Система

№11.1 Горизонтально расположенный металлический стержень длиной 100 см из состояния покоя начал двигаться равноускоренно в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен вертикально вниз (В = 0,4 Тл). Угол между вектором скорости проводника и вектором магнитной индукции постоянно сохраняется равным 150° (см. рис.). Когда стержень переместился на 3,2 м, ЭДС индукции на концах проводника стала равна 0,8 В. Определите ускорение проводника.

Ответ: Ускорение проводника равно 2,5 м/с².

№11.2 Горизонтальный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле. Модуль индукции магнитного поля равен 0,5 Тл. Скорость проводника направлена горизонтально, перпендикулярно проводнику. Начальная скорость проводника равна нулю, а его ускорение 8 м/с². Чему равна ЭДС индукции на концах проводника в тот момент, когда он переместился на 1 м?

Ответ: ЭДС индукции на концах проводника в тот момент, когда он переместился на 1 м, будет равна 2 В.

№11.3 Плоская катушка диаметром 6 см, состоящая из 120 витков, находится в однородном магнитном поле, индукция которого 6∙10^-2 Тл. Катушка поворачивается вокруг оси, перпендикулярной линиям индукции, на угол 180° за 0,2 с. Плоскость катушки до и после поворота перпендикулярна линиям индукции поля. Чему равно среднее значение ЭДС индукции, возникающей в катушке?

Ответ: ЭДС индукции, возникающая в катушке примерно равна 0,2 В.

№11.4 Плоская горизонтальная фигура площадью S = 0,1 м, ограниченная проводящим контуром, имеющим сопротивление R = 5 Ом, находится в однородном магнитном поле. Какой заряд протечёт по контуру за большой промежуток времени, пока проекция вектора магнитной индукции на вертикаль равномерно меняется с В_1z = 2 Тл до B_2z = - 2 Тл ?

Ответ: Пока проекция вектора магнитной индукции на вертикаль равномерно меняется по контуру пройдет заряд 0,8 Кл.

№11.5 Тонкий алюминиевый брусок прямоугольного сечения, имеющий длину L = 0,5 м, соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости из диэлектрика в вертикальном магнитном поле индукцией В = 0,1 Тл. 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.

Ответ: ЭДС индукции в момент, когда брусок пройдет по наклонной плоскости расстояние l = 1,6 м будет примерно равна 0,17 В.

№11.6 Квадратная рамка со стороной см изготовлена из медной проволоки сопротивлением 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 Дж? Ширина полюсов магнита см, магнитное поле имеет резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция Тл.

Ответ: Рамка движется со скоростью 1 м/с.

№11.7 Три одинаковых полосовых магнита падают в вертикальном положении одновременно с одной высоты. Первый падает свободно, второй во время падения проходит сквозь незамкнутый соленоид, третий — сквозь замкнутый соленоид. Сравнить время падения магнитов. Ответы обосновать на основании правила Ленца и закона сохранения энергии.

Ответ: первый и второй упадут одновременно, третий упадет позже, чем первый

№11.8 На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. 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.

Ответ: Во время перемещения движка реостата показания амперметра будут плавно увеличиваться, а вольтметр будет регистрировать напряжение на концах вторичной обмотки. Когда движок придет в крайнее левое положение и движение его прекратится, амперметр будет показывать постоянную силу тока в цепи, а напряжение, измеряемое вольтметром, окажется равным нулю.

№11.9 Самолет летит горизонтально со скоростью 900 км/ч. Найдите разность потенциалов, возникающую между концами его крыльев, если модуль вертикальной составляющей магнитной индукции земного магнитного поля 5∙10^-5Тл, а размах крыльев 12 м.

Ответ: 0,15 В.

№11.10 За 5 мс магнитный поток, пронизывающий контур, убывает с 9 до 4 мВб. Найти ЭДС индукции в контуре.

Ответ: 1 В.

№11.11 Найти скорость изменения магнитного потока в соленоиде из 2000 витков при возбуждении в нем ЭДС индукции 120 В.

Ответ: 60 мВб/с.

№11.12 Сколько витков должна содержать катушка с площадью поперечного сечения 50 см², чтобы при изменении магнитной индукции от 0,2 до 0,3 Тл в течение 4 мс в ней возбуждалась ЭДС 10 В?

Ответ: 80.

№11.13 Какой заряд q пройдет через поперечное сечение витка, сопротивление которого R = 0,03 Ом, при уменьшении магнитного потока внутри витка на ΔФ = 12 мВб?

Ответ: 400 мКл.

№11.14 В магнитное поле индукцией В = 0,1 Тл помещен контур, выполненный в форме кругового витка радиусом R = 3,4 см. Виток сделан из медной проволоки, площадь поперечного сечения которой S = 1 мм². Нормаль к плоскости витка совпадает с линиями индукции поля. Какой заряд пройдет через поперечное сечение витка при исчезновении поля?

Ответ: 0,1 Кл.

№11.15 В витке, выполненном из алюминиевого провода длиной 10 см и площадью поперечного сечения 1,4 мм², скорость изменения магнитного потока 10 мВб/с. Найти силу индукционного тока.

Ответ: 5 А.

№11.16 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: 1 мКл.

№11.17 Прямоугольный контур, образованный двумя рельсами и двумя перемычками, находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура. Правая перемычка скользит по рельсам, сохраняя надежный контакт с ними. Известны величины: индукция магнитного поля В = 0,1 Tл, расстояние между рельсами l = 10 см, скорость движения перемычки υ = 2 м/c, сопротивление контура R = 2 Ом. Какова сила индукционного тока в контуре?

Ответ: 10 мА.

№11.18 Найти ЭДС индукции в проводнике с длиной активной части 0,25 м, перемещающемся в однородном магнитном поле индукцией 8 мТл со скоростью 5 м/с под углом 30° к вектору магнитной индукции.

Ответ: 5 мВ.

№11.19 С какой скоростью надо перемещать проводник под углом 60° к линиям индукции магнитного поля, чтобы в проводнике возбуждалась ЭДС индукции 1 В? Индукция магнитного поля равна 0,2 Тл. Длина активной части 1 м.

Ответ: 5,8 м/с.

№11.20 Горизонтальный проводник движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле. Модуль индукции магнитного поля равен 0,5 Тл. Скорость проводника направлена горизонтально, перпендикулярно проводнику. Начальная скорость проводника равна нулю, а его ускорение 8 м/с². ЭДС индукции на концах проводника в тот момент, когда он переместился на 1 м, равна 2 В. Чему равна длина проводника?

Ответ 1 м.

№11.21 Горизонтальный проводник длиной 1м движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле. Скорость проводника направлена горизонтально, перпендикулярно проводнику. Начальная скорость проводника равна нулю, а его ускорение 6,25 м/с². ЭДС индукции на концах проводника в тот момент, когда он переместился на 2 м, равна 4 В. Чему равен модуль вектора магнитной индукции?

Ответ: 0,8 Тл.

№11.22 В проводнике индуктивностью 5 мГн сила тока в течение 0,2 с равномерно возрастает с 2 А до какого-то конечного значения. При этом в проводнике возникает ЭДС самоиндукции 0,2 В. Определите конечное значение силы тока в проводнике.

Ответ: 10 А.

№11.23 Какова индуктивность контура, если при силе тока 5 А в нем возникает магнитный поток 0,5 мВб?

Ответ: 0,1 мГн.

№11.24 Какой магнитный поток возникает в контуре индуктивностью 0,2 мГн при силе тока 10 А?

Ответ: 2 мВб.

№11.25 Найти индуктивность проводника, в котором при равномерном изменении силы тока на 2 А в течение 0,25 с возбуждается ЭДС самоиндукции 20 мВ.

Ответ: 2,5 мГн.

№11.26 Какая ЭДС самоиндукции возбуждается в обмотке электромагнита индуктивностью 0,4 Гн при равномерном изменении силы тока в ней на 5 А за 0,02с?

Ответ: 100 В.

№11.27 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?

Ответ: 125 Дж.

№11.28 Магнитный поток через контур проводника сопротивлением 0,03 Ом за 2 с изменился на 0,012 Вб. Найдите силу тока в проводнике, если изменение потока происходило равномерно.

Ответ: 0,2 А.

Содержание



Центр компьютерного обучения © 2001 - 2020 г.