05.05. Экстратоки замыкания и размыкания

Уровень 1.

1. В цепи шел ток I = 50 А. Источник тока можно отключить от цепи, не разрывая ее. Определить силу тока I в этой цепи через t = 0,01 с после отключения ее от источника тока. Сопротивление R цепи равно 20 Ом, ее индуктивность L = 0,1 Гн. Полученный ответ умножьте на 10² и округлите до целого значения. [677] [676]

Уровень 2.

1. Источник тока замкнули на катушку с сопротивлением R = 10 Ом и индуктивностью L = 1 Гн. Через сколько времени сила тока замыкания достигнет 0,9 предельного значения? Полученный ответ умножьте на 10³ и округлите до целого значения. [230] [231]

2. Цепь состоит из катушки индуктивностью L = 1 Гн и сопротивлением R = 10 Ом. Источник тока можно отключать, не разрывая цепи. Определить время t, по истечении которого сила тока уменьшится до 0,001 первоначального значения. Полученный ответ умножьте на 10³ и округлите до целого значения. [691] [690]

3. К источнику тока с внутренним сопротивлением R_i = 2 Ом подключают катушку индуктивностью L = 0,5 Гн и сопротивлением R = 8 Ом. Найти время t, в течение которого ток в катушке, нарастая, достигнет значения, отличающегося от максимального на 1 %. Полученный ответ умножьте на 10³ и округлите до целого значения. [230] [231]

У ровень 4.

1. В цепи (см. рис. 25.2) R₁ = 5 Ом, R₂ = 95 Ом, L = 0,34 Гн, Ԑ = 38 В. Внутреннее сопротивление r источника тока пренебрежимо мало. Определить силу тока I в резисторе сопротивлением R₂ в следующих трех случаях: 1) до размыкания цепи ключом К; 2) в момент размыкания (t₁ = 0); 3) через t₂ = 0,01 с после размыкания. Полученный ответ умножьте на 10³ и округлите до целого значения.

1) ---[400] 2) ---[7600] 3) [401] [402]

05.06. Бетатрон

Уровень 3.

1. Средняя скорость изменения магнитного потока <ΔФ/Δt> в бетатроне, рассчитанном на энергию Т = 60 МэВ, составляет 50 Вб/с. Определить: 1) число N оборотов электрона на орбите за время ускоренного движения (полученный ответ умножьте на 10^-5); 2) путь ℓ, пройденный электроном, если радиус r орбиты равен 20 см (π = 3,14; полученный ответ умножьте на 10^-4 и округлите до целого значения).

1) [12] 2) [151] [150]

2. В бетатроне скорость изменения магнитной индукции d<B>/dt = 60 Тл/с. Определить: 1) напряженность Е вихревого электрического поля на орбите электрона, если ее радиус r = 0,5 м; 2) силу F, действующую на электрон (полученный ответ умножьте на 10¹⁹). Заряд электрона e = 1,6·10^–19 Кл.

1) [15] 2) [24]

3. Электрон в бетатроне движется по орбите радиусом r = 0,4 м и приобретает за один оборот кинетическую энергию T = 20 эВ. Вычислить скорость изменения магнитной индукции d<B>/dt, считая эту скорость в течение интересующего нас промежутка времени постоянной. π = 3,14. Полученный ответ округлите до целого значения. [40] [39]

06. Энергия магнитного поля формулы

Энергия W магнитного поля, создаваемого током в замкнутом контуре индуктивностью L, определяется формулой

,

здесь I – сила тока в контуре.

Объемная (пространственная) плотность энергии однородного магнитного поля (например, поля длинного соленоида)

.

Формула Томсона. Период собственных колебаний в контуре без активного сопротивления

,

здесь L – индуктивность контура; С – его электроемкость.

Связь длины электромагнитной волны с периодом Т и частотой ν колебаний

или ,

здесь с – скорость электромагнитных волн в вакууме (с = 3·10⁸ м/с).

Скорость электромагнитных волн в среде

_,

здесь ε – диэлектрическая проницаемость; μ – магнитная проницае­мость среды.

ЗАДАЧИ