Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
Санкт-Петербургский Государственный Технологический Университет
Растительных полимеров
Кафедра физики ФИЗИКА
часть 2
Электростатика. Постоянный ток. Электромагнетизм. Электромагнитные колебания и волны
Программа, методические указания и контрольные задания
Для студентов заочного факультета всех специальностей
Санкт-Петербург 2005
Стоимость решения одной задачи по физике от ...руб.
Выполнены следующие задачи: Контрольная работа 3, задачи:
2, 4, 7, 12, 14, 17, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 32, 34, 37, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 62, 64, 67
Задача 1
Рамка диаметром 6 см содержит 100 витков. Плоскость витков совпадает с направлением напряженности однородного магнитного поля, равной 15 А/м. Какой вращающий момент действует на рамку при токе в ней 10 А?
Задача 2
Нормаль к плоскости рамки составляет угол 30 с направлением одно-родного магнитного поля. Под каким углом установилась рамка по отношению к полю, если вращающий момент, действующий на рамку, уменьшился в 10 раз. Решение пояснить рисунком.
Задача 3
Напряженность магнитного поля 50А/м. В этом поле находится свободно вращающаяся рамка площадью 10 см2. Плоскость рамки вначале сов-падала с направлением индукции поля. Затем по рамке кратковременно про-пустили ток силой 1 А и рамка получила угловое ускорение 100с-2. Считая условно вращающий момент постоянным, найти момент инерции рамки.
Задача 4
Плоская круглая рамка диаметром 10 см находится в однородном магнитном поле. По рамке протекает ток силой 20 А. На сколько изменится вращающий момент, действующий на рамку, при повороте плоскости рамки на угол 60°? До поворота плоскость рамки совпадала с направлением поля. Напряженность поля 20 А/м, среда воздух.
Задача 5
Плоская круглая рамка состоит из 20 витков радиусом 2 см и по ней те-чет ток в 1 А. Нормаль к рамке составляет угол 90 с направлением магнитного поля напряженностью 30 А/м. Найти изменение вращающего момента, действующего на рамку, если из 20 витков рамки сделать один круглый виток.
Задача 6
Под влиянием однородного магнитного поля в нем движется с ускорением 0,2 м/с2 прямолинейный алюминиевый проводник с площадью поперечного сечения 1мм2. По проводнику течет ток силой 5А, его направление перпендикулярно индукции поля. Вычислить индукцию поля.
Задача 7
В однородном горизонтальном магнитном поле находится в равновесии горизонтальный прямолинейный алюминиевый проводник с током силой 10 А, расположенный перпендикулярно полю. Определить индукцию поля, считая радиус проводника равный 2 мм.
Задача 8
По двум параллельным проводникам текут токи силой 70 и 80А. Расстояние между проводниками 1,4 см. С какой силой действуют провода на каждый метр длины?
Задача 9
Проводник длиной 20 см с током силой 10 А находится в магнитном поле, индукция которого 0,03 Тл. Направление тока составляет с направлением индукции угол 60. Определить силу, действующую на проводник.
Задача 10
В магнитном поле длинного прямолинейного проводника 1 с током силой 50 А находится отрезок прямолинейного проводника 2 длиной 40 см, по которому проходит ток силой 10 А. Проводники 1 и 2 параллельны друг к другу и расстояние между ними 20 см. Какая сила действует на проводник 2? (среда – воздух).
Задача 11
По двум параллельным проводникам текут токи силой 8 и 12 А. Расстояние между проводниками 32 см. Определить напряженность магнитного поля токов в точках, лежащих посередине между проводниками, если:
1) токи текут в одном направлении;
2) в противоположных направлениях. Сделать рисунок.
Задача 12
Расстояние между длинными параллельными проводниками с токами силой 5 и 10 А равно 0,16 м. Токи текут в противоположных направлениях. Как расположена линия, в каждой точке которой напряженность равна нулю? На каком расстоянии находится эта линия от проводника с током силой 5 А?
Задача 13
По двум длинным проводникам, расположенным параллельно друг другу на расстоянии 10 см, текут в одном направлении токи силой 3,14 и 6,28 А. Определить напряженность поля в точке, расположенной на расстоянии 0,1 м от первого проводника и 0,1 м от второго. Сделать рисунок.
Задача 14
Два длинных прямолинейных проводника с токами силой 6 и 8 А лежат в двух параллельных плоскостях. Токи текут во взаимно перпендикулярных направлениях. Найти напряженность поля в точке, равноудаленной от проводников и лежащей на перпендикуляре между ними. Длина перпендикуляра 0,1 м.
Задача 15
Прямолинейный проводник расположен перпендикулярно плоскости кругового проводника радиусом 20 см и проходит на расстоянии половины радиуса от центра. Прямолинейный ток имеет силу 9,42 А, а круговой – 2 А. Определить напряженность магнитного поля тока в центре круга.
Задача 16
Прямой длинный проводник изогнут в виде угла, равного 600. По проводнику течет ток силой 10 А. Определить индукцию магнитного поля при μ=1 на биссектрисе внутри угла на расстоянии 20 см от вершины.
Задача 17
Перпендикулярно плоскости кольцевого проводника радиусом 20 см проходит изолированный длинный проводник так, что он касается кольца. Сила тока в проводниках 10 А. Найти суммарную напряженность магнитного поля в центре кольца.
Задача 18
Кольцевые проводники с током силой 5 и 10А имеют общий центр и радиусы 12 и 16 см. Их плоскости составляют угол 450. Найти индукцию магнитного поля в общем центре колец.
Задача 19
Вывести формулу и определить напряженность магнитного поля про-водника в форме дуги окружности радиусом 20 см в центре этой окружности. Длина дуги равна половине окружности, сила тока в проводнике 4А.
Задача 20
Два проводника в виде полуколец лежат в одной плоскости и имеют общий центр. Определить напряженность магнитного поля в центре полуколец при следующих данных: радиусы их соответственно равны 10 и 20 см, токи текут в обоих проводниках по часовой стрелке и равны соответственно 1 и 4 А.
Задача 22
По обмотке двухслойного соленоида большой длины протекают токи силой 2А. В одном случае направление токов противоположное, в другом случае – одинаковое. При этом напряжённости соответственно равны 2кА/м и 6кА/м. Каковы диаметры проволок в обмотках?
Задача 27
Зависимость индукции от напряжённости на рисунке. Из заданного материала выполнен сердечник тороида. Индукция поля 1,6Тл. Диаметр проволоки, из которой сделана плотная однослойная обмотка, 1мм, объём тороида 103см3. Чему равна сила тока, текущего по обмотке тороида, индуктивность тороида и энергия его магнитного поля?
Задача 29
По обмотке соленоида длиной 1м протекает ток силой 2,4А. Диаметр витков равен 2см, а число витков 1000. Зависимость индукции от напряжённости сердечника дана на рисунке. Определить поток магнитной индукции внутри соленоида и потокосцепление.
Задача 32
Проводник длиной 0,6м движется поступательно в плоскости, перпендикулярной магнитному полю с индукцией 0,5мТл. По проводнику течёт ток силой 4А. Скорость движения проводника 0,8м/с. Во сколько раз мощность, затраченная на нагревание проводника, больше мощности, затраченной на перемещения проводника в магнитном поле?
Задача 37
Обмотка электромагнита, индуктивность которого 0,04Гн, находится под постоянным напряжением. В течение 0,02с в обмотке его выделяется столько же теплоты, сколько энергии содержит магнитное поле. Найти сопротивление обмотки.
Задача 38
Круглая рамка с током силой 1 А и радиусом 4 см находится в воздухе в однородном магнитном поле, напряженность которого 80 А/м. Плоскость рамки составляет угол 14 с направлением индукции поля. Какую работу надо затратить, чтобы повернуть рамку перпендикулярно полю?
Задача 42
Квадратная рамка площадью 20 см2, состоящая из 1000 витков, расположена в однородном поле с индукцией Тл перпендикулярно полю. В течение 0,02 с рамку удалили за пределы поля. Какова ЭДС в рамке?
Задача 43
В однородном магнитном поле напряженностью 1000 А/м (в воздухе) равномерно вращается круглая рамка, имеющая 100 витков средним радиусом 6 см. Ось вращения совпадает с диаметром рамки и перпендикулярна полю. Сопротивление рамки 1 Ом и угловая скорость ее вращения 10 с-1. Найти максимальную силу тока в рамке.
Задача 44
Круглая рамка, имеющая 200 витков и площадь 100 см2, равномерно вращается в однородном магнитном поле вокруг оси, перпендикулярной полю и совпадающей с ее диаметром. Вычислить частоту вращения при индукции поля 0,03 Тл, если максимальный ток, индуцируемый в рамке при ее сопротивлении 20 Ом, составляет 0,02 А?
Задача 45
Круглую рамку диаметром 8 см, нормаль к которой расположена под углом 10 к направлению вектора индукции поля, деформировали так, что она стала квадратной. Затем ее повернули так, что нормаль стала вдоль век-тора индукции поля, напряженность которого 5 кА/м. Какое количество электричества индуцировалось в рамке, если ее сопротивление 0,001 Ом.
Задача 47
В соленоиде сила тока равномерно возрастает от 0 до 50А в течении 0,5с, при этом соленоид накапливает энергию 50Дж. Какая ЭДС индуцируется в соленоиде?
Задача 49
Однослойный соленоид без сердечника выполнен из проволоки диаметром 0,2 мм. Длина соленоида 16см, диаметр его 3 см. При какой скорости изменения силы тока в соленоиде возникает ЭДС самоиндукции 1В?
Задача 52
Протон в магнитном поле с индукцией В = 5•10‾² Тл движется в вакууме по дуге окружности радиусом 50 см. Какую ускоряющую разность потенциалов он прошел перед этим?
Задача 56
Протон с энергией 10 МэВ пролетает через однородное магнитное поле в вакууме перпендикулярно полю. Считая напряженность поля равной 2 кА/м найти силу Лоренца и радиус траектории протона.
Задача 57
В соленоид перпендикулярно вектору индукции его поля влетает α-частица со скоростью 5•103 м/с. Определить силу, действующую на нее при следующих данных: сила тока в обмотке 1 А, соленоид имеет 100 витков на 1 см длины и находится в вакууме.
Задача 58
Параллельно пластинам плоского конденсатора подано однородное магнитное поле напряженностью 3200 А/м. Между пластинами перпендикулярно направлению вектора индукции и параллельно пластинам движется электрон со скоростью м/с. Определить напряженность электрического поля между пластинами.
Задача 59
Заряд движется в вакууме прямолинейно со скоростью м/с во взаимно перпендикулярных магнитном и электрическом полях. Каково должно быть отношение напряженностей этих полей, чтобы имело место такое движение? Как направлена скорость заряда?
Задача 62
Источник тока замкнули на катушку сопротивлением R=40 Oм и индуктивностью L=0,4Гн. Через какое время сила тока в цепи постигнет 90% максимального значения?
Задача 67
В колебательном контуре с периодом 10-5с напряжением на конденсаторе в момент времени 2,5•10-6с (считая от напряжения, равного нулю) составляет 500В. Найти ёмкость конденсатора при общей энергии контура 1мДж.
WhatsApp:
Telegram: +79119522521