Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


«адачи и упражнени€




H.1. »меетс€ три бесконечно длинных пр€молинейных и параллельных проводника A, B и C с текущими в одном направлении токами. –ассто€ние между проводниками AB = BC = 5 см; IA = IB = I, IC = - 2 I. Ќайти точку на пр€мой AC, в которой напр€женность магнитного пол€, вызванного токами, равна нулю.

●H.2. ¬ однородном магнитном поле с индукцией B = 0,5 “л находитс€ пр€моугольна€ рамка длиной а = 8 см и шириной b = 5 см, содержаща€ N = 100 витков тонкой проволоки. “ок в рамке I = 1 A, а плоскость рамки параллельна лини€м магнитной индукции. ќпределить: 1) магнитный момент рамки; 2) вращающий момент, действующий на рамку.

H.3. “ок I течет по тонкому проводнику, который имеет вид правильного n -угольника, вписанного в окружность радиуса R. Ќайти магнитную индукцию в центре данного контура. »сследовать полученное выражение при .

H.4. “ок в 20 ј идет по длинному проводнику, согнутому под пр€мым углом. Ќайти напр€женность магнитного пол€ в точке, лежащей на биссектрисе этого угла и отсто€щей от вершины угла на рассто€нии 10 см.

●H.5. ќпределить индукцию магнитного пол€ в центре проволочной квадратной рамки со стороной a = 15 см, если по рамке течет ток I = 5 A.

H.6. ¬ центре кругового проволочного витка создаетс€ магнитное поле H при разности потенциалов U на концах витка.  ак нужно изменить приложенную разность потенциалов, чтобы получить вдвое бóльшую напр€женность пол€ в центре витка вдвое большего радиуса, сделанного из той же проволоки?

●H.7. ќпределить магнитную индукцию в центре кругового проволочного витка радиусом R = 10 см, по которому течет ток I = 1 A.

H.8. “ок I течет по длинному пр€мому проводнику, сечение кото-рого имеет форму тонкого полукольца радиуса R. Ќайти индукцию магнитного пол€ в точке O.

H.9. ќднородный ток плотности j течет внутри неограниченной пластины толщины 2 d параллельно ее поверхности. Ќайти индукцию магнитного пол€ этого тока как функцию рассто€ни€ x от средней плоскости пластины. ћагнитную проницаемость всюду считать равной единице.

H.10. ѕо круговому контуру течет ток I = 2 A. ѕри этом в центре контура образуетс€ магнитное поле напр€женностью H = 33 A/м. Ќайти длину проволоки, из которой сделана рамка контура.

●H.11. ѕо пр€мому горизонтально расположенному проводу пропускают ток I 1 = 10 A. ѕод ним на рассто€нии R = 1,5 см находитс€ параллельный ему алюминиевый провод, по которому пропускают ток I 2 = 1,5 A. ќпределить, какова должна быть площaдь поперечного сечени€ алюминиевого провода, чтобы он удерживалс€ незакрепленным. ѕлотность алюмини€ ρ = 2,7 г/см3.

H.12. Ќайти плотность тока как функцию рассто€ни€ r от оси аксиально-симметричного потока электронов, если индукци€ магнитного пол€ внутри потока зависит от r как B = br α, где b и α Ц положительные посто€нные.

H.13. “ребуетс€ получить напр€женность магнитного пол€ H, равную 12,6 э, в соленоиде длиной l = 20 см и диаметром D = 5 см. Ќайти: 1) число ампер-витков, необходимое дл€ этого соленоида; 2) разность потенциалов, которую необходимо приложить к концам обмотки, если дл€ нее употребл€етс€ медна€ проволока диаметром d = 0,5 мм. ѕоле соленоида считать однородным.

●H.14. ѕримен€€ закон јмпера дл€ силы взаимодействи€ двух параллельных токов, вывести числовое значение магнитной посто€нной μ 0.

H.15. ѕосто€нный ток I = 10 A течет по длинному пр€мому проводнику круглого сечени€. Ќайти магнитный поток через одну из половин осевого сечени€ проводника в расчете на один метр.

H.16. ¬ однородном магнитном поле, напр€женность которого 1000 э, помещена пр€моугольна€ рамка размером 5 х 10 см. ≈е плоскость составл€ет с направлением пол€ угол 60о. Ќайти магнитный поток, пронизывающий рамку.

●H.17. Ёлектрон, облада€ скоростью v = 10 ћм/с, влетел в однородное магнитное поле перпендикул€рно лини€м магнитной индукции. »ндукци€ магнитного пол€ B = 0,1 м“л. ќпределить нормальное и тангенциальное ускорени€ электрона.

H.18. “онкий провод (с изол€цией) образует плоскую спираль из N = 100 плотно расположенных витков, по которым течет ток I = 8 мј. –адиусы внутреннего и внешнего витков равны a = 50 мм и b = 100 мм. Ќайти: а) индукцию магнитного пол€ в центре спирали; б) магнитный мо-мент спирали при данном токе.

H.19. Ёлектрон, ускоренный разностью потенциалов 300 ¬, движетс€ параллельно пр€молинейному длинному проводу на рассто€нии 4 мм от него.  ака€ сила подействует на электрон, если по проводнику пустить ток 5 ј?

●H.20. Ёлектрон, облада€ скоростью v = 1 ћм/с, влетает в однородное магнитное поле под углом α = 60о к направлению пол€ и начинает двигатьс€ по спирали. Ќапр€женность магнитного пол€ H = 1,5 кј/м. ќпределить: 1) шаг спирали; 2) радиус витка спирали.

H.21. ƒва протона движутс€ параллельно друг другу с одинаковой скоростью v = 300 км/с. Ќайти отношение сил магнитного и электрического взаимодействи€ данных протонов.

H.22. ѕротон влетает в однородное магнитное поле под углом 30о к направлению пол€ и движетс€ по винтовой линии, радиус которой равен 1,5 см. »ндукци€ магнитного пол€ равна B = 103 √с. Ќайти кинетическую энергию протона.

●H.23. »спользу€ теорему о циркул€ции вектора B, рассчитать магнитную индукцию пол€ внутри соленоида (в вакууме), если число витков соленоида равно N и длина соленоида l.

H.24.  вадратна€ рамка с током I = 0,90 A расположена в одной плоскости с длинным пр€мым проводником, по которому течет ток I 0 = 5,0 A. —торона рамки a = 8,0 см. ѕроход€ща€ через середины противоположных сторон ось рамки параллельна проводу и отстоит от него на рассто€нии, которое в η = 1,5 раза больше стороны рамки. Ќайти: а) амперову силу, действующую на рамку; б) механическую работу, которую нужно совершить дл€ поворота рамки вокруг ее оси на 180о, если токи поддерживают неизменными.

H.25. Ќа соленоид длиной 20 см и площадью поперечного сечени€ 30 см2 надет проволочный виток. —оленоид имеет 320 витков и по нему течет ток 3 A.  ака€ средн€€ Ёƒ— индуцируетс€ в надетом на соленоид витке, когда ток в соленоиде выключаетс€ в течение 0,001 c?

●H.26. ¬нутри соленоида с числом витков N = 200 с никелевым сердечником (μ = 200) напр€женность однородного магнитного пол€ H = 10 кј/м. ѕлощадь поперечного сечени€ S = 10 см2. ќпределить: 1) магнитную индукцию пол€ внутри соленоида; 2) полный магнитный поток.

H.27. ѕровод€щую плоскость с током поместили во внешнее однородное магнитное поле. ¬ результате индукци€ магнитного пол€ с одной стороны плоскости оказалась B 1, а с другой стороны B 2. Ќайти магнитную силу, действующую на единицу поверхности плоскости в случа€х, показанных на рисунках. ¬ы€снить, куда направлен ток в плоскости в каждом случае.

H.28. Cоленоид длиной 50 см и площадью поперечного сечени€ 2 см2 имеет индуктивность 2∙10-7 √н. ѕри какой силе тока объемна€ плотность энергии магнитного пол€ внутри соленоида равна 10-3 ƒж/м3?

●H.29.  вадратный провод€щий контур со стороной l = 20 см и током I = 10 A свободно подвешен в однородном магнитном поле с магнитной индукцией B = 0,2 “л. ќпределить работу, которую необходимо совершить, чтобы повернуть контур на 180о вокруг оси, перпендикул€рной направлению магнитного пол€.

H.30. ѕлоский конденсатор, площадь каждой пластины которого S и рассто€ние между ними d, поместили в поток провод€щей жидкости с удельным сопротивлением ρ. ∆идкость движетс€ с посто€нной скоростью v параллельно пластинам. —истема находитс€ в однородном магнитном поле с индукцией B, причем вектор B параллелен пластинам и перпендикул€рен к направлению потока. ѕластины конденсатора замкнули на внешнее сопротивление R.  ака€ мощность выдел€етс€ на этом сопротивлении? ѕри каком значении R выдел€ема€ мощность будет максимальной? „ему она равна?

H.31. Ќебольша€ катушка с током, имеюща€ магнитный момент p m, находитс€ на оси кругового витка радиуса R, по которому течет ток I. Ќайти модуль вектора силы, действующей на катушку, если ее рассто€ние от центра витка равно x, а вектор p m совпадает по направлению с осью витка.

●H.32. —оленоид диаметром d = 4 см, имеющий N = 500 витков, помещен в магнитное поле, индукци€ которого измен€етс€ со скоростью 1 м“л/с. ќсь соленоида составл€ет с вектором магнитной индукции угол α = 45о. ќпределить Ёƒ— индукции, возникающей в соленоиде.

H.33. ѕосто€нный ток I течет вдоль длинного однородного цилиндрического провода круглого сечени€. ѕровод сделан из парамагнетика с магнитной восприимчивостью χ. Ќайти: а) поверхностный молекул€рный ток ; б) объемный молекул€рный ток .

H.34. ¬ однородном магнитном поле, индукци€ которого 0,25 “л, находитс€ плоска€ катушка радиусом 25 см, содержаща€ 75 витков. ѕлоскость катушки составл€ет угол 60о с направлением вектора индукции. ќпределить вращающий момент, действующий на катушку в магнитном поле, если по витку течет ток 3 ј.  акую работу нужно совершить, чтобы удалить катушку из магнитного пол€?

H.35.  огда нет перемещени€ тела, нет и работы в механическом смысле. Ќа что же расходуетс€ энерги€, подводима€ к электромагниту, когда он "держит" груз?

●H.36. ƒве гладкие замкнутые металличе≠ские шины, рассто€ние между которыми равно 30 см, со скольз€щей перемычкой, котора€ мо≠жет двигатьс€ без трени€, наход€тс€ в однород≠ном магнитном поле с индукцией B = 0,1 “л, перпендикул€рном плоскости контура. ѕере≠мычка массой m =5 г скользит вниз с посто≠€нной скоростью v = 0,5 м/с. ќпределить со≠противление перемычки, пренебрега€ самоин≠дукцией контура и сопротивлением остальной части контура.

●H.37. ¬ однородном магнитном поле (B = 0,2 “л) равномерно с частотой n = 600 мин-1 вращаетс€ рамка, содержаща€ N = 1200 витков, плотно прилегающих друг к другу. ѕлощадь рамки S = 100 см2. ќсь вращени€ лежит в плоскости рамки и перпендикул€рна лини€м магнитной индукции. ќпределить максимальную Ёƒ—, индуцируемую в рамке.

H.38. ѕр€мой проводник длиной 1,5 м, движущийс€ равноускоренно в однородном магнитном поле с начальной скоростью 3 м/c и ускорением 10 м/c2, переместилс€ на рассто€ние 0,5 м. Ќайти среднюю Ёƒ— индукции в проводнике. »ндукци€ магнитного пол€ равна 0,2 “л и направлена перпендикул€рно скорости движени€ проводника. Ќайти также мгновенное значение Ёƒ— индукции в проводнике в конце перемещени€.

●H.39. ƒлинный соленоид индуктивностью L = 4 м√н содержит N = 600 витков. ѕлощадь поперечного сечени€ соленоида S = 20 см2. ќпределить магнитную индукцию пол€ внутри соленоида, если сила тока, протекающего по его обмотке, равна 6 A.

H.40.   двум произвольным точкам проволочного кольца подведены идущие радиально провода, соединенные с весьма удаленным источником тока. ѕоказать, что индукци€ магнитного пол€ в центре кольца равна нулю.

●H.41. „ерез катушку, индуктивность L которой равна 200 м√н, протекает завис€щий от времени ток I = 2cos3 t. ќпределить: 1) закон изменени€ Ёƒ— самоиндукции; 2) максимальное значение Ёƒ— самоиндукции.

H.42. Ёлектроны, лет€щие в телевизионной трубке, обладают энергией 12 кэ¬. “рубка ориентирована так, что электроны движутс€ горизонтально с юга на север. ¬ертикальна€ составл€юща€ земного магнитного пол€ направлена вниз, и его индукци€ B =5,5∙10-5 “л. ¬ каком направлении будет отклон€тьс€ электронный луч?  аково ускорение каждого электрона? Ќа сколько отклонитс€ пучок электронов, пролетев 20 см внутри электронной трубки?

●H.43. —оленоид длиной l = 0,8 м имеет однослойную обмотку из алюминиевого провода массой m = 400 г. ќпределить врем€ релаксации τ дл€ этого соленоида. ѕлотность и удельное сопротивление алюмини€ равны соответственно d = 2,7 г/см3 и ρ = 26 нќм∙м.

H.44. ћежду рельсами железнодорожного пути включен вольтметр. Ќад ним с посто€нной скоростью проходит поезд.  аковы показани€ вольтметра при приближении поезда? при нахождении поезда над вольтметром? при удалении поезда? ћагнитное поле «емли прин€ть на данном участке однородным, c вертикальной составл€ющей = 5∙10-5 “л. Ўирина колеи 1,2 м. —корость поезда 60 км/ч.

●H.45. ƒве катушки намотаны на один сердечник. »ндуктивность первой катушки L 1 = 0,12 √н, второй Ц L 2 = 3 √н. —опротивление второй катушки R 2 = 300 ќм. ќпределить силу тока I 2 во второй катушке, если за врем€ ∆ t = 0,01 c силу тока в первой катушке уменьшить от I 1 = 0,5 A до нул€.

H.46. –еактивный самолет, имеющий размах крыльев 50 м, летит горизонтально со скоростью 800 км/ч. ќпределить разность потенциалов, возникающую между концами крыльев, если вертикальна€ составл€юща€ индукции магнитного пол€ «емли равна = 5∙10-5 “л. ћожно ли использовать эту разность потенциалов дл€ измерени€ скорости полета самолета?

●H.47. ќбмотка электромагнита, наход€сь под посто€нным напр€жением, имеет сопротивление R = 15 ќм и индуктивность L = 0,3 √н. ќпределить врем€, за которое в обмотке выделитс€ количество теплоты, равное энергии магнитного пол€ в сердечнике.

H.48.  усок провода длиной l = 2 м складываетс€ вдвое и его концы замыкаютс€. «атем провод раст€гиваетс€ в квадрат так, что плоскость квадрата перпендикул€рна горизонтальной составл€ющей индукции магнитного пол€ «емли B || =2∙10-5 “л.  акое количество электричества пройдет через контур, если его сопротивление R =1 ќм?

●H.49. ѕо круговому контуру радиусом r = 40 см, погруженному в жидкий кислород, течет ток I =1 A. ќпределить намагниченность в центре этого контура. ћагнитна€ восприимчивость жидкого кислорода χ = 3,4∙10-3.

H.50. ѕри включении магнитного пол€, перпендикул€рного к плоскости витка радиуса R, по витку протек зар€д Q.  акой зар€д протечет по витку, если его, при неизменном поле, сложить "восьмеркой", состо€щей из двух окружностей, причем радиус меньшей окружности равен R /4? ѕлоскость "восьмерки" также перпендикул€рна магнитному полю.

●H.51.  олебательный контур содержит соленоид (длина l = 5 см, площадь поперечного сечени€ S 1 = 1,5 см2, число витков N = 500) и плоский конденсатор (рассто€ние между пластинами d = 1,5 мм, площадь пластин S = 100 см2). ќпределить частоту ω собственных колебаний контура.

H.52. ћеталлический диск радиуса R = 25 см вращают с посто€нной угловой скоростью ω = 130 рад/с вокруг его оси. Ќайти разность потенциалов между центром и ободом диска, если: а) внешнего пол€ нет; б) имеетс€ перпендикул€рное к диску внешнее однородное магнитное поле с индукцией B = 5,0 м“.

●H.53.  олебательный контур содержит катушку с общим числом витков N = 100, индуктивностью L = 10 мк√н и конденсатор емкостью C = 1 н‘. ћаксимальное напр€жение Um на обкладках конденсатора составл€ет 100 ¬. ќпределить максимальный магнитный поток, пронизывающий катушку.

H.54.  вадратна€ рамка со стороной a и длинный пр€мой провод с током I наход€тс€ в одной плоскости на рассто€нии x друг от друга. –амку поступательно удал€ют от тока с посто€нной скоростью v. Ќайти Ёƒ— индукции в рамке как функцию рассто€ни€ x.

●H.55.  олебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 25 м√н, конденсатор емкостью C = 0.1 мк‘ и резистора сопротивлением R = 20 ќм. ќпределить, через сколько полных колебаний амплитуда тока в контуре уменьшитс€ в e раз.

H.56. ћеталлический стержень массы m может вращатьс€ вокруг горизонтальной оси O, скольз€ по кольцевому проводнику радиуса a. —хема находитс€ в однородном магнитном поле с индукцией B, направленном перпендикул€рно к плоскости кольца. ќсь и кольцо подключены к источнику Ёƒ—, образу€ цепь с сопротивлением R. ѕренебрега€ трением, индуктивностью цепи и сопротивлением кольца, найти, по какому закону должна измен€тьс€ Ёƒ— источника, чтобы стержень вращалс€ с посто€нной угловой скоростью ω.

●H.57.  олебательный контур содержит катушку индуктивностью L = 0,1 м√н, резистор сопротивлением R = 3 ќм, а также конденсатор емкостью C = 10 н‘. ќпределить среднюю мощность, потребл€емую контуром, необходимую дл€ поддержани€ в нем незатухающих колебаний с амплитудным значением напр€жени€ на конденсаторе U m = 2 B.

●H.58. ќпределить полное сопротивление переменному току (ν = 50 √ц) участка цепи, состо€щего из параллельно включенного конденсатора емкостью C = 10 мк‘ и резистора R = 50 ќм.

●H.59. ¬ цепи переменного тока с частотой ω = 314 рад/с вольтметр показывает нуль при L = 0,2 √н. ќпределить емкость конденсатора.

H.60.  онтур содержит конденсатор емкостью C = 5 н‘, катушку индуктивностью L = 5 мк√н и активное сопротивление R = 0.1 ќм. ќпределить среднюю мощ-ность, потребл€емую колебатель-ным контуром, при поддержании в нем незатухающих гармонических колебаний с амплитудным значением напр€жени€ на конденсаторе UmC = 10 B.

 онтрольные вопросы дл€ коллоквиумов,

зачета и экзамена:

1. Ёлектрический зар€д. «акон  улона

2. Ёлектрическое поле. Ќапр€женность пол€

3. “еорема ќстроградского Ц √аусса дл€ пол€ (интегральна€ форма)

4. “еорема ќстроградского Ц √аусса дл€ пол€ (дифференциальна€ форма)

5. ѕримеры применени€ теоремы ќстроградского - √аусса дл€ пол€

6. –абота кулоновских сил. “еорема о циркул€ции вектора E

7. Ёнерги€ и потенциал электростатического пол€

8. —в€зь между напр€женностью электростатического по-

л€ и его потенциалом

9. Ёлектрический диполь

10. ѕоле системы зар€дов на больших рассто€ни€х

11. ѕоле и вещество. ѕол€ризаци€ диэлектрика

12. ѕол€ризованность P и св€занные зар€ды

13. ¬ектор электрического смещени€ D

14. ”слови€ на границе двух диэлектриков

15. ќ поле внутри и снаружи проводника

16. «амкнута€ провод€ща€ оболочка

17. ќбща€ задача электростатики. ћетод изображений

18. Ёлектроемкость. ≈мкость уединенного проводника

19. Ёлектроемкость. ≈мкость системы проводников

20. ѕлоские конденсаторы и их соединени€

21. —ферические конденсаторы и их соединени€

22. ÷илиндрические конденсаторы и их соединени€

23. Ёнерги€ зар€женных проводников и конденсаторов

24. Ёнерги€ электрического пол€

25. Ёлектрическа€ энерги€ системы двух и более тел

26. Ёнерги€ электрического пол€ и силы

27. ѕосто€нный ток. ”равнение непрерывности

28. «акон ќма дл€ участка цепи

29. «акон ќма с точки зрени€ электронной теории металлов. «ависимость сопротивлени€ от температуры

30. ƒифференциальна€ форма закона ќма

31. —тороннее поле. Ёлектродвижуща€ сила и напр€жение

32. «акон ќма дл€ замкнутой цепи

33. –азветвленные цепи. ѕравила (законы)  ирхгофа

34. –абота и мощность тока. «акон ƒжоул€ Ц Ћенца

35. ќсновные пон€ти€ и представлени€ о природе магнетизма

36. —ила Ћоренца. ѕоле ¬

37. ћагнитное поле равномерно движущегос€ зар€да

38. ¬ращающий момент. »ндукци€ и напр€женность магнитного пол€

39. ћагнитное поле тока. «акон Ѕио - —авара Ц Ћапласа

40. »нтегральна€ форма основных законов магнитного

пол€

41. ƒифференциальна€ форма основных законов магнитного пол€

42. ѕримеры применени€ теоремы о циркул€ции вектора ¬

43. —ила јмпера. «акон јмпера

44. —ила взаимодействи€ параллельных токов

45. –абота по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле

46. Ќамагничение вещества. Ќамагниченность J

47. “оки намагничени€ .

48. “еорема о циркул€ци€ вектора J

49. ¬екторы B, J, H. »х взаимна€ св€зь и роль в описании магнитных полей

50. √раничные услови€ дл€ векторов B и H

51. ѕоле в однородном магнетике

52. Ёлектромагнитна€ индукци€ и ее св€зь с силой Ћоренца

53. Ёлектродвижуща€ сила индукции

54. явление индукции в неподвижном проводнике. »ндукционные токи в сплошных проводниках

55. «акон индукции ‘араде€ и правило Ћенца

56. Ёлектромагнитна€ индукци€ и закон сохранени€ энергии

57. „астные случаи индукции. явление самоиндукции

58. „астные случаи индукции. ¬заимна€ индукци€

59. Ёнерги€ электромагнитного пол€

60. ќсновы символьного метода расчета электрических цепей переменного тока

61. Ќестационарные состо€ни€ (переходные процессы) в цеп€х переменного тока

62. —в€занные колебательные контуры

63. “ок смещени€

64. —истема интегральных уравнений ћаксвелла

65. —истема дифференциальных уравнений ћаксвелла

66. Ёнерги€ пол€ и ее поток. ¬ектор ”мова - ѕойнтинга






ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-07; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1527 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ѕольшинство людей упускают по€вившуюс€ возможность, потому что она бывает одета в комбинезон и с виду напоминает работу © “омас Ёдисон
==> читать все изречени€...

2241 - | 1964 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.066 с.