Вопросы и задачи для самостоятельного решения

1. Как направлен магнитный момент кругового тока (рис.193)?

Рис.193

2. Вдоль длинного прямолинейного магнита расположен гибкий свободный проводник. Какое положение займет он, если по нему пропустить ток?

3. Опишите взаимодействие двух одинаковых круговых токов, имеющих общий центр и расположенных в взаимно перпендикулярных плоскостях.

4. Как изменится индукция магнитного поля внутри медной трубы при увеличении тока, текущего по трубе, в 2 раза?

5. Сферический конденсатор, заполненный диэлектриком и заряженный до некоторой разности потенциалов, разряжается через свой диэлектрик. Каким будет магнитное поле токов разряда в пространстве между сферами?

6. По трем длинным проводам, расположенных в одной плоскости параллельно друг другу на расстоянии , текут токи , . Определите положение прямой, в точках которой индукция В поля равно нулю (рис.194) и силы, которые действуют на проводник с током на единицу длины.

Рис.194

7. К двум точкам проволочного кольца подведены идущие радиально провода,

Рис.195

соединенные с весьма удаленным источником. Один из контактов подвижен (точка А, рис.195). Как изменится индукция магнитного поля в центре кольца при перемещении подвижного контакта по кольцу?

8. В замкнутой цепи постоянного тока имеется участок в виде двух образующих прямой угол прямолинейных проводов (рис.196). Длина этих проводов настолько велика, что

Рис.196

влиянием остальных участков цепи на поля в окрестности вершины угла можно пренебречь. Найти магнитную индукцию В поля в точке А.

9. Соленоид радиуса r и длины l имеет на единицу длины n витков. По соленоиду течет ток силы I. Определите индукцию В поля на оси соленоида как функцию расстояния х от его центра. Исследовать случаи: а) х конечное, ; б) , ; в) l конечное.

10. По объему однородного шара массы m и радиуса R равномерно распределен заряд q. Шар приводится во вращение вокруг своей оси с угловой скоростью . Найти возникающие в результате вращения момент импульса L, магнитный момент , а также отношение .

11. Катушка, по которой течет ток силы , помещена в однородное магнитное поле так, что ее ось с магнитным полем В=1 Тл составляет . Обмотка катушки выполнена из медной проволоки диаметра d=1 мм; радиус витков r=0,1 м. Число витков N=100. Найти магнитный поток, пронизывающий катушку, момент сил, работу, совершаемую моментом сил при повороте оси катушки на .

12. Индукция магнитного поля в центре витка радиусом R=0,1 м равна . Определите индукцию поля: а) на оси витка в точке, расположенной на расстоянии h= 0,05 м от его центра; в центре витка, если ему придать форму квадрата.

13. По проводникам идет ток , расстояние между осями провода d=10 см. Определите: а) индукцию магнитного поля в точке М, находящейся на расстоянии b=2 см от одного из проводов (рис.197); б) магнитный поток, пронизывающий квадратную рамку со стороны а=5 см, расположенную в одной плоскости с линией.

N

Рис.197

14. Два прямолинейных длинных проводника расположены параллельно на расстоянии друг от друга. По проводникам текут токи и в одном и том же направлении. Какую работу нужно совершить (на единицу длины проводника), чтобы раздвинуть их до расстоянии ?

15. Чему равна циркуляция вектора магнитной индукции (рис.198) по замкнутому контуру L?

Рис.198	Рис.199

16. По длинному прямолинейному проводнику течет ток силой I. Параллельно проводнику находится прямоугольная рамка (рис.199). Найдите магнитный поток Ф, пронизывающий данную рамку.

17. Как рассматривая следы заряженных частиц в камере Вильсона, можно определить знак заряда частицы и направление ее импульса?

18. Покажите, что время движения заряженной частицы в циклотроне не зависит от радиуса траектории движения частицы.

19. Если заряженная частица, пролетая некоторую область пространства, не отклоняется от первоначального направления движения, можно ли говорить, что магнитное поле в этой области пространства отсутствует?

20. Как при помощи эффекта Холла определить концентрацию носителей заряда в веществе через которое идет ток?

21. Чему равна работа силы, действующей на электрон, движущийся в однородном магнитном поле с индукцией В?

22. Пучок протонов, перемещаясь в некоторой области пространства, описывает криволинейную траекторию. Как определить магнитным или электрическим полем вызвано это искривление траектории?

23. Покажите, что радиус кривизны траектории заряженной частицы, движущейся в однородном магнитном поле, перпендикулярном ее скорости, пропорционален импульсу частицы.

Рис.200

24. В цилиндрическом конденсаторе с радиусами основания а=4 см, b=6 см. Вдоль оси конденсатора действует однородное магнитное поле с В= 0,1 Тл (рис.200). Через узкую щель АА в конденсатор влетает α -частица с энергией W=2 кэВ. Какую разность потенциалов следует создать между электродами конденсатора, чтобы α -частица прошла в конденсаторе на одинаковом расстоянии от электродов? Заряд α -частицы

, масса

.

25. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией по винтовой линии с радиусом и шагом . Определите: 1) скорость электрона, с которой влетел в магнитное поле; 2) угол между векторами скорости и индукции ; 3) период и частота обращения электрона; 4) импульс , момент импульса L и энергию W электрона.

26. Протон и α -частица, ускоренные разностью потенциалов , влетает в однородное магнитное поле с индукцией В перпендикулярно силовым линиям. Определите отношение: а) кинетических энергией; б) радиусов кривизны траектории; в) периодов обращения этих частиц.

27. Некоторая частица с массой m и зарядом q влетает в скрещенные однородные электрическое с напряженностью Е и магнитное поля с индукцией В, перпендикулярно силовым линиям со скоростью . Найдите силы, действующие на частицу и ускорение частицы и уравнение траектории. Решите эту задачу, если электрическое и магнитное поля сонаправлены.

28. По медному стержню массой m=0,2 кг, лежащему поперек двух рельсов, расположенных друг от друга на расстоянии l=0,5 м, проходит ток силой I=50 А. Коэффициент трения скольжения по рельсам равен µ=0, 4. Определите минимальную индукцию магнитного поля, при которой проводник начнет скользить по рельсам

Дата добавления: 2014-01-07