0,2 мКл влетает в область однородного магнитного поля индукцией 0,5 Тл, имея импульс 6 ∙10-4 кг∙м/с, направленный перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какой путь шарик пройдет к тому моменту, когда вектор его скорости повернется на 300?
Контрольная работа по теме «Магнитное поле». Вариант 3.
Уровень 1.
№1. Под каким углом расположен прямолинейный проводник к линиям индукции магнитного поля, если на каждые 10 см длины проводника действует сила 3 Н. Сила тока в проводнике 4 А, индукция магнитного поля 15 Тл.
№2. В однородное магнитное поле индукцией 8,5 мТл влетает электрон со скоростью 4,6 ∙106 м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции. Рассчитайте силу, действующую на электрон в магнитном поле.
№3. Магнитный поток, пронизывающий один виток катушки, равен 15 мВб. Сила тока в катушке 5 А. Сколько витков содержит катушка, если ее индуктивность 0,06 Гн?
№4. Определите по условию задачи №2 радиус окружности, по которой движется электрон, период обращения, импульс электрона, его кинетическую энергию, а также ускоряющую разность потенциалов, которую прошел электрон, прежде чем попал в магнитное поле.
Уровень 2.
№1. Участок проводника находится в магнитном поле, индукция которого 0,04 Тл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 12,5 А. При перемещении проводника на 4 см в направлении действия силы Ампера, поле совершает работу 4 мДж. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему равна длина участка проводника?
№2. Какую ускоряющую разность потенциалов проходит протон, влетающий в однородное магнитное поле индукцией 2 Тл перпендикулярно его силовым линиям, если он движется по окружности радиусом 50 см?
№3. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью υ. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и импульсом частицы при уменьшении индукции магнитного поля?
Физические величины Их изменение
А. радиус орбиты
Б.период обращения
В. импульс 1. увеличится
2. уменьшится
3. не изменится
А Б В
5179060539115№4. В вертикальном однородном магнитном поле на двух тонких нитях подвешен горизонтально проводник длиной 20 см и массой 20,4 г. Индукция магнитного поля равна 0,5 Тл. На какой угол от вертикали отклонятся нити, если сила тока в проводнике равна 2 А?
№5. Частица зарядом q и массой m влетает в область однородного магнитного поля с индукцией В. Скорость частицы ϑ направлена перпендикулярно силовым линиям поля и границе области. После прохождения области поля частица вылетает под углом α к первоначальному направлению движения. На каком расстоянии d от точки входа в поле вылетит частица из области, «занятой» полем?
Контрольная работа по теме «Магнитное поле». Вариант 4.
Уровень 1.
№1. Определите длину активной части прямолинейного проводника, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией 400 Тл, если на проводник действует сила 100 Н. Проводник расположен под углом 300 к линиям магнитной индукции, сила тока в проводнике 2 А.
№2. С какой скоростью влетел протон в однородное магнитное поле индукцией 10 Тл перпендикулярно силовым линиям поля, если на частицу действует поле с силой 8 ∙10-11Н?
№3. Магнитное поле катушки с индуктивностью 95 мГн обладает энергией 0,19 Дж. Чему равна сила тока в катушке?
№4. Определите по условию задачи №2 радиус окружности, по которой движется протон, период обращения, импульс электрона, его кинетическую энергию, а также ускоряющую разность потенциалов, которую прошел протон, прежде чем попал в магнитное поле.
Уровень 2.
№1. Участок проводника длиной 5 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 20 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какое перемещение совершает проводник в направлении действия силы Ампера, если работа этой силы 0,004 Дж?
№2. Чему равен максимальный вращающий момент сил, действующих на прямоугольную обмотку электродвигателя, содержащую 100 витков провода, размером 4 х 6 см, по которой проходит ток 10 А, в магнитном поле индукцией 1,2 Тл?
№3. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью υ. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при уменьшении заряда частицы?
Физические величины Их изменение
А. радиус орбиты
Б.период обращения
В. кинетическая энергия 1. увеличится
2. уменьшится
3. не изменится
А Б В
№4. В горизонтальном однородном магнитном поле индукцией 3 Тл перпендикулярно к силовым линиям расположен горизонтальный проводник массой 3 кг. По проводнику протекает электрический ток силой 5 А. Какова длина проводника, если за 0,1 с, двигаясь из состояния покоя, он поднимается вертикально вверх на 2,5 см?
№5. В однородном магнитном поле индукцией 2 Тл движется протон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию с радиусом 10 см и шагом 60 см. Определить кинетическую энергию протона.

Контрольная работа по физике «Магнитное поле»

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 1 1.  Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током? Сделайте чертеж. 2. Протон движется со скоростью 108 Мм/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 1 Тл. Найти силу, действующую на протон, и радиус окружности, по которой он движется.

3. Прямолинейный проводник длиной 15 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 600 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 2,5 А?

4. Заряженный шарик массой 0,1 мг и зарядом 0,2 мКл влетает в область однородного магнитного поля индукцией 0,5 Тл, имея импульс 6 ∙10-4 кг∙м/с, направленный перпендикулярно линиям магнитной индукции. С какой силой будет действовать магнитное поле на заряженный шарик?

———————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 2 1. На какую частицу действует магнитное поле? Ответ обоснуйте. 2. По двум параллельным проводникам идут токи противоположного направления. Считая один из проводников источником магнитного поля, другой — индикатором, указать направления сил, действующих на проводники.

3. Длина активной части проводника 15 см. Угол между направлением тока и индукцией магнитного поля равен 900. С какой силой магнитное поле с индукцией 40мТл действует на проводник, если сила тока в нем 12 А? 4. В однородном магнитном поле индукцией 2 Тл движется электрон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию с радиусом 10 см. Определить кинетическую энергию электрона.

——————————————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 3 1. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

2. Прямолинейный проводник длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 300 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 3 А? 3. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов U=400 В, попал в однородное магнитное поле с индукцией В=1,5 Тл. Определить: 1) радиус R кривизны траектории; 2) частоту вращения электрона в магнитном поле. Вектор скорости электрона перпендикулярен линиям индукции.

4. Протон со скоростью 2 ∙107 м/с влетает в однородное магнитное поле с индукцией 8 Тл под углом 450 к линиям индукции. Найти силу, действующую на протон.

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 5 1. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса R со скоростью v. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении скорости движения? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

3. На протон, движущийся со скоростью 107 м/с в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции, действует сила 0,32∙10-12 Н. Какова индукция магнитного поля?

4. В горизонтальном однородном магнитном поле индукцией 3 Тл перпендикулярно к силовым линиям расположен горизонтальный проводник массой 3 кг. По проводнику протекает электрический ток силой 5 А. Какова длина проводника, если за 0,1 с, двигаясь из состояния покоя, он поднимается вертикально вверх на 2,5 см?

———————————————————————————————————————————-

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 8 1.  На рисунке изображены два провода, по которым текут токи в указанных стрелками направлениях. Определите и объясните характер взаимодействия проводников.

2. Определите силу тока, проходящего по прямолинейному проводнику, перпендикулярному однородному магнитному полю, если на активную часть проводника длиной 20 см действует сила в 50 Н при магнитной индукции 10 Тл. 3. Найти кинетическую энергию электрона, движущегося по дуге окружности радиуса 8 см в однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,2 Тл. Направление индукции магнитного поля перпендикулярно плоскости окружности.

4. Протон движется со скоростью 180 км/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 4 Тл. Найти силу, действующую на протон, и радиус окружности, по которой он движется.

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 11 1. Скорость электрона направлена перпендикулярно магнитной индукции (рис. 37). Сила Лоренца, действующая на электрон, направлена…

2. Под каким углом расположен прямолинейный проводник к линиям индукции магнитного поля, если на каждые 10 см длины проводника действует сила 3 Н. Сила тока в проводнике 4 А, индукция магнитного поля 15 Тл.

3. В горизонтальном однородном магнитном поле индукцией 3 Тл перпендикулярно к силовым линиям расположен горизонтальный проводник массой 3 кг. По проводнику протекает электрический ток силой 5 А. Какова длина проводника, если за 0,1 с, двигаясь из состояния покоя, он поднимается вертикально вверх на 2,5 см?

4. В однородном магнитном поле индукцией 2 Тл движется протон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию с радиусом 10 см. Определить кинетическую энергию протона.

———————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 12 1. Сила Ампера, действующая на проводник с током (на рисунке 35 изображено сечение проводника, ток направлен на читателя) в магнитном поле, направлена …

2. В однородное магнитное поле индукцией 8,5 мТл влетает электрон со скоростью 4,6 ∙106 м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции. Рассчитайте силу, действующую на электрон в магнитном поле.

3. Участок проводника длиной 5 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 20 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какое перемещение совершает проводник в направлении действия силы Ампера, если работа этой силы 0,004 Дж?

4. В однородном магнитном поле индукцией 4 Тл движется электрон. Траектория его движения представляет собой окружность радиусом 5 см. Определить кинетическую энергию электрона.

——————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 13 1. Как взаимодействуют между собой два параллельных проводника, если по ним протекают токи в противоположных направлениях? Рисунок, пояснения. 2. Определите длину активной части прямолинейного проводника, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией 400 Тл, если на проводник действует сила 100 Н. Проводник расположен под углом 300 к линиям магнитной индукции, сила тока в проводнике 2 А.

3. С какой скоростью влетел протон в однородное магнитное поле индукцией 10 Тл перпендикулярно силовым линиям поля, если на частицу действует поле с силой 8 ∙10-11Н?

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

———————————————————————————————————————————-

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 14

  1. Определите направление силы, действующей на проводник с током Ι, помещенный в однородное магнитное поле (рис. 30). Индукция магнитного поля В направлена перпендикулярно току.

2. Определите длину активной части прямолинейного проводника, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией 400 Тл, если на проводник действует сила 100 Н. Проводник расположен под углом 300 к линиям магнитной индукции, сила тока в проводнике 2 А. 3. В однородное магнитное поле индукцией 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией 30 кэВ (1 эВ = 1,6·10 – 19 Дж). Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?

4. Участок проводника длиной 20 см находится в магнитном поле индукцией 25 мТл. Сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия совершает работу 4 мДж. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику?  

——————————————————————————————————————————-

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 15

  1. На каком из рисунков правильно показаны линии индукции магнитного поля, созданного постоянным магнитом? Ответ обоснуйте.

2. Участок проводника длиной 10см находится в магнитном поле. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. При перемещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера она совершила работу 4мДж. Чему равна индукция магнитного поля? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

3. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью υ. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении индукции магнитного поля?

ИХ ИЗМЕНЕНИЯ

А)

радиус орбиты

1)

увеличится

Б)

период обращения

2)

уменьшится

В)

кинетическая энергия

3)

не изменится

4. Частица массой 10-5 кг и зарядом 10-6 Кл ускоряется однородным электрическим полем напряженностью 10 кВ/м в течение 10 с. Затем она влетает в однородное магнитное поле индукцией 2,5 Тл, силовые линии которого перпендикулярны скорости частицы. Найти силу, действующую на частицу со стороны магнитного поля. Начальная скорость частицы равна нулю.

———————————————————————————————————————————-

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 9 1. Отрицательно заряженная частица движется во внешнем магнитном поле по окружности против часовой стрелки (см.рис.). Куда направлена индукция внешнего магнитного поля?

2. Электрон описывает в магнитном поле окружность радиусом 4 мм. Скорость электрона 3,6·106 м/с. Найти индукцию магнитного поля.

3. Определите длину активной части прямолинейного проводника, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией 40 мТл, если на проводник действует сила 1 Н. Проводник расположен под углом 600 к линиям магнитной индукции, сила тока в проводнике 2,2 А.

4. Определить кинетическую энергию протона, движущегося по окружности радиусом 10 см в однородном магнитном поле индукцией 5 Тл.

———————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 10

1. Прямолинейный проводник с током Ι ( на рисунке 36 изображено сечение проводника) находится между полюсами магнита. Сила Ампера, действующая на проводник, направлена…

2. Электрон со скоростью 5 ∙107 м/с влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,8 Тл под углом 300 к линиям индукции. Найти силу, действующую на электрон.

3. Определите силу тока, проходящего по прямолинейному проводнику, перпендикулярному однородному магнитному полю, если на активную часть проводника длиной 10 см действует сила в 20 Н при магнитной индукции 8 Тл.

4. Протон движется со скоростью 30 км/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 40 мТл. Найти силу, действующую на протон, и период вращения протона по окружности.

———————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 4 1. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током? Сделайте чертеж. 2. Протон движется со скоростью 108 Мм/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 1 Тл. Найти силу, действующую на протон, и радиус окружности, по которой он движется.

3. Прямолинейный проводник длиной 15 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 600 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 2,5 А?

4. Заряженный шарик массой 0,1 мг и зарядом 0,2 мКл влетает в область однородного магнитного поля индукцией 0,5 Тл, имея импульс 6 ∙10-4 кг∙м/с, направленный перпендикулярно линиям магнитной индукции. С какой силой будет действовать магнитное поле на заряженный шарик?

———————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 6 1. На какую частицу действует магнитное поле? Ответ обоснуйте. 2. По двум параллельным проводникам идут токи противоположного направления. Считая один из проводников источником магнитного поля, другой — индикатором, указать направления сил, действующих на проводники.

3. Длина активной части проводника 15 см. Угол между направлением тока и индукцией магнитного поля равен 900. С какой силой магнитное поле с индукцией 40мТл действует на проводник, если сила тока в нем 12 А? 4. В однородном магнитном поле индукцией 2 Тл движется электрон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию с радиусом 10 см. Определить кинетическую энергию электрона.

——————————————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 7 1. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

2. Прямолинейный проводник длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 300 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 3 А? 3. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов U=400 В, попал в однородное магнитное поле с индукцией В=1,5 Тл. Определить: 1) радиус R кривизны траектории; 2) частоту вращения электрона в магнитном поле. Вектор скорости электрона перпендикулярен линиям индукции.

4. Протон со скоростью 2 ∙107 м/с влетает в однородное магнитное поле с индукцией 8 Тл под углом 450 к линиям индукции. Найти силу, действующую на протон.

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 16 1.  На рисунке изображены два провода, по которым текут токи в указанных стрелками направлениях. Определите и объясните характер взаимодействия проводников.

2. Определите силу тока, проходящего по прямолинейному проводнику, перпендикулярному однородному магнитному полю, если на активную часть проводника длиной 20 см действует сила в 50 Н при магнитной индукции 10 Тл. 3. Найти кинетическую энергию электрона, движущегося по дуге окружности радиуса 8 см в однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,2 Тл. Направление индукции магнитного поля перпендикулярно плоскости окружности.

4. Протон движется со скоростью 180 км/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 4 Тл. Найти силу, действующую на протон, и радиус окружности, по которой он движется.

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 17 1. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса R со скоростью v. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении скорости движения? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

3. На протон, движущийся со скоростью 107 м/с в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции, действует сила 0,32∙10-12 Н. Какова индукция магнитного поля?

4. В горизонтальном однородном магнитном поле индукцией 3 Тл перпендикулярно к силовым линиям расположен горизонтальный проводник массой 3 кг. По проводнику протекает электрический ток силой 5 А. Какова длина проводника, если за 0,1 с, двигаясь из состояния покоя, он поднимается вертикально вверх на 2,5 см?

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 18

  1. На каком из рисунков правильно показаны линии индукции магнитного поля, созданного постоянным магнитом? Ответ обоснуйте.

2. Участок проводника длиной 10см находится в магнитном поле. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. При перемещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера она совершила работу 4мДж. Чему равна индукция магнитного поля? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

3. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью υ. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении индукции магнитного поля?

ИХ ИЗМЕНЕНИЯ

А)

радиус орбиты

1)

увеличится

Б)

период обращения

2)

уменьшится

В)

кинетическая энергия

3)

не изменится

4. Частица массой 10-5 кг и зарядом 10-6 Кл ускоряется однородным электрическим полем напряженностью 10 кВ/м в течение 10 с. Затем она влетает в однородное магнитное поле индукцией 2,5 Тл, силовые линии которого перпендикулярны скорости частицы. Найти силу, действующую на частицу со стороны магнитного поля. Начальная скорость частицы равна нулю.

10. Электродинамика — Бельченко Ирина Юрьевна

2002

А18. В однородном магнитном поле находится рамка, по которой начинает течь ток (см. рис.). Сила, действующая на верхнюю сторону рамки, направлена

1) вниз

2) вверх

3) из плоскости листа на нас

4) в плоскость листа от нас

А19. В металлическое кольцо в течение первых двух секунд  вдвигают магнит, в течение следующих двух секунд магнит оставляют неподвижным внутри кольца, в течение последующих двух секунд его вынимают из кольца. В какие промежутки времени в катушке течет ток?

1)

0–6 с

2)

0–2 с и 4–6 с

3)

2–4 с

4)

только 0–2 с

С5. С какой скоростью вылетает a-частица из радиоактивного ядра, если она, попадая в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл перпендикулярно его силовым линиям, движется по дуге окружности радиуса 0,5 м (a-частица – ядро атома гелия, молярная масса гелия 0,004 кг/моль).

2003

А18. Что нужно сделать для того, чтобы изменить полюса магнитного поля катушки с током?

1) уменьшить силу тока           2) изменить направление тока в катушке

3) отключить источник тока    4)увеличить силу тока

А28. Магнит выводят из кольца так, как показано на рисунке. Какой полюс магнита ближе к кольцу? 1)северный  2) южный  3)отрицательный  4) положительный

В3. Замкнутый проводник сопротивлением R = 3 Ом находится в магнитном поле. В результате изменения этого поля магнитный поток, пронизывающий контур, возрос с Ф1 = 0,002 Вб до Ф2 = 0,005 Вб. Какой заряд прошел через поперечное сечение проводника? Ответ выразите в милликулонах (мКл).

2004

А14. Если перед экраном электронно-лучевой трубки осциллографа поместить постоянный магнит так, как показано на рисунке, то электронный луч сместится из точки О в направлении, указанном стрелкой

1) А            2) Б          3) В         4) Г

А15. Постоянный магнит вводят в замкнутое алюминиевое кольцо на тонком длинном подвесе (см. рисунок). Первый раз – северным полюсом, второй раз – южным полюсом. При этом

1) в обоих опытах кольцо отталкивается от магнита

2) в обоих опытах кольцо притягивается к магниту

3) в первом опыте кольцо отталкивается от магнита, во втором –  кольцо притягивается к магниту

4) в первом опыте кольцо притягивается от магнита, во втором –  кольцо отталкиивается к магниту

В3. В катушке сила тока равномерно увеличивается со скоростью 2 А/с. При этом в ней возникает ЭДС самоиндукции 20 В. Какова энергия магнитного поля катушки при силе тока в ней 5 А?

С3. В кинескопе телевизора разность потенциалов между катодом и анодом 16 кВ. Отклонение электронного луча при горизонтальной развертке осуществляется магнитным полем, создаваемым двумя катушками. Ширина области, в которой электроны пролетают через магнитное поле, равна 10 см. Какова индукция отклоняющего магнитного поля при значении угла отклонения электронного луча 30°?

2005

А18. Ион Na+ массой m влетает в магнитное поле со скоростью  перпендикулярно линиям индукции магнитного поля  и движется по дуге окружности радиуса R. Модуль вектора индукции магнитного поля можно рассчитать, пользуясь выражением

А19. Виток провода находится в магнитном поле, перпендикулярном плоскости витка, и своими концами замкнут на амперметр. Магнитная индукция поля меняется с течением времени согласно графику на рисунке. В какой промежуток времени амперметр покажет наличие электрического тока в витке?

1) от 0с до 1 с    2) от 1 с до 3 с      3) от 3 с до 4 с     4) во все промежутки времени от 0 с до 4 с

А29. Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия совершает работу 0,004 Дж. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

1) 0,01 А                   2) 0,1 А             3) 10 А          4) 64 А

С6. Электрон влетает в область однородного магнитного поля индукцией В = 0,01 Тл со скоростью v = 1000 км/с перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какой путь он пройдет к тому моменту, когда вектор его скорости повернется на 1°?


2006

А18. Электрон, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет горизонтально направленную скорость, перпендикулярную вектору индукции магнитного поля (см. рисунок). Куда направлена действующая на электрон сила Лоренца?

1) вертикально вниз     2) вертикально вверх     3) горизонтально влево    4) горизонатльно впарво

А19.  На рисунке приведена демонстрация опыта по проверке правила Ленца. Опыт проводится со сплошным кольцом, а не разрезанном, потому что

1) сплошное кольцо сделано из стали, а разрезанное из алюминия

2) в сплошном кольце не возникнет вихревое электрическое поле, а в разрезанном — возникает

3) в сплошном кольце возникает индукционный ток, а в разрезанном — нет

4) в сплошном кольце возникает ЭДС индукции, а в разрезанном — нет

 2007

А20. На рисунке изображен проволочный виток, по которому течет электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в горизонтальной плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного поля тока направлен 1) вертикально вверх     2) горизонтально влево     3) горизонтально вправо     4) вертиклаьно вниз А23. На рисунке показаны два способа вращения рамки в однородном магнитном поле. Ток в рамке

1) возникает в обоих случаях

2) не возникает ни в одном из случаев

3) возникает только в первом случае

4) возникает только во втором случае

С6. Квадратная рамка со стороной  5 см изготовлена из медной проволоки сопротивлением  0,1 Ом. Рамку перемещают по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью V вдоль оси Ох. Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка проходит между полюсами магнита и вновь оказывается в области, где магнитное поле отсутствует. Индукционные токи, возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают внешнюю силу F, направленную вдоль оси Ох. С какой скоростью движется рамка, если суммарная работа внешней силы за время движения равна  2, 5 мДж? Ширина полюсов магнита 20 см, магнитное поле имеет резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция  1 Тл.

2008

А20. Сравните индуктивности L1 и L2 двух катушек, если при одинаковой силе тока энергия магнитного поля, создаваемого током в первой катушке, в 9 раз больше, чем энергия магнитного поля, создаваемого током во второй катушке.

1)

L1 в 9 раз больше, чем L2

2)

L1 в 9 раз меньше, чем L2

3)

L1 в 3 раза больше, чем L2

4)

L1 в 3 раза меньше, чем L2

А23. Два первоначально покоившихся электрона ускоряются в электрическом поле: первый в поле с разностью потенциалов U, второй – 2U. Ускорившиеся электроны попадают в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны скорости движения электронов. Отношение радиусов кривизны траекторий первого и второго электронов в магнитном поле равно

1)

1/4

2)

1/2

3)

0,7

4)

1,4

В4. Прямолинейный проводник длиной l = 0,2 м, по которому течет ток I = 2 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,6 Тл и расположен перпендикулярно вектору . Каков модуль силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля?

2009

А15. На рисунке изображен проволочный виток, по которому течет электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в вертикальной плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного поля тока направлен

1)

вертикально вверх ↑

2)

вертикально вниз ↓

3)

вправо →

4)

влево ←

С4. Тонкий алюминиевый брусок прямоугольного сечения, имеющий длину L = 0,5 м, соскальзывает из состояния покоя по глад-кой наклонной плоскости из диэлектрика в вертикальном магнитном поле индукцией В = 0,1 Тл (см. рисунок). Плоскость наклонена к горизонту под углом α = 30°. Продольная ось бруска при движении сохраняет горизонтальное направление. Найдите величину ЭДС индукции на концах бруска в момент, когда брусок пройдет по наклонной плоскости расстояние l = 1,6 м.

 2010

А15. На рисунке изображен момент демонстрационного эксперимента по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится внутрис плошного металлического кольца, но не касается его. Коромысло с металлическими кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. При выдвижении магнита из кольца оно будет

1) оставаться неподвижным

2) двигаться против часовой стрелки

3) совершать колебания

4) перемещаться вслед за магнитом

А16. На рисунке изображен цилиндрический проводник, по которому течет электрический ток. Направление тока показано стрелкой. Как направлен вектор магнитной индукции создаваемого током магнитного поля в точке С?

1) в плоскости рисунка вверх

2) в плоскости рисунка вниз

3) от нас перпендикулярно плоскости рисунка

4) к нам перпендикулярно плоскости рисунка

 А19. Две частицы, отношение зарядов которых q2/q1=2, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индуцкии. Найдите отношение масс мастиц m2/m1, если их кинетические энергии одинаковы, а отношение радиусов траекторий R2/R1=1/2.

1) 1                2) 2               3) 8              4) 4

  В5. Прямоуголный контур, образованный двумя рельсами и двумя пермычками, находится в однородном магнитном поле, перпендикулярно плоскости контура. Первая перемычка скользит по рельсам, сохраняя надежный контакт с ними. Известны величины: индукция магнитного поля В=0,1 Тл, расстояние между рельсами L=10 см, скорость движения перемычки 2 м/с, сопротивление контура R=2 Ом. Какова сила индукционного тока в контуре? Ответ выразите в миллиамперах (мА).

2011

А15. Индуктивность витка проволоки равна 2 мГн. При какой силе тока в витке магнитный поток через поверхность, ограниченную витком, равен 12 мВб?

1) 24 мкА                   2) 0,17 А                    3) 6 А              4) 24 А

С1. На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, вольтметра, амперметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с ЭДС источника тока.

Motional Emf | Физика

Цель обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Вычислить ЭДС, силу, магнитное поле и работу, обусловленную движением объекта в магнитном поле.

Как мы видели, любое изменение магнитного потока индуцирует противодействующую этому изменению ЭДС — процесс, известный как индукция. Движение — одна из основных причин индукции. Например, магнит, движущийся к катушке, индуцирует ЭДС, а катушка, движущаяся по направлению к магниту, создает аналогичную ЭДС.В этом разделе мы сосредоточимся на движении в магнитном поле, которое является стационарным относительно Земли, производя то, что в общих чертах называется ЭДС движения . Одна из ситуаций, когда возникает двигательная ЭДС, известна как эффект Холла и уже была исследована. Заряды, движущиеся в магнитном поле, испытывают магнитную силу F = qvB sin θ , которая перемещает противоположные заряды в противоположных направлениях и создает em f = Bℓv . Мы увидели, что у эффекта Холла есть приложения, в том числе измерения B и v .Теперь мы увидим, что эффект Холла является одним из аспектов более широкого явления индукции, и мы обнаружим, что ЭДС движения может использоваться в качестве источника энергии. Рассмотрим ситуацию, показанную на рисунке 1. Стержень движется со скоростью v по паре проводящих рельсов, разделенных расстоянием в однородном магнитном поле B . Рейки неподвижны относительно B и подключены к стационарному резистору R . Резистором может быть что угодно, от лампочки до вольтметра.Рассмотрим площадь, ограниченную подвижным стержнем, рельсами и резистором. B перпендикулярно этой области, и площадь увеличивается по мере перемещения стержня. Таким образом, увеличивается магнитный поток между рельсами, стержнем и резистором. При изменении потока возникает ЭДС согласно закону индукции Фарадея.

Рис. 1. (a) ЭДС движения = B v индуцируется между рельсами, когда этот стержень перемещается вправо в однородном магнитном поле.Магнитное поле B, находится внутри страницы, перпендикулярно движущемуся стержню и рельсам и, следовательно, к области, окружающей их. (б) Закон Ленца дает направление индуцированного поля и тока, а также полярность наведенной ЭДС. Поскольку поток увеличивается, индуцированное поле направлено в противоположном направлении или за пределы страницы. RHR-2 дает указанное направление тока, и полярность стержня будет управлять таким током. RHR-1 также указывает на такую ​​же полярность стержня. (Обратите внимание, что символ E скрипта, используемый в эквивалентной схеме в нижней части части (b), представляет собой ЭДС.)

Чтобы найти величину ЭДС, индуцированной вдоль движущегося стержня, воспользуемся законом индукции Фарадея без знака:

[латекс] \ text {emf} = \ text {N} \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t} \\ [/ latex].

Здесь и далее «ЭДС» означает величину ЭДС. В этом уравнении N = 1 и поток Φ = BA cos θ . У нас θ = 0º и cos θ = 1, поскольку B перпендикулярно A .Теперь Δ Φ = Δ ( BA ) = B Δ A , поскольку B является однородным. Обратите внимание, что площадь, выметаемая стержнем, составляет Δ A = Δ x . Ввод этих величин в выражение для ЭДС дает

[латекс] \ text {emf} = \ frac {B \ Delta A} {\ Delta t} = B \ frac {\ ell \ Delta x} {\ Delta t} \\ [/ latex].

Наконец, обратите внимание, что Δ x / Δ t = v , скорость стержня. Ввод этого в последнее выражение показывает, что

ЭДС = Bℓv ( B , ℓ и v перпендикулярно)

— ЭДС движения.Это то же самое выражение, которое было дано ранее для эффекта Холла.

Налаживание связей: объединение сил

Между электрической и магнитной силой существует множество связей. Тот факт, что движущееся электрическое поле создает магнитное поле и, наоборот, движущееся магнитное поле создает электрическое поле, является частью того, почему электрические и магнитные силы теперь считаются разными проявлениями одной и той же силы. Это классическое объединение электрических и магнитных сил в так называемую электромагнитную силу является источником вдохновения для современных усилий по объединению других основных сил.

Чтобы найти направление индуцированного поля, направление тока и полярность наведенной ЭДС, мы применяем закон Ленца, как это объяснено в Законе индукции Фарадея: Закон Ленца. (См. Рис. 1 (b).) Поток увеличивается, так как увеличивается ограниченная площадь. Таким образом, индуцированное поле должно противостоять существующему и быть вне страницы. Таким образом, RHR-2 требует, чтобы I вращались против часовой стрелки, что, в свою очередь, означает, что верхняя часть стержня положительна, как показано.

ЭДС движения также возникает, если магнитное поле движется и стержень (или другой объект) неподвижен относительно Земли (или некоторого наблюдателя).Мы видели пример этого в ситуации, когда движущийся магнит индуцирует ЭДС в неподвижной катушке. Важно относительное движение. В этих наблюдениях обнаруживается связь между магнитным и электрическим полями. Движущееся магнитное поле создает электрическое поле за счет наведенной ЭДС. Мы уже видели, что движущееся электрическое поле создает магнитное поле — движущийся заряд подразумевает движущееся электрическое поле, а движущийся заряд создает магнитное поле.

ЭДС движения в слабом магнитном поле Земли обычно не очень велики, иначе мы могли бы заметить напряжение на металлических стержнях, таких как отвертка, во время обычных движений.Например, простой расчет ЭДС движения стержня длиной 1 м, движущегося со скоростью 3,0 м / с перпендикулярно полю Земли, дает ЭДС = Bℓv = (5,0 × 10 −5 Тл) (1,0 м) (3,0 м / с) = 150 мкВ. Это небольшое значение согласуется с опытом. Однако есть впечатляющее исключение. В 1992 и 1996 годах с космическим шаттлом были предприняты попытки создать большие двигательные ЭДС. Привязанный спутник должен был быть выпущен на проводе длиной 20 км, как показано на рисунке 2, для создания ЭДС 5 кВ за счет движения с орбитальной скоростью через поле Земли.Эту ЭДС можно было бы использовать для преобразования некоторой кинетической и потенциальной энергии шаттла в электрическую, если бы можно было создать полную цепь. Чтобы замкнуть цепь, неподвижная ионосфера должна была обеспечить обратный путь для протекания тока. (Ионосфера — это разреженная и частично ионизированная атмосфера на орбитальных высотах. Она проводит из-за ионизации. Ионосфера выполняет ту же функцию, что и неподвижные рельсы и соединительный резистор на рисунке 1, без которых не было бы полной цепи.) Затягивание тока в кабеле из-за магнитной силы F = IℓB sin θ выполняет работу, которая уменьшает кинетическую и потенциальную энергию челнока и позволяет преобразовать ее в электрическую энергию. Оба теста не увенчались успехом. В первом случае кабель завис, и его можно было протянуть только на пару сотен метров; во втором трос оборвался при почти полном растяжении. Следующий пример показывает выполнимость в принципе.

Пример 1. Расчет большой ЭДС движения объекта на орбите

Рисунок 2.ЭДС движения как преобразование электроэнергии для космического челнока является мотивацией для эксперимента с привязанным спутником. Согласно прогнозам, ЭДС 5 кВ будет индуцироваться в тросе длиной 20 км при движении с орбитальной скоростью в магнитном поле Земли. Цепь замыкается обратным трактом через неподвижную ионосферу.

Рассчитайте ЭДС движения, индуцированную вдоль проводника длиной 20,0 км, движущегося с орбитальной скоростью 7,80 км / с перпендикулярно магнитному полю Земли 5,00 × 10 −5 Тл.{3} \ text {V} \ end {array} \\ [/ latex].

Обсуждение

Полученное значение превышает измеренное напряжение 5 кВ для эксперимента с шаттлом, поскольку фактическое орбитальное движение троса не перпендикулярно полю Земли. Значение 7,80 кВ — это максимальная ЭДС, полученная при θ = 90º и sin θ = 1.

Сводка раздела

  • ЭДС, индуцированная движением относительно магнитного поля B , называется ЭДС движения и определяется выражением

    ЭДС = Bℓv ( B , ℓ и v перпендикулярно)

    , где — длина объекта, движущегося со скоростью v относительно поля.

Концептуальные вопросы

  1. Почему часть схемы должна перемещаться относительно других частей, чтобы можно было использовать ЭДС движения? Рассмотрим, например, что рельсы на рисунке 1 неподвижны относительно магнитного поля, в то время как стержень движется.
  2. Мощную индукционную пушку можно сделать, поместив металлический цилиндр внутрь катушки соленоида. Цилиндр принудительно выталкивается при быстром включении тока соленоида. Используйте законы Фарадея и Ленца, чтобы объяснить, как это работает.Почему цилиндр может стать активным / горячим при выстреле из пушки?
  3. Индукционная плита нагревает кастрюлю с помощью катушки переменного тока, расположенной под кастрюлей (и без горячей поверхности). Может ли поверхность печи быть проводником? Почему не работает катушка с постоянным током?
  4. Объясните, как можно разморозить замерзшую водопроводную трубу, намотав на нее катушку, по которой проходит переменный ток. Имеет значение, является ли труба проводником? Объяснять.

Задачи и упражнения

1.Используйте закон Фарадея, закон Ленца и RHR-1, чтобы показать, что магнитная сила, действующая на ток в движущемся стержне на рисунке 1, направлена ​​в направлении, противоположном его скорости.

2. Если в спутниковом тросе, показанном на рисунке 2, течет ток, используйте закон Фарадея, закон Ленца и RHR-1, чтобы показать, что на трос действует магнитная сила в направлении, противоположном его скорости.

3. (a) Реактивный самолет с размахом крыла 75,0 м летит со скоростью 280 м / с. Какая ЭДС возникает между законцовками крыльев, если вертикальная составляющая поля Земли равна 3?00 × 10 −5 Т? (б) Может ли ЭДС такой величины иметь какие-либо последствия? Объяснять.

4. (a) Отвертка для цветных металлов используется в магнитном поле 2,00 Тл. Какая максимальная ЭДС может быть индуцирована на его длине 12,0 см, когда он движется со скоростью 6,00 м / с? б) Вероятно ли, что эта ЭДС будет иметь какие-либо последствия или даже будет замечена?

5. С какой скоростью должен двигаться скользящий стержень на Рисунке 1, чтобы создать ЭДС 1,00 В в поле 1,50 Тл, учитывая, что длина стержня равна 30.0 см?

6. Штанга длиной 12,0 см на Рисунке 1 движется со скоростью 4,00 м / с. Какова напряженность магнитного поля при наведении ЭДС 95,0 В.

7. Докажите, что когда B , и v не взаимно перпендикулярны, ЭДС движения определяется как ЭДС = Bℓv sin θ . Если v перпендикулярно B , тогда θ — это угол между и B . Если перпендикулярно B , тогда θ — это угол между v и B .

8. Во время полета космического челнока в августе 1992 г. удалось выпустить только 250 м проводящего троса, рассмотренного в примере 1 (выше). ЭДС движения 40,0 В генерировалась в поле Земли 5,00 × 10 −5 Тл при движении со скоростью 7,80 × 10 3 м / с. Каков угол между скоростью шаттла и полем Земли, если предположить, что проводник перпендикулярен полю?

9. Integrated Concepts Выведите выражение для тока в системе, подобной показанной на рисунке 1, при следующих условиях.Сопротивление между рельсами составляет R , рельсы и подвижный стержень идентичны по сечению A, и имеют одинаковое удельное сопротивление ρ . Расстояние между рельсами l, и шток движется с постоянной скоростью v перпендикулярно однородному полю B . В нулевой момент времени движущийся стержень находится рядом с сопротивлением R .

10. Integrated Concepts Привязанный спутник на Рисунке 2 имеет массу 525 кг и находится в конце 20-го.Кабель длиной 0 км, диаметром 2,50 мм с прочностью на разрыв, как сталь. (а) Насколько растягивается трос, если приложить усилие 100 Н, чтобы втянуть спутник? (Предположим, что спутник и шаттл находятся на одной высоте над Землей.) (B) Какова эффективная силовая постоянная кабеля? (c) Сколько энергии сохраняется в нем при растяжении силой 100 Н.

11. Integrated Concepts Привязанный спутник, обсуждаемый в этом модуле, вырабатывает 5,00 кВ и ток 10.0 А течет. (а) Какую силу магнитного сопротивления это создает, если система движется со скоростью 7,80 км / с? (b) Сколько кинетической энергии удаляется из системы за 1,00 ч, если не учитывать какие-либо изменения высоты или скорости за это время? (c) Каково изменение скорости, если масса системы составляет 100 000 кг? (d) Обсудите долгосрочные последствия (например, недельный полет) на орбите космического челнока, отметив, какой эффект имеет снижение скорости, и оценив величину этого эффекта.

Избранные решения проблем и упражнения

1.(а) 0,630 В (б) Нет, это очень малая ЭДС.

5. 2,22 м / с

11. (а) 10,0 Н (б) 2,81 × 10 8 Дж (в) 0,36 м / с (г) Для недельной миссии (168 часов) изменение скорости составит 60 м / с, или примерно 1%. В общем, уменьшение скорости приведет к тому, что орбита начнет вращаться по спирали внутрь, потому что скорости больше не будет достаточно для поддержания круговой орбиты. Долгосрочные последствия заключаются в том, что шаттлу потребуется немного больше топлива для поддержания желаемой скорости, в противном случае орбита будет слегка закручиваться внутрь.

приложений электромагнитной индукции — University Physics Volume 2

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните, как жесткие диски компьютеров и графические планшеты работают с использованием магнитной индукции
  • Объясните, как гибридные / электрические транспортные средства и транскраниальная магнитная стимуляция используют магнитную индукцию в своих интересах

В современном обществе существует множество применений закона индукции Фарадея, что мы исследуем в этой и других главах.В этот момент позвольте нам упомянуть несколько, которые включают запись информации с использованием магнитных полей.

В некоторых компьютерных жестких дисках применяется принцип магнитной индукции. Записанные данные производятся на вращающемся диске с покрытием. Исторически считывание этих данных основывалось на принципе индукции. Однако большая часть входной информации сегодня передается в цифровой, а не аналоговой форме — на вращающемся жестком диске записываются последовательности нулей или единиц. Поэтому большинство считывающих устройств с жесткого диска не работают по принципу индукции, а используют технологию, известную как гигантское магнитосопротивление.Гигантское магнитосопротивление — это эффект большого изменения электрического сопротивления, вызванного приложенным магнитным полем к тонким пленкам из чередующихся ферромагнитных и немагнитных слоев. Это один из первых крупных успехов нанотехнологий.

Графические планшеты или планшетные компьютеры, в которых для рисования цифровых изображений используется перо специальной конструкции, также применяются принципы индукции. Обсуждаемые здесь планшеты обозначены как пассивные планшеты, поскольку существуют и другие конструкции, в которых для письма используются либо перо с батарейным питанием, либо оптические сигналы.Пассивные планшеты отличаются от сенсорных планшетов и телефонов, которыми многие из нас пользуются регулярно, но их все же можно найти при подписании своей подписи на кассе. Под экраном, показанным на (Рисунок), проходят крошечные провода, проходящие по длине и ширине экрана. На кончике ручки появляется крошечное магнитное поле. Когда наконечник скользит по экрану, в проводах ощущается изменяющееся магнитное поле, которое преобразуется в наведенную ЭДС, которая преобразуется в линию, которую вы только что нарисовали.

Планшет со специальной ручкой для письма — еще одно применение магнитной индукции.(кредит: Джейн Уитни)

Еще одно применение индукции — это магнитная полоса на обратной стороне вашей личной кредитной карты, которая используется в продуктовом магазине или банкомате. Это работает по тому же принципу, что и аудио- или видеолента, в которой головка воспроизведения считывает личную информацию с вашей карты.

Электрические и гибридные транспортные средства также используют преимущества электромагнитной индукции. Один ограничивающий фактор, который препятствует повсеместному признанию 100% электромобилей, заключается в том, что срок службы батареи не так велик, как время, необходимое для езды с полным баком бензина.Чтобы увеличить количество заряда аккумулятора во время движения, двигатель может действовать как генератор всякий раз, когда автомобиль тормозит, используя в своих интересах создаваемую противо-ЭДС. Эта дополнительная ЭДС может быть получена вновь накопленной энергией в аккумуляторе автомобиля, что продлевает срок его службы.

Еще одно современное направление исследований, в котором успешно применяется электромагнитная индукция, — это транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС). Множество расстройств, включая депрессию и галлюцинации, можно объяснить нерегулярной локальной электрической активностью в головном мозге.При транскраниальной магнитной стимуляции быстро меняющееся и очень локализованное магнитное поле помещается вблизи определенных участков мозга. Использование ТМС в качестве диагностического метода хорошо известно.

Сводка

  • Жесткие диски используют магнитную индукцию для чтения / записи информации.
  • Другие применения магнитной индукции можно найти в графических планшетах, электрических и гибридных транспортных средствах, а также в транскраниальной магнитной стимуляции.

Дополнительные проблемы

На следующем рисунке показан длинный прямой провод и прямоугольная петля с одним витком, которые лежат в плоскости страницы.Проволока параллельна длинным сторонам петли и находится на расстоянии 0,50 м от ближайшей стороны. Какова скорость изменения тока в проводе в момент, когда наведенная в контуре ЭДС составляет 2,0 В?

Металлический стержень массой 500 г скользит наружу с постоянной скоростью 1,5 см / с по двум параллельным рельсам, разделенным расстоянием 30 см, которые являются частью U-образного проводника. Имеется однородное магнитное поле величиной 2 Тл, направленное из страницы по всей площади.Перила и металлический стержень имеют эквивалентное сопротивление: (а) Определите наведенный ток, как по величине, так и по направлению. (b) Найдите направление индуцированного тока, если магнитное поле направлено внутрь страницы. (c) Найдите направление индуцированного тока, если магнитное поле направлено внутрь страницы, а полоса перемещается внутрь.

Ток индуцируется в круговой петле радиусом 1,5 см между двумя полюсами подковообразного электромагнита, когда ток в электромагните изменяется.Магнитное поле в области петли перпендикулярно области и имеет одинаковую величину. Если скорость изменения магнитного поля составляет 10 Тл / с, найдите величину и направление индуцированного тока, если сопротивление контура равно.

, направление увеличения магнитного поля следующее:

Металлический стержень длиной 25 см помещают перпендикулярно однородному магнитному полю с напряженностью 3 Тл. (A) Определите наведенную ЭДС между концами стержня, когда он не движется.(b) Определите ЭДС, когда стержень движется перпендикулярно своей длине и магнитному полю со скоростью 50 см / с.

Катушка с 50 витками и площадью 10 ориентирована плоскостью, перпендикулярной магнитному полю 0,75 Тл. Если катушка перевернута (повернута) за 0,20 с, какова средняя наведенная в ней ЭДС?

Проводящий стержень, показанный на прилагаемом рисунке, перемещается по параллельным металлическим рельсам на расстоянии 25 см друг от друга. Система находится в однородном магнитном поле напряженностью 0.75 Тл, который направлен на страницу. Сопротивлением стержня и рельсов можно пренебречь, но сечение PQ имеет сопротивление. (а) Какая ЭДС (включая ее значение) индуцируется в стержне, когда он движется вправо со скоростью 5,0 м / с? б) Какая сила требуется, чтобы стержень двигался с такой скоростью? в) С какой скоростью эта сила выполняет работу? (d) Какая мощность рассеивается в резисторе?

а. 0,94 В; б. 0,70 Н; c. 3,52 Дж / с; d. 3,52 Вт

Круглая петля из проволоки радиусом 10 см установлена ​​на вертикальном валу и вращается с частотой 5 циклов в секунду в области однородного магнитного поля силой 2 Гаусса, перпендикулярного оси вращения.(а) Найдите выражение для зависящего от времени потока через кольцо. (b) Определите зависящий от времени ток через кольцо, если оно имеет сопротивление 10

Магнитное поле между полюсами подковообразного электромагнита однородно и имеет цилиндрическую симметрию относительно оси от середины Южного полюса до середины Северного полюса. Величина магнитного поля изменяется со скоростью дБ / dt из-за изменения тока через электромагнит.Определите электрическое поле на расстоянии r от центра.

Электродвигатель постоянного тока на 120 В потребляет 0,50 А от источника питания при работе на полной скорости и 2,0 А. при запуске. Сопротивление катушек якоря составляет. а) Какое сопротивление катушек возбуждения? б) Какова обратная ЭДС двигателя, когда он работает на полной скорости? (c) Двигатель работает с другой скоростью и потребляет 1,0 А от источника. Какая в этом случае обратная ЭДС?

Якорь и обмотки возбуждения двигателя с последовательной обмоткой имеют полное сопротивление.При подключении к источнику 120 В и работе на нормальной скорости двигатель потребляет 4,0 А. а) Насколько велика обратная ЭДС? б) Какой ток будет потреблять двигатель сразу после включения? Можете ли вы предложить способ избежать этого большого начального тока?

Задачи

Медный провод длиной L выполнен в виде круглой катушки с N витками. Когда магнитное поле через катушку изменяется со временем, для какого значения Н наведенная ЭДС является максимальной?

N — максимально допустимое количество оборотов.

Медный лист весом 0,50 кг падает через однородное горизонтальное магнитное поле 1,5 Тл и достигает конечной скорости 2,0 м / с. а) Какова чистая магнитная сила на листе после того, как он достигнет конечной скорости? (b) Опишите механизм, ответственный за эту силу. (c) Сколько мощности рассеивается при Джоулева нагревании, когда лист движется с конечной скоростью?

Круглый медный диск радиусом 7,5 см вращается со скоростью 2400 об / мин вокруг оси через его центр и перпендикулярно своей грани.Диск находится в однородном магнитном поле напряженностью 1,2 Тл, направленном вдоль оси. Какая разница потенциалов между ободом и осью диска?

Короткий стержень длиной a движется со своей скоростью параллельно бесконечному проводу, по которому течет ток I (см. Ниже). Если конец стержня, находящийся ближе к проволоке, находится на расстоянии b от проволоки, какая ЭДС индуцируется в стержне?

Прямоугольная цепь, содержащая сопротивление R , тянется с постоянной скоростью от длинного прямого провода, по которому течет ток (см. Ниже).Выведите уравнение, которое дает ток, индуцированный в цепи, как функцию расстояния x между ближней стороной цепи и проводом.

Два бесконечных соленоида пересекают плоскость цепи, как показано ниже. Радиусы соленоидов равны 0,10 и 0,20 м соответственно, и ток в каждом соленоиде изменяется так, что каковы токи в резисторах цепи?

а. ; б. ; c. 0 В

Ниже показана длинная прямоугольная петля шириной w , длиной 90 348 l , массой м и сопротивлением R .Петля начинается в состоянии покоя на границе однородного магнитного поля и толкается в поле постоянной силой. Вычислите скорость петли как функцию времени.

а. б. ; c. ; d. ток изменит направление, но полоса все равно будет скользить с той же скоростью

На прилагаемом рисунке показан металлический диск внутреннего радиуса и другого радиуса, вращающийся с угловой скоростью в однородном магнитном поле, направленном параллельно оси вращения.Щеточные выводы вольтметра подключаются к внутренней и внешней поверхностям темноты, как показано. Какое показание вольтметра?

Длинный соленоид с 10 витками на сантиметр помещен внутри медного кольца так, чтобы оба объекта имели одну и ту же центральную ось. Радиус кольца 10,0 см, радиус соленоида 5,0 см. (а) Какая ЭДС индуцируется в кольце, когда ток I через соленоид равен 5,0 А и изменяется со скоростью 100 А / с? (б) Какая ЭДС индуцируется в кольце, когда и (в) Каково электрическое поле внутри кольца для этих двух случаев? (d) Предположим, что кольцо перемещается так, что его центральная ось и центральная ось соленоида все еще параллельны, но больше не совпадают.(Вы должны предположить, что соленоид все еще находится внутри кольца.) Какая ЭДС индуцируется в кольце? (e) Можете ли вы рассчитать электрическое поле в кольце, как в части (c)?

а. {- 4} \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text {V;} \ hfill \ end {массив} *** Сообщение об ошибке: В преамбуле выравнивания вставлен пропущенный #. начальный текст: $ \ begin {array} {} Вкладка «Дополнительное выравнивание» изменена на \ cr. начальный текст: $ \ begin {array} {} \\ \\ \ hfill B = & Отсутствует $ вставлен. начальный текст: $ \ begin {array} {} \\ \\ \ hfill B = & {\ mu Extra}, или забытый $. начальный текст: $ \ begin {array} {} \\ \\ \ hfill B = & {\ mu} Ошибка пакета inputenc: символ Юникода Φ (U + 03A6) ведущий текст: …ext {,} \ phantom {\ rule {0.5em} {0ex}} {\ text {Φ} Отсутствует} вставлено. начальный текст: …}} = BA = {\ mu} _ {0} nIA \ text {,} \ hfill \\ \ hfill Extra}, или забытый $. начальный текст: …}} = BA = {\ mu} _ {0} nIA \ text {,} \ hfill \\ \ hfill Отсутствует} вставлено. начальный текст: …}} = BA = {\ mu} _ {0} nIA \ text {,} \ hfill \\ \ hfill Extra}, или забытый $. начальный текст: …}} = BA = {\ mu} _ {0} nIA \ text {,} \ hfill \\ \ hfill


г. ;
г. ; d. ;
e. нет, потому что нет цилиндрической симметрии

Катушка на 500 витков с площадью вращается в магнитном поле Земли, создавая 12.Максимальная ЭДС 0 кВ. (а) С какой угловой скоростью нужно вращать катушку? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какое предположение или предпосылка ответственны?

а. ; б. Эта угловая скорость неоправданно высока, выше, чем можно получить для любой механической системы. c. Предположение, что может быть получено напряжение до 12,0 кВ, является необоснованным.

Круглая петля из проволоки радиусом 10 см установлена ​​на вертикальном валу и вращается с частотой 5 циклов в секунду в области однородного магнитного поля, перпендикулярного оси вращения.(a) Найдите выражение для зависящего от времени потока через кольцо (b) Определите зависящий от времени ток через кольцо, если его сопротивление составляет.

Зависящее от времени однородное магнитное поле величиной B ( t ) ограничено цилиндрической областью радиуса R . Проводящий стержень длиной 2 D помещается в область, как показано ниже. Покажите, что ЭДС между концами стержня равна. ( Подсказка: Чтобы найти ЭДС между концами, нам нужно интегрировать электрическое поле от одного конца до другого.Чтобы найти электрическое поле, используйте закон Фарадея как «закон Ампера для E ».)

удельное сопротивление | Определение, символ и факты

Удельное сопротивление , электрическое сопротивление проводника единичной площади поперечного сечения и единичной длины. Удельное сопротивление, характерное свойство каждого материала, полезно при сравнении различных материалов на основе их способности проводить электрические токи. Высокое сопротивление указывает на плохие проводники.

Подробнее по этой теме

Кристалл

: удельное сопротивление

Немецкий физик Георг Симон Ом открыл основной закон электропроводности, который теперь называется законом Ома.Его закон связывает …

Удельное сопротивление, обычно обозначаемое греческой буквой ро, ρ , количественно равно сопротивлению R образца, такого как провод, умноженному на его площадь поперечного сечения A, и разделенному на его длину l; ρ = RA / л. Единицей измерения сопротивления является ом. В системе метр-килограмм-секунда (мкс) отношение площади в квадратных метрах к длине в метрах упрощается до простых метров. Таким образом, в системе метр-килограмм-секунда единицей удельного сопротивления является ом-метр.Если длина измеряется в сантиметрах, удельное сопротивление может быть выражено в единицах ом-сантиметр.

Удельное сопротивление очень хорошего электрического проводника, например, твердотянутой меди, при 20 ° C (68 ° F) составляет 1,77 × 10 8 Ом-метр или 1,77 × 10 6 Ом-сантиметр. С другой стороны, электрические изоляторы имеют удельное сопротивление в диапазоне от 10 1 2 до 10 2 0 Ом-метров.

Значение удельного сопротивления зависит также от температуры материала; в таблицах удельных сопротивлений обычно указаны значения при 20 ° C.Сопротивление металлических проводников обычно увеличивается с повышением температуры; но удельное сопротивление полупроводников, таких как углерод и кремний, обычно уменьшается с повышением температуры.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Электропроводность — это величина, обратная сопротивлению, и она также характеризует материалы на основе того, насколько хорошо в них протекает электрический ток. Единица измерения проводимости метр-килограмм-секунда — это mho на метр или ампер на вольт-метр.Хорошие электрические проводники имеют высокую проводимость и низкое удельное сопротивление. Хорошие изоляторы или диэлектрики имеют высокое удельное сопротивление и низкую проводимость. Полупроводники имеют промежуточные значения обоих показателей.

Квадратная петля с длиной ребра, L = 10 см, движется в магнитном поле 0,80 Тл с постоянной скоростью 10 м / с. Петля имеет сопротивление 0,10 \ space \ Omega и входит в поле при t = 0 с. Найдите индуцированный

Вопрос:

Квадратная петля с длиной края L = 10 см перемещается на 0.Магнитное поле 80 Тл при постоянной скорости 10 м / с. Петля имеет сопротивление {eq} 0,10 \ space \ Omega. {/ eq}, и он входит в поле при t = 0 с. Найдите индуцированный ток в контуре как функцию времени. Представьте свой ответ в виде графика зависимости I от t от t = 0 с до t = 0,20 с.

Закон электромагнитной индукции Фарадея и закон Ленца:

Закон электромагнитной индукции Фарадея

В нем говорится, что когда проводящую петлю помещают в магнитное поле, в петле индуцируется ЭДС до тех пор, пока не произойдет изменение магнитного потока через петлю.Эта ЭДС называется наведенной, а возникающий ток — индуцированным током.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС , индуцированная в замкнутом контуре, равна;

{eq} \ varepsilon = — \ dfrac {d \ phi} {dt} = — \ dfrac {d} {dt} (\ oint_ {s} \ vec {B} \ cdot \ vec {ds}) {/ eq}

и ток , индуцированный током в замкнутом контуре, имеющем сопротивление R, ;

{eq} i = \ dfrac {\ varepsilon} {R} = — \ dfrac {\ dfrac {d} {dt} (\ oint_ {s} \ vec {B} \ cdot \ vec {ds})} {R } {/ eq}

где,

  • {eq} d \ phi = \ vec {B} \ cdot \ vec {ds} {/ eq} — это магнитный поток через небольшую область {eq} \ vec {ds} {/ eq} из-за магнитного поля {eq} \ vec {B} {/ экв}.

Закон Ленца

Закон Ленца гласит, что индуцированная ЭДС генерируется таким образом, что создает ток, магнитное поле которого противодействует изменению магнитного потока.

Ответ и объяснение:

Дано:

  • Длина квадратной петли составляет {eq} L = 0,10 \ м. {/ eq}
  • Магнитное поле, {eq} \ vec {B} = 0.80 \ T {/ eq} (в самолет)

См. Полный ответ ниже.

Как моделировать проводники в изменяющихся во времени магнитных полях

Одно из наиболее распространенных применений модуля AC / DC, надстройки к программному обеспечению COMSOL Multiphysics®, — моделирование проводников и других материалов с потерями в изменяющихся во времени магнитных полях. поля при наличии значительных наведенных токов. Подходящий подход к моделированию зависит от того, насколько быстро магнитные поля меняются во времени. Здесь мы рассмотрим основы и опишем различные методы моделирования, которые можно использовать.

Описание скин-эффекта с помощью модуля AC / DC

Всякий раз, когда материал с потерями, такой как проводник, подвергается воздействию изменяющегося во времени электромагнитного поля, в этом материале будут индуцироваться токи.Эти токи затем создают магнитное поле, которое изменяет распределение тока в материале, в результате чего индуцированные токи будут преимущественно течь по поверхностям любого материала с потерями. Это известно как скин-эффект.

Мы можем смоделировать этот эффект, используя модуль переменного / постоянного тока и любой из физических интерфейсов, которые рассчитывают магнитные поля и токи, например:

  • Магнитные поля интерфейс
  • Магнитное и электрическое поля интерфейс
  • Формулировка магнитного поля интерфейс
  • Вращающееся оборудование Магнитный интерфейс

Все эти физические интерфейсы поддерживают моделирование в частотной области в предположении, что магнитные поля и все другие поля изменяются синусоидально во времени.Интерфейс Magnetic Fields , а также интерфейсы Rotating Machinery Magnetic и Magnetic Field Formulation поддерживают полный анализ во временной области, где поля могут изменяться несинусоидально во времени.

Моделирование в частотной области проводников в изменяющихся во времени магнитных полях

Для начала мы сосредоточимся на частотной области, что очень разумно, поскольку большинство электрических устройств работают на известной частоте или диапазоне частот.{-1}

, где \ omega — рабочая частота, \ mu_0 — проницаемость, \ epsilon_0 — диэлектрическая проницаемость свободного пространства, \ mu_r и \ epsilon_r — относительная проницаемость и диэлектрическая проницаемость материала, а \ sigma — электрическая проводимость материала.

Для проводников это уравнение можно упростить до:

\ delta = \ sqrt {\ frac {2} {\ omega \ mu_0 \ mu_r \ sigma}}

Строго говоря, глубина скин-слоя определяется как экспоненциальное уменьшение индуцированных токов внутри плоского полубесконечного проводника, но это все же полезная мера независимо от формы геометрии.Во-первых, мы всегда оцениваем глубину скин-слоя всех материалов в моделировании, поскольку это значение определяет, как мы будем моделировать их. Чтобы понять этот ключевой момент, давайте рассмотрим простой случай замкнутой петли из проволоки (с радиусом проволоки 1 см и радиусом петли 10 см), подвергнутой воздействию однородного фонового магнитного поля на разных частотах, как схематически показано ниже.


Петля из медного провода, подверженная воздействию синусоидального изменяющегося во времени магнитного поля.

Проиллюстрированная выше проблема может быть смоделирована с использованием двухмерной осесимметричной модели, как показано ниже.Бесконечная область элементов используется для сокращения пространства моделирования по причинам, изложенным в этом предыдущем сообщении блога.


Схема модели катушки.

Давайте посмотрим на результаты на нескольких разных частотах. На изображении ниже показана величина тока, протекающего в катушке. На более высоких частотах мы можем наблюдать, как ток в основном течет у поверхности катушки. Фактически, на самой высокой частоте ток в центре катушки практически равен нулю.То есть скин-эффект экранировал внутреннюю часть проводника.


Ток в поперечном сечении катушки на разных частотах.

Чтобы соответствующим образом смоделировать эти различные случаи, нам также необходимо знать используемую сетку конечных элементов. На более высоких частотах, когда ток движется все ближе и ближе к границам, нам необходимо иметь более мелкую сетку, чтобы разрешить пространственное изменение полей. Однако поля сильно изменяются только в направлении, нормальном к границе, и довольно плавно меняются по периметру катушки.

В этих случаях целесообразно использовать функцию построения сетки пограничного слоя, которая будет вставлять тонкие элементы перпендикулярно границе, как показано на изображении ниже. В зависимости от того, насколько точно вы хотите определить распределение тока в катушке, вы можете отрегулировать толщину элементов пограничного слоя в диапазоне от половины до одной глубины скин-слоя и использовать от двух до восьми или более элементов пограничного слоя. . С другой стороны, на достаточно низких частотах создание сетки пограничного слоя не требуется.


Сетка внутри провода на различных частотах, соответствующая предыдущим графикам распределения тока.

Эквивалентные граничные условия

Теперь мы также можем видеть на изображении выше, что на более высоких частотах распределение тока очень незначительно распространяется внутрь катушки. Поэтому для всех практических целей мы можем сказать, что на достаточно высоких частотах токи текут на поверхность . В этих случаях мы можем использовать граничное условие Impedance , а не моделировать любой внутренней части катушки, как показано на изображении ниже.


Схема и сетка модели с граничным условием Импеданс .

Этот подход экономит нам значительное количество вычислительных усилий, поскольку теперь нам нужно только построить сетку воздушной области и применить граничное условие Impedance . Очевидно, здесь мы теряем некоторую информацию: распределение тока в проводнике. Но если нас это не заботит, то такой подход может быть превосходной альтернативой созданию сетки внутри проводника.Первый график ниже показывает потери в катушке в зависимости от частоты, вычисленные с помощью граничного условия Impedance и с помощью доменной модели катушки с сеткой пограничного слоя.


График рассчитанных потерь с помощью модели предметной области и граничного условия Импеданс .

На следующем рисунке показано отношение потерь, вычисленных с использованием граничного условия Импеданс , к потерям, вычисленным путем явного моделирования доменов, и это соотношение нанесено на график в зависимости от отношения радиуса провода к глубине скин-слоя.Поскольку характерный размер деталей (в данном случае радиус) приближается к десятикратной глубине скин-слоя, потери, вычисленные с помощью этих двух подходов, аналогичны.


График отношения вычисленных потерь к отношению размера объекта к глубине скин-слоя.

Из графика выше можно сделать вывод, что граничное условие Импеданс дает нам точное предсказание общих потерь, если глубина скин-слоя относительно мала по сравнению с размерами проводников, которые мы хотим моделировать.Это важный результат, так как он может значительно упростить большую часть нашего моделирования в частотной области в модуле AC / DC.

Моделирование во временной области проводников в изменяющихся во времени магнитных полях

Давайте закончим эту тему рассмотрением моделирования во временной области. Граничное условие Импеданс недоступно в этом случае, так как это граничное условие сформулировано на основе частотной формы уравнений Максвелла. Для моделирования во временной области мы должны смоделировать и создать сетку внутри всех проводников.Сетка граничного слоя по-прежнему уместна, но вы захотите настроить толщину элементов на основе как среднего, так и максимального ожидаемого частотного содержания ваших возбуждений во временной области. Конечно, иногда это может привести к гораздо более затратной с точки зрения вычислений модели, поэтому постарайтесь моделировать как можно больше в частотной области.

А что, если у вас есть материалы, которые нелинейны по отношению к напряженности поля, или материалы, которые, как вы думаете, вам нужно моделировать во временной области? Что вы делаете тогда? Если вы представляете ферромагнитный материал с нелинейной магнитной проницаемостью, вы все равно можете моделировать магнитный материал в частотной области, используя эффективную функцию кривой H-B.

Заключительное слово

Хорошее понимание того, как моделировать проводящие материалы с потерями, взаимодействующие с изменяющимися во времени магнитными полями, важно для эффективного использования модуля AC / DC. Вы можете явно смоделировать проводящие домены или смоделировать проводники с помощью граничного условия Импеданс на более высоких частотах. Если вы моделируете домены явно, вам нужно будет использовать сетку пограничного слоя, чтобы обеспечить хорошее разрешение токов на более высоких частотах, что действительно увеличивает вычислительные требования.Если вы используете граничное условие Импеданс , вы вводите приближение, но вам вообще не нужно моделировать внутреннюю часть областей проводников, что позволяет сэкономить значительные вычислительные ресурсы.

Следующие шаги

Чтобы узнать больше о специализированных функциях и функциях электромагнитного моделирования, доступных в модуле AC / DC, нажмите кнопку ниже.

Дополнительные ресурсы

Чтобы выполнить ряд дополнительных упражнений по этой теме, см. Следующие учебные пособия:

RC Paudel — Электромагнитная индукция Короткие вопросы… | Facebook

Электромагнитная индукция
Короткие вопросы
Что такое закон Ленца?
Отв. Закон Ленца гласит, что направление индуцированного тока таково, что он противодействует причине, которая его производит. Закон Ленца соответствует закону сохранения энергии. Согласно закону Ленца
индуцированная ЭДС, E = — d / dt (NØ)
Отрицательный знак показывает, что ток, вызванный индуцированной ЭДС, препятствует изменению потока.
Покажите, что закон Ленца соответствует закону сохранения энергии.
Объясните, почему трансформатор не может работать с постоянным током.
(Ответ. Когда первичная обмотка трансформатора подключена к постоянному току, первичная обмотка потребляет постоянный ток, который создает постоянный магнитный поток. В результате магнитный поток, связанный с вторичной обмоткой, не изменяется. индуцируется во вторичной обмотке. Следовательно, трансформатор не может работать с постоянным током.
Каковы различные потери мощности в трансформаторе? Как вы минимизируете эти потери?
Ответ. Некоторые потери мощности в трансформаторе следующие:
(i) Потери в меди: Катушки обычно изготавливаются из медных проводов с сопротивлением.Когда ток течет по этим проводам, происходит потеря мощности. Эта потеря проявляется в виде тепла, выделяемого в катушках.
Потери в меди можно уменьшить, используя толстые медные провода для обмоток.
(ii) Потери магнитного потока: соединение первичной и вторичной катушек не идеальное. Это означает, что магнитный поток, связанный с первичной катушкой, не равен магнитному потоку, связанному с вторичной катушкой. Таким образом, определенное количество электроэнергии тратится впустую.
Это можно уменьшить, если максимально точно соединить первичную и вторичную обмотки.
(iii) Потери на вихревые токи: изменение магнитного потока, связанного с железным сердечником, создает вихревые токи. Эти вихревые токи в железном сердечнике выделяют тепло, которое приводит к потере энергии.
Потери на вихревые токи можно уменьшить за счет использования многослойного железного сердечника.
(iv) Гистерезисные потери: когда переменный ток проходит через первичную обмотку трансформатора, некоторая энергия теряется на намагничивание и размагничивание железного сердечника в течение полного цикла. Потери энергии равны площади петли гистерезиса.
Эту потерю энергии можно минимизировать с помощью подходящего материала, имеющего узкую петлю гистерезиса для сердечника трансформатора.
(v) Гудящие потери: трансформатор издает гудящий звук при намагничивании и размагничивании железного сердечника. Таким образом, некоторая электрическая энергия теряется в виде механической энергии для создания вибрации в сердечнике.
Это можно уменьшить, используя лак и клей в ламинированном железном сердечнике.
Стержневой магнит проваливается через металлическое кольцо. Будет ли его ускорение равным g? Обосновать ответ.
Отв. Когда магнит падает, в металлическом кольце будет возникать индуцированный ток. Согласно закону Ленца, индуцированный ток будет противодействовать движению магнита независимо от того, приближается ли магнит к кольцу или удаляется от кольца. Следовательно, ускорение падающего магнита будет меньше g. S

N v

NN

Лист меди помещают между полюсами электромагнита с магнитным полем, перпендикулярным листу.Когда его вытаскивают, требуется значительная сила, и требуемая сила увеличивается со скоростью. Объяснять.
Почему катушки ящика сопротивления сделаны из провода с двойной изоляцией?
Отв. Это сделано для минимизации индуктивности катушек. Проволока загибается сама на себя. В результате в каждой секции катушки возникают равные и противоположные токи. Следовательно, катушка не имеет чистого магнитного поля и нет чистой индуцированной ЭДС. Такие катушки называются безиндуктивными катушками и имеют следующие преимущества.
(i) Ток быстро достигает конечного значения во время замыкания или размыкания.
(ii) При использовании с переменным током ток через такие катушки не зависит от частоты.

Длинный прямой провод проходит через центр металлического кольца перпендикулярно его месту. Если ток в проводнике увеличивается, индуцируется ли ток в кольце? Объяснять.
Две одинаковые петли, одна из меди, а другая из железа, вращаются с одинаковой скоростью в одном магнитном поле.В каком случае (ЭДС (ii) ток будет больше и почему?
Ответ. Индуцированная ЭДС в двух случаях будет одинаковой, потому что она не зависит от природы материала. Однако индуцированный ток в медном контуре будет больше, потому что его сопротивление меньше, чем у железной петли.
Пары проводников, проводящих ток в блоки питания электронного оборудования или выходящие из них, скручены вместе. Почему?
Искусственный спутник с металлической поверхностью вращается вокруг Земли (i ) экватор, (ii) полюса.Будет ли магнитное поле Земли индуцировать в нем ток?
(i) Нет, потому что спутник может отсечь только вертикальную составляющую поля Земли, которая равна нулю на экваторе. Следовательно, нет ЭДС. и, следовательно, в спутнике индуцируется ток.
(ii) Да. Это потому, что теперь спутник отсекает вертикальную составляющую магнитного поля Земли и, следовательно, ЭДС. индуцируется в нем.
Нарушает ли закон Ленца принцип сохранения энергии? Объяснять.
Медное кольцо подвешено на нити в вертикальной плоскости.Один конец магнита подводится горизонтально к кольцу. Как это повлияет на положение кольца?
Медное кольцо удерживается горизонтально, и стержневой магнит опускается через кольцо вдоль его оси. Будет ли ускорение падающего магнита равным ускорению свободного падения? Объяснять.

Изложите законы электромагнитной индукции Фарадея.
Студент утверждал, что если постоянный магнит падает на вертикальную медную трубу, он в конечном итоге достигает предельной скорости, даже если нет сопротивления воздуха.Почему это должно быть?
Отв. Если постоянный магнит падает вниз по вертикальной медной трубе, магнитный поток, соединяющийся с трубой, изменяется, и в нем возникают вихревые токи, которые противодействуют движению магнита в соответствии с законом Ленца. В результате скорость в конечном итоге снижается. При определенных условиях вес магнита и направленная вверх сила становятся равными и, следовательно, достигают конечной скорости.
Что такое самоиндукция? Определите коэффициент самоиндукции.
Отв. Явление индукции ЭДС в катушке, которая препятствует изменению тока, называется самоиндукцией.Свойство катушки, благодаря которому она противодействует изменению тока, протекающего через катушку, называется самоиндукцией. Он обозначается L и задается следующим образом:
L = Ø / I
Где, Ø = Магнитный поток, связанный с катушкой
I = Ток, протекающий через катушку
Следовательно, коэффициент самоиндукции равен количеству магнитного потока. связь с катушкой, когда через катушку протекает единичный ток. Его единица СИ — Генри (Г)
Что такое взаимная индукция? Определите коэффициент взаимной индукции.
Что такое вихретоковый? Напишите его достоинства и недостатки.
Отв. Индуцированные циркулирующие токи, возникающие в металле из-за изменения магнитного потока, связанного с металлом, называются вихревыми токами. Эти токи также называют токами Фоко. Направление вихревого тока определяется законом Ленца.
Преимущества вихревых токов
Вихревые токи используются в индукционных печах для отделения металла от руды и для изготовления некоторых сплавов.
Вихревые токи используются для лечения в организме человека.Такое лечение называется диатермией, при котором в тканях тела выделяется тепло.
Вихревые токи используются в спидометре для измерения мгновенной скорости автомобиля.
Вихревые токи используются для стабилизации гальванометра.
Эти токи используются в электромагнитных тормозах для управления скоростью электропоездов.
Недостатки
Вихревые токи приводят к потере электроэнергии в виде тепла.
Вихревые токи вызывают нежелательный демпфирующий эффект.
Тепло, выделяемое вихревыми токами, разрушает изоляцию электрических машин.

Две плотно намотанные круглые катушки имеют одинаковое количество витков, но радиус одной из них в два раза больше, чем у другой. Каково соотношение собственных индуктивностей двух катушек?
Какова размерная формула самоиндукции?

Численные задачи
HSEB
Найти ЭДС в прямолинейном проводнике длиной 25 см, на якоре динамо-машины и на расстоянии 12 см от оси, когда проводник движется в однородном радиальном магнитном поле 0,5 Тл. вращающийся со скоростью 1000 оборотов в минуту.(Подсказка: E = Blv = Bl x ωr = Blx2πfr = 1,57 V)
Металлический самолет с размахом крыла 40 м летит со скоростью 1000 км / ч в направлении на восток на постоянной высоте в районе северной полусфера, в которой горизонтальная составляющая магнитного поля Земли составляет 1,6 x 10-5 Тл, а угол падения равен 410. Найдите разность потенциалов, возникающую между кончиками крыла. (Подсказка: E или V = Bv lv сначала найдите Bv = tan θ x BH, что дает V = 0,155 В)
Прямоугольная катушка из 100 витков имеет размеры 15 x 10 см.Он вращается со скоростью 300 об / мин в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,6 Тл. Рассчитайте максимальную наведенную в нем ЭДС. (E = NBAω = NBA x 2πf = 28,7 В)
Длинный соленоид с 15 витками на см имеет небольшую петлю площадью 2 см2, расположенную внутри перпендикулярно оси соленоида. Если ток, переносимый соленоидом, постоянно изменяется с 2 А до 4 А за 0,1 секунды, каково наведенное напряжение в контуре при изменении тока? (Подсказка: dI = 2A dt = 0,1 с, теперь E = d / dt (BA) = d / dt (µ0nIA) = µ0nA (dI / dt) = 7.5 x 10-6V)
Плотно намотанная прямоугольная катушка на 80 витков имеет размеры 25 см x 40 см. Плоскость катушки поворачивается за 0,06 секунды из положения, в котором она составляет угол 370 с магнитным полем 1,1 Тл, в положение, перпендикулярное полю. Какая средняя ЭДС наведена в катушке? (Ответ 58V)
Катушка радиусом 4 см, содержащая 500 витков, помещается в однородное магнитное поле, которое изменяется со временем в соответствии с B = (0,012 Тл / с) t + (3 x 10-5T / S4) t4. Катушка подключена к резистору 600 Ом, и ее плоскость перпендикулярна магнитному полю.Вы можете игнорировать сопротивление катушки. (а) Найдите величину индуцированной ЭДС катушки как функцию времени (б) Какой ток в резисторе в момент времени t = 5 секунд? (Ответ (0,03 + 3,02 x 10-4t3) V, 1,13 x 10-4A)
Квадратная медная петля со стороной 10 см расположена в области изменяющегося магнитного поля. Направление магнита составляет угол 370 с плоскостью петли. Поле, изменяющееся во времени, имеет следующую зависимость от времени: B (t) = 0,1 T + (1 x 10-3T / S) t (Ans. 6,02 x 10-6V)

Магнитное поле провода

Магнитный поле длинного провода

Магнитный поля возникают из-за зарядов, как и электрические поля, но отличаются тем, что обвинения должны двигаться.А длинный прямой провод, по которому течет ток, — самый простой пример движущегося заряда, который генерирует магнитный поле. Мы упоминали, что сила, которую ощущает заряд, когда движение через магнитное поле зависело от правило правой руки. Направление магнитного поля из-за к движущимся зарядам также будет зависеть правая рука правило. В случае длинного прямого провода, несущего ток I , силовые линии магнитного поля наматываются вокруг провода.Указав большим пальцем правой руки направление тока, направление магнитного поле можно найти, обхватив пальцами провод.

Сила магнитного поля зависит от силы тока I в проводе и r , расстояние от провода.

Константа m 0 — магнитная проницаемость.Причина не отображается, так как произвольное число что единицы заряда и тока (кулоны и амперы) были выбраны, чтобы дать этой константе простую форму. Один Также можно заметить товар м 0 и e 0 относятся к скорость света. (Подробнее об этом позже, фундаментальные константы)

Если один помнит случай электрического поля равномерно заряженный провод, тоже упал как 1 / r .Нет реальной аналогии с законом Кулонов для магнетизма, поскольку магнитное поле точечного заряда сложно так как он не может стоять на месте, чтобы создать магнитный поле.


Примеры Магнитный индекс источника поля

.