Контрольная работа №4

Таблица вариантов

Вариант	Номера задач

401. Ток силой I = 50А идет по проводнику, согнутому под прямым углом. Найти напряженность Н магнитного поля в точке, лежащей на биссектрисе этого угла и отстоящей от вершины угла на расстоянии b = 20 см. Считать, что оба конца проводника находятся очень далеко от вершины угла.

402. По контуру в виде равностороннего треугольника идет ток силой I = 6A. Сторона треугольника a = 3 см. Определить магнитную индукцию B в точке пересечения высот.

403. По проводнику в виде тонкого кольца радиусом R=10 см течет ток (рис.18). Чему равна сила тока I, если магнитная индукция B поля в точ­ке A равна 1мкТл? Угол β =10°.

404. По проводнику, согнутому в виде прямоугольника со сторонами a = 8 см и b = 12 см, течет ток силой I = 50 А. Определить напряженность H и индукцию В магнитного поля в точке пересечения диагоналей прямоугольника

405. Два бесконечно длинных прямых проводника скрещены под прямым углом. По проводникам текут токи силой I ₁ = 100 А и I ₂=50А. Расстояние между проводниками d = 20 см. Определить индукцию В магнитного поля в точке, лежащей на середине общего перпендикуляра к проводникам

406. По плоскому контуру из тонкого провода течет ток I = 100 А. Определить магнитную индукцию В поля, создаваемого этим током в точке О, в случае а, изображенном на рис. 19. Радиус R изогнутой части контура равен 20 см.

407. По плоскому контуру из тонкого провода течет ток I = 100 А. Определить магнитную индукцию В поля, создаваемого этим током в точке О, в случае б, изображенном на рис. 19. Радиус R изогнутой части контура равен 20 см.

408. По плоскому контуру из тонкого провода течет ток I = 100 А. Определить магнитную индукцию В поля, создаваемого этим током в точке О, в случае в, изображенном на рис. 19. Радиус R изогнутой части контура равен 20 см.

409. По плоскому контуру из тонкого провода течет ток I = 100 А. Определить магнитную индукцию В поля, создаваемого этим током в точке О, в случае г, изображенном на рис. 19. Радиус R изогнутой части контура равен 20 см.

410. По бесконечно длинному прямому проводу, изогнутому так, как показано на рис. 20 течет ток I =100А. Определить магнитную индукцию В в точ­ке О, если

r = 10 cм.

411. По трем параллельным прямым проводам, находящимся на одинаковом расстоянии а=10см друг от друга, текут одинаковые токи I= 100 А. В двух проводах направления токов совпадают. Вычислить силу F, действующую на отрезок длиной L= 1 м каждого провода.

412. По двум параллельным проводам длиной l = 3 м каждый текут одинаковые токи силой I = 500 А. Расстояние между проводниками d = 10 см. Определить силу F взаимодействия проводников.

413. По двум тонким проводам, изогнутым в виде колец радиусом R=10 см, текут одинаковые токи I=10 А в каждом. Найти силу F взаимодействия этих колец, если плоскости, в которых лежат кольца, параллельны, а расстояние d между центрами колец равно 1мм.

414. По двум одинаковым квадратным плоским контурам со стороной а=20см текут токи I= 10А в каждом. Определить силу F взаимодействия контуров, если расстояние d между соответственными сторонами контуров равно 2 мм.

415. Прямой провод длиной l = 40 см, по которому течет ток силой I =100А, движется в однородном магнитном поле с индукцией B =0,5Тл. Какую работу А совершат силы, действующие на провод со стороны поля, переместив его на s= 40 см, если направление перемещения перпендикулярно линиям индукции и проводу.

416. Напряженность Н магнитного поля в центре круглого витка равна 500 А/м Магнитный момент витка р _m = 6 А×м². Вычислить силу тока I в витке и радиус R витка.

417. Виток радиусом R = 20 см, по которому течет ток силой I =50А, свободно установился в однородном магнитном поле напряженностью H=10³ А/м. Виток повернули относительно диаметра на угол j = З0°. Определить совершенную работу

418. Рамка гальванометра длиной а= 4 см и шириной b=1,5 см, содержащая N=200 витков тонкой проволоки, находится в магнитном поле с индукцией В= 0,1 Тл. Плоскость рамки параллельна линиям индукции. Найти: 1) механический момент М, действующий на рамку, когда по витку течет ток I=1мА; 2) магнитный момент p_m рамки при этом токе.

419. Короткая катушка площадью S поперечного сечения, рав­ной 150 см², содержит N=200 витков провода, по которому течет ток I=4А. Катушка помещена в однородное магнитное поле напряженностыо Н= 8кА/м. Определить магнитный момент p_m катушки, а также вращающий момент М, действующий на нее со стороны поля, если ось катушки составляет угол α= 60⁰ с линиями индукции.

420. Проволочный виток радиусом R= 5 см находится в одно­родном магнитном поле напряженностью Н= 2 кА/м. Плоскость витка образует угол α=60⁰ с направлением поля. По витку течет ток I= 4А. Найти механический момент М, действующий на виток.

421. Диск радиусом R = 5 см несет равномерно распределенный по поверхности заряд Q = 0,1 мкКл. Диск равномерно вращается относительно оси, проходящей через его центр и перпендикулярной плоскости диска. Частота вращения n =20с-¹. Определить: магнитный момент р _m кругового тока, создаваемого диском, отношение магнитного момента к моменту импульса (p _m /L), если масса диска m =100 г.

422. По тонкому стержню длиной l = 40 см равномерно распределен заряд Q = 500 нКл. Стержень приведен во вращение с постоянной угловой скоростью w = 20 рад/с относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его середину. Определить: 1) магнитный момент р_m, обусловленный вращением заряженного стержня; 2) отношение магнитного момента к моменту импульса (p_m /L), если стержень имеет массу m = 10 г.

423. Электрон в атоме водорода движется вокруг ядра по круговой орбите некоторого радиуса. Найти отношение магнитного момента p _m эквивалентного кругового тока к моменту импульса L орбитального движения электрона. Заряд электрона и его массу считать известными. Указать на чертеже направление векторов р _m и L.

424. Заряженная частица с кинетической энергией Т = 2 кэВ движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом R = 4 мм. Определить силу Лоренца F _л действующую на частицу со стороны поля.

425. Электрон движется в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции. Определить силу F, действующую на электрон со стороны поля, если индукция поля B = 0,2 Тл, а радиус кривизны траектории R = 0,2 см.

426. Электрон движется в магнитном поле с индукцией B = 4 мТл по окружности радиусом R = 0,8 см. Какова кинетическая анергия Т электрона?

427. Заряженная частица, обладающая скоростью v=2×10⁶ м/с, влетела в однородное магнитное поле с индукцией В= 0,52 Тл. Най­ти отношение Q/m заряда частицы к ее массе, если частица в поле описала дугу окружности радиусом R=4см. По этому отношению определить, какая это частица.

428. Электрон движется в однородном магнитном поле напря­женностью H=4кА/м со скоростью v=10Мм/с. Вектор скорости направлен перпендикулярно линиям напряженности. Найти силу F, с которой поле действует на электрон, и радиус R окружности, по которой он движется.

429. Электрон, влетев в однородное магнитное поле с индукцией B=0,2Тл, стал двигаться по окружности радиусом R=5см. Определить магнитный момент p _m эквивалентного кругового тока.

430. Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле напряженностью H=10кА/м. Вычислить период Т вращения электрона.

431. Протон и a - частица, ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влетают в однородное магнитное поле. Во сколько раз радиус R ₁ кривизны траектории протона больше радиуса R ₂, кривизны траектории a - частицы?

432. Два иона с одинаковыми зарядами, пройдя одну и ту же ускоряющую разность потенциалов, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Один ион, масса которого m ₁ = 12 а. е. м., описал дугу окружности радиусом R ₁= 2 см. Определить массу m ₂ (в атомных единицах массы) другого иона, который описал дугу окружности радиусом R ₂=2,31 см.

433. Два иона, имеющие одинаковый заряд, но различные массы, влетели в однородное магнитное поле. Первый ион начал двигаться по окружности радиусом R₁=5см, второй ион - по окружности радиусом R₂=2,5см. Найти отношение m₁/m₂ масс ионов, если они прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов.

434. Заряженная частица, прошедшая ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ, движется в однородном магнитном поле с индукцией В=15,1мТл по окружности радиусом R= 1см. Определить отношение e/m заряда частицы к ее массе и скорость v частицы.

435. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U= 600В, влетел в однородное магнитное ноле с индукцией В= 0,3 Тл и начал двигаться по окружности. Вычислить ее радиус R.

436. Перпендикулярно магнитному полю с индукцией В=0,1Тл возбуждено электрическое поле напряженностью E=100 кВ/м. Перпендикулярно обоим полям движется, не отклоняясь от прямолинейной траектории, заряженная частица. Вычислить скорость v частицы.

437. Протон, пройдя ускоряющую разность, потенциалов U=800 В, влетает в однородные, скрещенные под прямым углом магнитное (B=50 мТл) и электрическое поля. Определить напряженность E электрического поля, если протон движется в скрещенных полях прямолинейно.

438. Протон влетает со скоростью v=100км/с в область пространства, где имеются электрическое (E=210 В/м) и магнитное (B=3,3мТл) поля. Напряженность Е электрического поля и магнитная индукция В совпадают по направлению. Определить ускорение протона для начального момента движения в поле, если направление вектора его скорости v перпендикулярно этому направлению.

439. Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов и влетела в скрещенные под прямым углом электрическое (E =400В/м) и магнитное (B = 0,2 Тл) поля. Определить ускоряющую разность потенциалов U, если, двигаясь перпендикулярно обоим полям, частица не испытывает отклонений от прямолинейной траектории. Отношение заряда к массе (e/m) частицы равно 9,64×10⁷Кл/кг.

440. Перпендикулярно однородному магнитному полю (B = 1 мТл) возбуждено однородное электрическое поле (Е = 1 кВ/м). Перпендикулярно обоим полям влетает a - частица со скоростью v = 1 Мм/с. Определить нормальное a _n и тангенциальное а _t ускорения a - частицы в момент вхождения ее в поле.

441. Соленоид длиной l =1м и сечением S=16 см² содержит N=2000 витков Вычислить потокосцепление Ψ при силе тока I в обмотке 10А.

442. Плоская квадратная рамка со стороной а =20 см лежит в одной плоскости с бесконечно длинным прямым проводом, по которому течет ток I=100 А. Рамка расположена так, что ближайшая к проводу сторона парал­лельна ему и находится на расстоя­нии L=10см от провода. Определить магнитный поток Ф,

пронизывающий рамку.

443. Плоский контур, площадь S которого равна 25 см², находится в однородном магнитном поле с индукцией B=0,04 Тл. Определить магнитный поток Ф, пронизывающий контур, если плоскость его составляет угол α = 30⁰ линиями индукции.

444. Магнитный поток Ф через сечение соленоида равен 50 мкВб. Длина соленоида l =50 см. Найти магнитный момент p _m соленоида, если его витки плотно прилегают друг к другу.

445. На длинный картонный каркас длиной 0,5 м и диаметром D = 5 см уложена однослойная обмотка (виток к витку) из проволоки диаметром d=0,2мм. Определить магнитный поток Ф, создаваемый таким соленоидом при силе тока I = 0,5 А.

446. Квадратный контур со стороной а = 10 см, в котором течет ток силой I = 6 А, находится в магнитном поле с индукцией В = 0,8 Тл под углом a=50° к линиям индукции. Какую работу A нужно совершить, чтобы при неизменной силе тока в контуре изменить его форму с квадрата на окружность?

447. Виток, в котором поддерживается постоянная сила тока I = 60А, свободно установился в однородном магнитном поле (В = 20 мТл). Диаметр витка d = 10 см. Какую работу A нужно совершить для того, чтобы повернуть виток относительно оси, совпадающей с диаметром, на угол a=p/3?

448. По проводу, согнутому в виде квадрата со стороной а= 10 см, течет ток I=20А, сила которого поддерживается неизменной. Плоскость квадрата составляет угол α = 20⁰ с линиями индукции однородного магнитного поля (B=0,1Тл). Вычислить работу A, которую необходимо совершить для того, чтобы удалить провод за пределы поля.

449. Виток, по которому течет ток I=20 А, свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией B=0,016 Тл. Диаметр d витка равен 10см. Определить работу A, которую нужно совершить, чтобы повернуть виток на угол α = π/2 относительно оси, совпадающей с диаметром. То же, если угол α=2π.

450. Квадратная рамка со стороной a =10см, по которой течет ток I=200 А, свободно установилась в однородном магнитном поле (В= 0,2Тл). Определить работу, которую необходимо совер­шить при повороте рамки вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям магнитной индукции, на угол α = 2π/3.

451. В однородном магнитном поле (В = 0,1 Тл) равномерно с частотой n =5 с^-1 вращается стержень длиной l = 50 см так, что плоскость его вращения перпендикулярна линиям напряженности, а ось вращения проходит через один из его концов. Определить индуцируемую на концах стержня разность потенциалов U.

452. Прямой провод длиной L=40 см движется в однородном магнитном поле со скоростью v=5м/с перпендикулярно линиям индукции. Разность потенциалов U между концами провода равна 0,6 В. Вычислить индукцию В магнитного поля.

453. В однородном магнитном поле с индукцией B=0,35 Тл равномерно с частотой n=480 мин^-1 вращается рамка, содержащая N=500 витков площадью S=50 см². Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Определить максимальную ЭДС индукции Ε_max, возникающую в рамке.

454. В однородном магнитном поле с индукцией B=1 Тл находится прямой провод длиной L=20 см, концы которого замкнуты вне поля. Сопротивление R всей цепи равно 0,1 Ом. Найти силу F, которую нужно приложить к проводу, чтобы перемещать его перпендикулярно линиям индукции со скоростью v=2,5 м/с.

455. Магнитная индукция B поля между полюсами двухполюсного генератора равна 0,8 Тл, Ротор имеет N=100 витков площадью S=400 см². Определить частоту n вращения якоря, если максимальное значение ЭДС индукции E_i=200В.

456. В проволочное кольцо, присоединенное к баллистическому гальванометру, вставили прямой магнит. При этом по цепи прошел заряд Q = 50 мкКл. Определить изменение магнитного потока DФ через кольцо, если сопротивление цепи гальванометра r = 10 Ом.

457. Тонкий медный провод массой m = 5 г согнут в виде квадрата и концы его замкнуты. Квадрат помещен в однородное магнитное поле (В =0,2 Тл) так, что его плоскость перпендикулярна линиям поля. Определить заряд Q, который протечет по проводнику, если квадрат, потянув за противоположные вершины, вытянуть в линию.

458. Проволочный виток радиусом r=4 см, имеющий сопротивление R=0,01 Ом, находится в однородном магнитном поле с индукцией B=0,04Тл. Плоскость рамки составляет угол α = 30⁰ с линиями индукции поля. Какое количество электричества Q протечет по витку, если магнитное поле исчезнет?

459. Проволочное кольцо радиусом г =10 см лежит на столе. Какое количество электричества Q протечет по кольцу, если его повернуть с одной стороны на другую? Сопротивление R кольца равно 1 Ом. Вертикальная составляющая индукции B магнитного поля Земли равна 50мкТл.

460. Рамка из провода сопротивлением r = 0,04 Ом равномерно вращается в однородном магнитном поле (В = 0,6 Тл). Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Площадь рамки S = 200 см². Определить заряд Q, который протечет через рамку при изменении угла между нормалью к рамке и линиям индукции: 1) от 0 до 45°; 2) от 45° до 90°.

461. На картонный каркас длиной l = 0,8 м и диаметром D = 4 см намотан в один слой провод диаметром d = 0,25 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу. Вычислить индуктивность L получившегося соленоида.

462. Соленоид сечением S = 10 см² содержит N = 1000 витков. Индукция B магнитного поля внутри соленоида при силе тока I = 5А равна 0,1 Тл. Определить индуктивность L соленоида.

463. Катушка, намотанная на немагнитный цилиндрический каркас, имеет N = 250 витков и индуктивность L₁ = 36 мГн. Чтобы увеличить индуктивность катушки до L₂ = 100 мГн, обмотку катушки сняли и заменили обмоткой из более тонкой проволоки с таким расчетом, чтобы длина катушки осталась прежней. Сколько витков оказалось в катушке после перемотки?

464. Соленоид, площадь S сечения которого равна 5 см², содержит N= 1200 витков. Индукция B магнитного поля внутри соленоида при силе тока I=2А равна 0,01 Тл. Определить индуктивность L соленоида.

465. На картонный каркас длиной l=50 см и площадью S сечения, равной 4 см², намотан в один слой провод диаметром d=0,2 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу (толщиной изоляции пренебречь). Вычислить индуктивность L получившегося соленоида.

466. По катушке индуктивностью L = 0,03 мГн течет ток I = 0.6 А. При размыкании цепи сила тока уменьшается практически до нуля за время Δt = 120 мкс. Определить среднюю ЭДС самоиндукции, возникающую в контуре.

467. С помощью реостата равномерно увеличивают силу тока в катушке на ΔI = 0,1 А в 1 с. Индуктивность L катушки равна 0.01 Гн. Найти среднее значение ЭДС самоиндукции.

468. Силу тока в катушке равномерно увеличивают при помощи реостата на DI = 0,6А в секунду. Найти среднее значение ЭДС самоиндукции, если индуктивность катушки L = 5 мГн.

469. Соленоид содержит N = 800 витков. Сечение сердечника (из немагнитного материала) S = 10 см². По обмотке течет ток, создающий поле с индукцией B = 8 мТл. Определить среднее значение ЭДС самоиндукции, которая возникает на зажимах соленоида, если ток уменьшается практически до нуля за время Dt= 0,8 мс.

470. Индуктивность L катушки равна 2 мГн. Ток частотой ν =50 Гц, протекающий по катушке, изменяется по синусоидальному закону. Определить среднюю ЭДС самоиндукции, возникающую за интервал времени Δt, в течение которого ток в катушке изменяется от минимального до максимального значения. Амплитудное значение силы тока I₀=10A.

471. Соленоид содержит N=1000 витков. Сила тока I в его обмотке равна 1 А, магнитный поток Ф через поперечное сечение соленоида равен 0,1мВб. Вычислить энергию W магнитного поля.

472. Индуктивность L катушки (без сердечника) равна 0,1 мГн. При какой силе тока I энергия W магнитного поля равна 100 мкДж?

473. Соленоид имеет длину l = 0,6 м и сечение S =10 см². При некоторой силе тока, протекающего по обмотке, в соленоиде создается магнитный поток Ф = 0,1мВб. Чему равна энергия W магнитного поля соленоида? Сердечник выполнен из немагнитного материала и магнитное поле во всем объеме однородно.

474. Диаметр D тороида (по средней линии) равен 50 см. Тороид содержит N = 2000 витков и имеет площадь сечения S = 20 см². Вычислить энергию W магнитного поля тороида при силе тока I =5А. Считать магнитное поле тороида однородным. Сердечник выполнен из немагнитного материала.

475. Магнитный поток Ф в соленоиде, содержащем N = 1000 витков, равен 0,2 мВб. Определить энергию W магнитного поля соленоида, если сила тока I, протекающего по виткам соленоида, равна 1 А

Сердечник отсутствует. Магнитное поле во всем объеме соленоида считать однородным.

476. По проводнику, изогнутому в виде кольца радиусом R = 20 см, содержащему N = 500 витков, течет ток силой I = 1 А. Определить объемную плотность w энергии магнитного поля в центре кольца.

477. При какой силе тока I в прямолинейном проводе бесконечной длины на расстоянии r = 5 см от него объемная плотность энергии w магнитного поля будет равна 1 мДж/м³?

478. Обмотка тороида имеет n = 10 витков на каждый сантиметр длины (по средней линии тороида). Вычислить объемную плотность энергии w магнитного поля при силе тока I = 10 А. Сердечник выполнен из немагнитного материала, а магнитное поле во всем объеме однородно.

479. Обмотка тороида содержит n = 10 витков на каждый сантиметр длины. Сердечник немагнитный. При какой силе тока I в обмотке плотность энергии w магнитного поля равна 1 Дж/м³

480. Обмотка соленоида содержит n = 20 витков на каждый сантиметр длины. При какой силе тока I объемная плотность энергии w магнитного поля будет равна 0,1 Дж/м³? Сердечник выполнен из немагнитного материала, и магнитное поле во всем объеме однородно.

Дата добавления: 2014-11-16