Магнитное поле - Fiz.lang

advertisement
Фамилия
Антропова Е.
Асмус А.
Басырева В.
Богомолова Э.
Бородий Н.
Бублий В.
Бугайчук Д.
Бунас М.
Гиззатуллин Р.
Камолов И.
Каптюг Е.
Кокорин А.
Костевич В.
Котова О.
Кулецкий В.
Ластовчук О.
Молчанова Ю.
Назин Е.
Панчик А.
Савицкая К.
Сайфуллин А.
Селиверстова М
Слободенюк С.
Суровицкий А.
Фоменкова Я.
Ханбеков К.
Дополнительные задачи по теме «Магнитное поле»
А
В
495
502
496
503
497
504
498
505
499
506
500
507
501
508
704
721
705
731
706
732
707
736
708
737
709
738
710
742
711
743
712
744
713
745
714
746
715
747
716
748
717
749
718
750
719
751
723
752
724
753
725
754
С
509
510
511
512
513
514
722
733
734
735
739
740
741
509
510
511
512
513
514
722
733
734
735
739
740
741
495А. В каком направлении отклонится электрон под действием магнитного поля, если его
скорость направлена из-за плоскости чертежа (рис. 72).
496А. Электрон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной
6
2
индукции со скоростью   5  10 м / с = 5-10б м/с. Индукция магнитного поля В = 2  10 Тл.
Вычислите силу Лоренца. По какой траектории будет двигаться электрон? Ответ обоснуйте. Массу и
заряд электрона при необходимости определите по таблице.
497А. В какую сторону отклонится пучок горизонтально летящих положительных ионов,
если к нему поднести магнит так, как показано на рисунке 73?
498А. Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 10-3 Тл перпендикулярно
линиям индукции со скоростью 4 107 м/с. Определите центростремительное ускорение электрона.
Удельный заряд электрона равен 1,76-1011Кл/кг.
499А. Протон, нейтрон и электрон, имеющие одинаковые скорости, влетают в однородное
магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции (рис. 74). Укажите траектории
протона, нейтрона и электрона. Ответ обоснуйте.
500А. В направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции, влетает в магнитное поле
электрон со скоростью 10 Мм/с. Определите индукцию поля, если электрон описал в поле
окружность радиусом 1 см. Заряд электрона равен 1,6- 10-19 Кл, а его масса 9,1-10-31 кг.
501 А. Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 0,1 м.
Определите скорость протона. Заряд и массу протона при необходимости определите по таблице.
502В. Электрон влетает под углом а к линиям магнитной индукции. Какова будет траектория
движения электрона? Ответ обоснуйте.
503В. В однородное магнитное поле с индукцией 0,001 Тл перпендикулярно линиям индукции
влетает электрон с кинетической энергией 30 эВ. Каков радиус кривизны траектории движения
электрона в поле?
504В. Протон и  -частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям
индукции. Сравните радиусы окружностей, которые описывают частицы, если у них одинаковы: а)
скорости; б) энергии.
505В. Однородные электрическое и магнитное поля расположены взаимно перпендикулярно.
Напряженность электрического поля 1 кВ/м, а индукция магнитного поля 1 мТл. Какими должны быть
направление и модуль скорости электрона, чтобы его движение было прямолинейным?
506В. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 4 мТл. Определите период
обращения электрона. Массу и заряд электрона при необходимости определите по таблице.
507В. Электрон влетает в однородное магнитное поле так, что вектор скорости образует с
вектором магнитной индукции поля угол 30°. Скорость электрона 106 м/с. Рассчитайте
центростремительное ускорение, если индукция магнитного поля равна 10-2 Тл. Массу и заряд
электрона при необходимости определите по таблице.
508В. Протоны с энергией 4,6 106 эВ вводятся в протонный синхротрон, в котором индукция
магнитного поля равна 2,1 •10-2 Тл. Вычислите период обращения и радиус круговой траектории.
509С. В масс-спектрографе (рис. 75) заряженные частицы ускоряются на участке KL
электрическим полем и, попав в магнитное поле с индукцией В, описывают окружность радиусом R.
Выведите формулу для расчета удельного заряда частицы, если ускоряющее напряжение равно U, а
начальная скорость частицы равна нулю.
510С. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влетает в однородное
магнитное поле с магнитной индукцией 0,3 Тл. Определите радиус окружности, по которой будет
двигаться протон. Массу и заряд протона при необходимости определите по таблице..
511С. Ион начинает двигаться и из состояния покоя проходит ускоряющую разность потенциалов
U. Затем он попадает в однородное магнитное поле с индукцией В и описывает в нем окружность
радиусом R. Определите скорость иона.
512С. Электрон, обладающий скоростью  , попадает в однородное магнитное поле, индукция
которого В. Вектор магнитной индукции составляет с направлением скорости угол  . Окружность
какого радиуса будет описывать электрон? Чему равна работа силы, действующей на электрон? По
какой траектории будет двигаться электрон?
513С. В однородное магнитное поле с индукцией В влетает электрон со скоростью  под углом
 к линиям магнитной индукции. Определите шаг спирали, по которой будет двигаться электрон
(минимальное расстояние между двумя витками спирали). Силой тяжести, действующей на электрон,
можно пренебречь.
514С. В однородное магнитное поле с индукцией В, силовые линии которого направлены
вертикально, влетает.  - частица со скоростью  перпендикулярно линиям индукции. Учитывая
действие на  частицу силы тяжести, определите, через какое время она опустится на величину h и
сколько витков по спирали она при этом сделает.
704А. По проводнику длиной 45 см протекает ток силой 20 А. Чему равна индукция магнитного
поля, в которое помещен проводник, если на проводник действует сила 9-10-3 Н?
705А. На заряд 10-6 Кл, движущийся со скоростью 1 Мм/с в магнитном поле, действует сила 10 Н.
Заряд движется под углом 30° к вектору индукции магнитного поля. Чему равен модуль этого
вектора?
706А. Индукция однородного магнитного поля В. Чему равен магнитный поток через квадрат со
стороной а, плоскость которого расположена под углом 60° к направлению линий магнитной
индукции?
707А. Чему равен модуль вектора магнитной индукции, если магнитный поток через кольцо
радиуса R равен Ф, а плоскость кольца составляет угол альфа с направлением вектора магнитной
индукции?
708А. Проводник, длина которого и масса т, подвешен на тонких проволочках. При прохождении
по нему тока I он отклонился в однородном магнитном поле так, что проволочки образовали угол а с
вертикалью. Какова индукция магнитного поля?
709А. Определите наибольшее значение силы, действующей на проводник длиной 0,6 м с силой
тока 10 А в однородном магнитном поле с индукцией 1,5 Тл.
710А. В магнитное поле внесены четыре провода с силами тока, направления которых указаны на
рисунке 138. Каково направление силы, действующей на каждый проводник со стороны магнитного
поля?
711 А. Какая сила действует на проводник длиной 10 см в однородном магнитном поле с
магнитной индукцией 2,6 Тл, если ток в проводнике 12 А, а угол между направлением силы тока и
линиями индукции 30°?
712А. На проводник длиной 50 см, находящийся в однородном магнитном поле с магнитной
индукцией 0,1 Тл, действует сила 0,05 Н. Вычислите угол между направлением силы тока и вектором
магнитной индукции, если сила тока равна 2 А.
71ЗА. На прямой проводник длиной 0,5 м, расположенный перпендикулярно магнитному полю с
индукцией 20 мТл, действует сила 0,15 Н. Определите значение силы тока, протекающего в
проводнике
714А. Какой длины нужно взять проводник, чтобы при прохождении по нему силы тока I на него
действовала сила F со стороны магнитного поля индукции В, расположенного под углом а к
направлению тока?
715А. Определите направление вектора магнитной индукции в точке С (рис. 139). Как будет
изменяться значение вектора при перемещении точки С вправо? влево? вдоль проводника?
716А. Определите направление силы, действующей на проводник АС, помещенный в магнитное
поле. Направления силы тока и вектора магнитной индукции указаны на рисунке 140.
717А. Определите направление силы тока в проводнике АВ. Направления силы тока в проводнике
МО и силы, действующей на проводник АВ, указаны на рисунке 141.
718А. Докажите, что два параллельных проводника, токи в которых направлены в разные
стороны, взаимно отталкиваются.
719А. Определите момент пары сил, действующих на рамку, по которой течет ток, если длина
рамки 20 см, ширина 10 см, сила тока 5 А, а магнитная индукция поля 0,2 Тл (рис.142).
720В. Между полюсами электромагнита в магнитном поле, линии индукции которого
горизонтальны,
находится
проводник,
расположенный
горизонтально
и
перпендикулярно
направлению линий индукции магнитного поля. Определите силу тока, который должен идти через
проводник, чтобы он висел не падая. Индукция магнитного поля равна 0,01 Тл, масса проводника 5 г,
а его длина 0,5 м.
721В Проволока, по которой идет ток, лежит в плоскости, перпендикулярной магнитному полю?
Докажите, что сила, действующая на проволоку, не зависит от формы проволоки.
722С. Между полюсами магнита, расположенными горизонтально на двух тонких проволочках,
подвешен горизонтально линейный проводник массой 10 г и длиной 20 см. Индукция однородного
магнитного поля направлена вертикально и равна 0,25 Тл. На какой угол от вертикали отклонятся
проволочки, поддерживающие проводник, если по нему пропустить ток силой 2 А? Массами
проволочек можно пренебречь.
723А. Электрон движется со скоростью 3*106 м/с в однородном магнитном поле с индукцией 0,1
Тл. Чему равна сила, действующая на электрон, если угол между направлениями скорости электрона
и линиями индукции равен 90°?
724А. Действует ли сила Лоренца: а) на незаряженную частицу в магнитном поле; б) на
заряженную частицу, покоящуюся в магнитном поле; в) на заряженную частицу, движущуюся вдоль
линии магнитной индукции?
725А. Направление скорости движения электрона и полярность магнита указаны н а рисунке 143.
Определите направление силы, действующей на электрон.
726А. Направления скорости движения электрона и силы, действующей на него при движении,
показаны на рисунке 144. Определите полярность постоянного магнита.
727А. Докажите, что траектория движения заряженной частицы в однородном магнитном поле,
линии индукции которого направлены перпендикулярно направлению скорости частицы, есть
окружность.
728А. Нарисуйте траекторию движения протона в однородном магнитном поле, вектор индукции
которого перпендикулярен направлению скорости протона. Как изменится траектория движения, если
индукция магнитного - поля уменьшится?
729А. Как изменится скорость электрона, влетающего перпендикулярно линиям магнитной
индукции в однородное магнитное поле?
730А. Опишите движение электрона в параллельных электрическом и магнитном полях.
Начальная скорость электрона направлена под углом 90° к направлению векторов Е и В.
731В. Электрон движется в вакууме в однородном магнитном поле с индукцией 5• 10 3 Тл
скорость равна 104 км/с и направлена перпендикулярно к линиям индукции. Определите радиус
окружности, по которой он движется.
732В. Протон, летящий со скоростью v, попадает в однородное магнитное поле индукцией  .
Направление вектора магнитной индукции составляет угол а с направлением скорости движения.
Окружность какого радиуса будет описывать протон.
733С. Протон, прошедший разность потенциалов 600 В, влетает в однородное магнитное поле с
магнитной индукцией, равной 0,3 Тл. Найдите радиус окружности, по которой будет двигаться
протон.
734С. Два электрона с кинетическими энергиями W1 и W2 движутся в однородном магнитном поле,
линии индукции которого перпендикулярны их скоростям. Определите отношение периодов
обращения электронов и радиусов их траекторий.
735С. Определите частоту вращения частицы массой т с зарядом q .в магнитном поле индукции
В.
736В Электрон движется со скоростью 10 Мм/с в однородном магнитном поле с индукцией 0,005
Тл. Вектор скорости электрона перпендикулярен вектору магнитной индукции поля. Определите
силу, действующую на электрон со стороны магнитного поля, и радиус окружности, по которой он
движется. Изменится ли сила, действующая на протон со стороны магнитного поля, если он попадет
в поле на тех же начальных условиях, что и электрон? Будут ли одинаковыми радиусы кривизны
протона и электрона?
737В. Магнитное поле Земли имеет вертикальную составляющую напряженности Е = 40 А/м.
Горизонтально расположенный металлический стержень длиной l=1м движется в направлении,
перпендикулярном своей длине и вектору Е, так, что между его концами возникает разность потенциалов U = 1 В.
А Найдите изменение магнитного потока через контур, «заметаемый» стержнем, на пути s = 20 см.
Б Чему равна скорость стержня?
В. Чему равно перемещение стержня за время t — 3 с?
738В. Электрон влетает в однородное магнитное поле напряженностью Е = 23,8 к А/м со
скоростью v = 2000 км/с под углом а = 30° к направлению линий напряженности. Масса электрона
т = 9,1 • 10-31 кг, а его заряд е = -1,6 • 10-19 Кл.
А Чему равен модуль вектора магнитной индукции поля?
Б
Рассчитайте радиус винтовой линии траектории электрона.
739С. Квадратная рамка площадью S = 625 см2 с замкнутой обмоткой из медного провода вращается
в однородном магнитном поле индукцией В = 0,01 Тл вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и
перпендикулярной полю. Рамка совершает п = 1200 оборотов в минуту. Удельное сопротивление,
Дж
удельная теплоемкость и плотность меди равны соответственно  = 1,7-10-8 Ом-м, с = 378 кг . К ,
р0 = 8800 кг/м3.(Теплоотдачей можно пренебречь.)
А Определите максимальное значение ЭДС, возникающей в рамке, если она содержит N = 100
витков провода.
Б Какое количество теплоты выделится в обмотке за время t = 10 с, если она содержит N = 50
витков провода сопротивлением R = 100 Ом?
В Как изменится температура обмотки за время t = 1 мин?
740С. Проволочные контуры 1 и 2 находятся в переменном магнитном поле (рис.149), создающем в
этих контурах пронизывающие их магнитные потоки, изменяющиеся по законам соответственно
Ф1 (t)=100t и Ф2(t) = 60t. На остальных участках электрической цепи магнитное поле отсутствует.
Сопротивления резисторов равны R, = 100 Ом, R2 = 200 Ом. (Индуктивностью контуров пренебречь.)
А Рассчитайте ЭДС, индуцируемые в контурах.
Б Чему равна сила тока в контурах?
В Во сколько раз различаются мощности, выделяющиеся на резисторах?
741С. По двум параллельным металлическим направляющим, наклоненным к горизонту под углом а и
расположенным на расстоянии d друг от друга, скользит без трения металлическая перемычка
массой т. Направляющие замкнуты
снизу на незаряженный конденсатор
емкостью С, и вся конструкция
находится в однородном магнитном
поле, вектор индукции В которого
направлен вертикально вверх (рис.
146).
Вначале перемычку удерживают на расстоянии l от основания конструкции. Затем ее отпускают.
(Сопротивлением направляющих и перемычки пренебречь.)
А Чему равно мгновенное значение ЭДС индукции в момент, когда скорость перемычки равна ν?
Б Через какое время перемычка достигнет основания конструкции?
В Определите скорость перемычки у основания конcтрукции.
742В. Прямолинейный проводник подвешен горизонтально на двух проводах. Средняя часть
проводника, имеющая длину 60 см, находится в однородном горизонтальном магнитном поле с
индукцией 0,02 Тл. Проводник расположен перпендикулярно вектору В. Каким должно быть
направление тока в проводнике, чтобы натяжение проводов уменьшилось? Ответ поясните.
Вычислите силу тока, при которой сила Ампера уравновесит силу тяжести, действующую на
проводник. Массу проводника считать равной 5 г.
743В. В активной части проводника длиной 20 см, расположенного в магнитном поле с индукцией
0,8 Тл, течет ток силой 5 А. Найдите силу, действующую на проводник с током, если угол
между вектором магнитной индукций и направлением тока равен 30°. Какую работу
производит магнитное поле при перемещении проводника на расстояние 0,8 м? Угол между
вектором перемещения и вектором силы равен 60°.
744В.Электрон влетает со скоростью v в однородное магнитное поле с индукцией В. Скорость
электрона направлена перпендикулярно вектору В По какой траектории будет двигаться
электрон? Ответ поясните. Зависит ли период обращения электрона от скорости электрона?
Выведите формулу для вычисления периода.
745В Электрон движется со скоростью 10 Мм/с в однородном магнитном поле с индукцией 0,005
Тл. Вектор скорости электрона перпендикулярен вектору магнитной индукции поля.
Определите силу, действующую на электрон со стороны магнитного поля, и радиус
окружности, по которой он движется. Изменится ли сила, действующая на протон со стороны
магнитного поля, если он попадет в поле на тех же начальных условиях, что и электрон?
Будут ли одинаковыми радиусы Кривизны протона и электрона?
746В. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 700 В, влетает в однородное
магнитное поле с магнитной индукцией 0,2 Тл и движется по окружности. Вычислите радиус
окружности, по которой движется протон. Будет ли изменяться энергия протона при движении в
этом магнитном поле? Ответ поясните. Масса протона равна 1,67х10-27кг.
747В. Заряженная частица начинает двигаться из состояния покоя и проходит ускоряющую разность
потенциалов U. Вычислите кинетическую энергию частицы, если она обладает зарядом q.
Затем частица попадает в однородное магнитное поле с индукцией В и описывает в нем
окружность радиусом R. Определите импульс частицы. Используя полученные формулы для
кинетической энергии и импульса, выведите формулы для расчета скорости и массы частицы.
748В. Электрон и протон, двигаясь с одинаковыми скоростями, попадают в однородное магнитное
поле. Сравните радиусы кривизны траекторий протона и электрона. Изменится ли полученное
вами значение отношений радиусов, если электрон и протон попадут в магнитное поле,
ускоренные одинаковой разностью потенциалов? Гипотезу подтвердите вычислением.
749В. Электрон, двигаясь со скоростью 106 м/с, влетает в однородное магнитное поле с индукцией
106 Тл перпендикулярно линям магнитной индукции. Определите радиус окружности,
описываемой электроном в магнитном поле. Вычислите радиус и шаг спиральной линии в
случае, когда электрон влетает в магнитное поле под углом 60° к линиям магнитной
индукции.
750В. В вольтметрах и амперметрах электродинамической системы имеются две катушки, соединенные
последовательно: одна подвижная, другая неподвижная. Поясните принцип работы этих приборов.
Как шкала прибора связана с силой тока? Зависят ли показания приборов от полярности их
включения?
751В. 721В Проволока, по которой идет ток, лежит в плоскости, перпендикулярной магнитному
полю? Докажите, что сила, действующая на проволоку, не зависит от формы проволоки.
752В. Между полюсами электромагнита в магнитном поле, линии индукции которого горизонтальны,
находится проводник, расположенный горизонтально и перпендикулярно направлению линий
индукции магнитного поля. Определите силу тока, который должен идти через проводник, чтобы он
висел не падая. Индукция магнитного поля равна 0,01 Тл, масса проводника 5 г, а его длина 0,5 м.
753В. Электрон движется со скоростью 10 Мм/с в однородном магнитном поле с индукцией 0,005
Тл. Вектор скорости электрона перпендикулярен вектору магнитной индукции поля. Определите
силу, действующую на электрон со стороны магнитного поля, и радиус окружности, по которой он
движется. Изменится ли сила, действующая на протон со стороны магнитного поля, если он попадет
в поле на тех же начальных условиях, что и электрон? Будут ли одинаковыми радиусы кривизны
протона и электрона?
754В. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 4 мТл. Определите период
обращения электрона. Массу и заряд электрона при необходимости определите по таблице.
Скачать