физика

439. Векторы и магнитного ( = 2 мТл) и электрического

( = 1,2 кВм ) полей сонаправлены. Перпендикулярно векторам и

влетает электрон со скоростью = 0,8 Ммс . Определите ускорение электрона .

440. В скрещенные под прямым углом однородные поля: магнитное ( = 1 МАм ) и электрическое ( = 50 кВм ), – влетел ион. При какой

скорости иона (по модулю и направлению) он будет двигаться в этих полях равномерно и прямолинейно?

441. Плоский контур площадью = 20 см2 находится в однородном магнитном поле с индукцией = 0,03 Тл. Определите магнитный поток ϕ, пронизывающий контур, если его плоскость составляет угол φ = 600 с направлением линий магнитной индукции.

442. Магнитный поток сквозь сечение соленоида ϕ = 50 мкВб. Длина

соленоида = 50 см. Определите магнитный момент соленоида, если его витки плотно прилегают друг к другу.

0,2 мм. Определите магнитный поток ϕ, создаваемый таким соленоидом при силе тока = 0,5 А.

445. Плоский контур с током = 5 А свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией = 0,4 Тл. Площадь контура= 200 см2. Поддерживая ток в контуре неизменным, его повернули относительно оси, лежащей в плоскости контура, на угол φ = 450. Определите совершенную при этом работу .

446. Квадратный контур со стороной = 10 см, в котором течет ток = 6 А, находится в магнитном поле с индукцией = 0,8 Тл; плоскость контура расположена под углом φ = 300 к линиям магнитной индукции. Какую работу нужно совершить, чтобы при неизменной силе тока

вконтуре изменить его форму на окружность?

447.Виток, в котором поддерживается постоянная сила тока = 60 А, свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией =

81

20 мТл. Радиус витка = 5 см. Какую работу нужно совершить для того, чтобы повернуть виток относительно оси, совпадающей с его диаметром, на угол φ = 600.

Поддерживая в контуре постоянную силу тока = 50 А, его переместили в область пространства, где поле отсутствует. Определите магнитную индукцию поля , если при перемещении контура была совершена работа

= 0,4 Дж.

449. Плоский круговой контур радиусом = 10 см с током = 1 А

расположен в однородном магнитном поле с индукцией = 0,6 Тл так, что нормаль к контуру перпендикулярна линиям магнитной индукции. Определите работу , совершаемую силами поля при медленном повороте контура вокруг оси, лежащей в плоскости контура, на угол φ = 30о.

450.Определите магнитный поток ϕ, пронизывающий соленоид, если его длина = 30 см и магнитный момент = 0,4 А ∙ м2.

451.В однородном магнитном поле с индукцией = 0,1 Тл равномерно с частотой = 5 с−1 вращается проводящий стержень длиной

= 50 см так, что плоскость его вращения перпендикулярна линиям магнитной индукции, а ось вращения проходит через конец стержня. Определите разность потенциалов , индуцируемую на концах стержня.

452.В однородном магнитном поле с индукцией = 0,5 Тл вращается

с частотой = 10 с−1 проводящий стержень длиной = 20 см. Плоскость его вращения перпендикулярна линиям магнитной индукции, а ось вращения проходит через конец стержня. Определите разность потенциалов , индуцируемую на концах стержня.

453. В проволочное кольцо, присоединенное к интегратору тока,

вставили прямой магнит. При этом по цепи прошел заряд = 50 мкКл. Покажите на схеме цепи направление индукционного тока в кольце и определите изменение магнитного потока ∆ϕ через плоскость кольца,

если сопротивление цепи = 10 Ом.

454. Замкнутый медный провод массой = 10 г, имеющий форму

квадрата, помещен в однородное магнитное поле с индукцией = 0,1 Тл так, что плоскость контура перпендикулярна линиям поля. Покажите на схеме направление индукционного тока в контуре и определите заряд, который потечет по проводнику, если квадрат, потянув за противоположные вершины, вытянуть в линию.

82

455. Рамка из провода сопротивлением = 0,04 Ом равномерно

вращается в однородном магнитном поле с индукцией = 0,6 Тл. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции.

Площадь рамки = 200 см2. Покажите направление индукционного тока в рамке и определите заряд , который потечет по рамке при изменении угла между нормалью к рамке и линиями индукции от 0 до 45о.

456. Проволочный виток диаметром = 5 см и сопротивлением = 0,02 Ом находится в однородном магнитном поле с индукцией = 0,3 Тл. Плоскость витка составляет угол φ = 600 с линиями индукции. Какой заряд протечет по витку при выключении магнитного поля? Покажите направление индукционного тока в витке.

457. Рамка, содержащая = 200 витков тонкого провода, может свободно вращаться вокруг оси, лежащей в плоскости рамки. Площадь

рамки = 50 см2. Ось вращения рамки перпендикулярна линиям однородного магнитного поля с индукцией = 0,05 Тл. Определите максимальную ЭДС max, которая индуцируется в рамке при ее вращении с частотой = 40 с−1.

0,5 Ом. Какая мощность требуется для равномерного движения стержня со скоростью = 10 мс, перпендикулярной линиям магнитной индукции?

459. Проволочный контур площадью = 500 см2 и сопротивлением= 0,1 Ом равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией = 0,5 Тл. Ось вращения лежит в плоскости контура

иперпендикулярна линиям магнитной индукции. Определите

в однородное магнитное поле с индукцией = 0,5 Тл; плоскость кольца составляет угол φ = 600 с линиями магнитной индукции. Покажите направление индукционного тока и определите заряд , который пройдет по кольцу, если снять магнитное поле.

461. Соленоид сечением = 10 см2 содержит = 103 витков. При силе тока = 5 А магнитная индукция поля внутри соленоида = 0,05 Тл. Определите индуктивность соленоида и энергию его магнитного поля .

83

462. На картонный каркас радиусом = 2 см и длиной = 0,8 м намотан в один слой провод диаметром = 0,25 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу. Вычислите индуктивность полученного соленоида.

индуктивность катушки до 2 = 100 мГн, обмотку катушки заменили обмоткой из более тонкого провода с таким расчетом, чтобы длина катушки осталась прежней. Какое число витков 2 оказалось в катушке после перемотки?

464. Индуктивность соленоида с однослойной обмоткой = 0,5 мГн. Длина соленоида = 0,6 м, радиус = 1 см. Определите отношение числа витков соленоида к его длине: = .

465. Обмотка соленоида содержит = 800 витков. Сердечник из немагнитного материала имеет сечение = 10 см2. По обмотке течет ток, создающий поле с магнитной индукцией = 8 мТл. Определите среднее значение ЭДС самоиндукции ср, которая появится на зажимах соленоида, если сила тока уменьшится практически до нуля за время ∆ = 0,8 мс.

466. По катушке индуктивностью = 8 мкГн течет ток = 5 А. Определите среднее значение ЭДС самоиндукции ср, возникающей в контуре, при уменьшении силы тока практически до нуля за время ∆ = 0,5 м .

467. В электрической цепи, содержащей резистор сопротивлением =

20 Ом и катушку индуктивностью = 0,06 Гн, течет ток = 20 А. Определите направление и величину индукционного тока I в цепи через

время = 0,2 мс после отключения источника тока без разрывания цепи. 468. Цепь состоит из катушки индуктивностью = 0,1 Гн и источника

тока. Источник отключили, не разрывая цепи. За время = 0,07 с сила тока уменьшилась до 0,001 0, где 0 – начальное значение. Определите активное сопротивление катушки .

469. Источник тока замкнули на катушку сопротивлением = 10 Ом и индуктивностью = 0,2 Гн. За какое время ток в цепи достигнет величины, равной 0,5 0, где 0 – установившееся значение? Покажите направление индукционного тока в катушке.

470. Источник тока замкнули на катушку сопротивлением = 20 Ом. За время = 0,1 с, прошедшее от момента замыкания, сила тока в катушке достигла 0,95 0, где 0 – установившееся значение. Покажите направление индукционного тока в катушке и определите индуктивность катушки .

84

8. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМУ 8.1. Темы лабораторных работ

Названия лабораторных работ, выполняемых студентами ЗИЭФ, приведены в табл. 10.

8.2. Подготовка к выполнению лабораторных работ

Методические указания к выполнению лабораторных работ: описание метода измерений, лабораторного стенда и схемы электрической цепи, порядок выполнения ЛР и обработки результатов измерений, – содержатся в следующем учебном пособии:

Электричество и магнетизм: учебное пособие к выполнению лабораторных работ по курсу физики / Л.Ф. Гладкова, А.Е. Гришкевич, С.И. Морозов и др.; под ред. А.Е. Гришкевича. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2009. – 110 с.

Данное учебное пособие можно найти по следующему электронному

адресу: http://physics.susu.ac.ru/data/electr.pdf.

При подготовке к лабораторной работе настоятельно рекомендуем заполнить некоторые разделы бланка отчета по каждой ЛР (до таблиц опытных данных): цель работы, описание установки и метода измерений (включая название величин, входящих в расчетные формулы). Это позволит Вам получить представление о лабораторной работе и, благодаря этому, избежать ненужных ошибок при проведении эксперимента в физической лаборатории.

Перед выполнением лабораторных работ необходимо изучить раздел

к выполнению лабораторных работ и 4.3.2. Рекомендации к оформлению отчета по лабораторной работе.

8.3. Бланки отчетов по лабораторным работам

Эти бланки отчетов необходимо иметь при выполнении лабораторных работ в лаборатории ЭЛЕКТРИЧЕСТВА – в ауд. Э,

ГУК, согласно расписанию зимней экзаменационной сессии.

85

Южно-Уральский государственный университет Кафедра общей и теоретической физики

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ МЕТОДОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Bыполнил _______________

группа _____________

“____”____________20___г.

Проверил _______________

“____”____________20___г.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА И ОБОРУДОВАНИЕ

1 –

2 –

3 –

4 –

5 –

6 –

7 –

8 –

86

Эквипотенциальная поверхность содержит точки с равным потенциалом. Силовая линия – линия, по касательной к которой направлен вектор

напряженности в каждой точке электростатического поля (ЭСП). Силовые линии проводят перпендикулярно эквипотенциальным поверхностям.

Изменение потенциала φ ЭСП с расстоянием между электродами

φ, В

87

Картина силовых линий и эквипотенциальных поверхностей исследуемого электростатического поля

88

Южно-Уральский государственный университет Кафедра общей и теоретической физики

Лабораторная работа №6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА

Выполнил_____________

группа _____________

“___”___________20___г. Проверил ________

“___”___________20__ г.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА И ОБОРУДОВАНИЕ

1–

2–

3–

4–

5–

6–

7–

8–

89

–

= μ0 кр , кр √2+ 2

где кр – μ0 = 4π ∙ 10−7 Гнм – магнитная постоянная.

90