Контур с током в магнитном поле

3.116. Из проволоки длиной l = 20,0 см сделали контуры: 1) квадратный; 2) круговой. По контурам течет ток I = 2,00 А. Найдите вращающий момент сил, действующий на каждый контур, помещенный в однородное магнитное поле, индукция которого В = 0,100 Тл. Плоскость каждого контура составляет угол  = 45,0 с направлением магнитного поля.

3.117. Короткая катушка площадью сечения S = 250 см², содержащая N = 500  витков провода, по которому течет ток силой I = 5,00 А, помещена в однородное магнитное поле напряженностью Н = 1000 А/м. Найдите: 1) магнитный момент р_m катушки; 2) вращающий момент M, действующий на катушку, если ось катушки составляет угол  = 30,0 с линиями индукции магнитного поля.

3.118. Прямоугольный виток длиной а = 5,00 см и шириной b = 4,00 см находится в однородном магнитном поле, индукция которого В = 0,200 Тл. Плоскость витка образует угол  = 60,0 с направлением линий индукции магнитного поля. По витку течет ток I = 1,00 А. Определите механический момент М, действующий на виток, а также магнитный момент р_m витка.

3.119. Виток радиусом R = 15,0 см, по которому течет ток силой I = 40,0 А, свободно установился в однородном магнитном поле с напряженностью Н = 1000 А/м. Виток повернули относительно диаметра на угол  = 30,0. Вычислите совершенную работу А и вращающий момент М, испытываемый витком.

3. 120. Виток диаметром d = 20,0 см может вращаться вокруг вертикальной оси, совпадающей с диаметром витка. Виток установили в плоскости магнитного меридиана и пустили по нему ток силой I = 10,0 А. Какой вращающий момент M нужно приложить к витку, чтобы удержать его в начальном положении? Горизонтальная составляющая индукции магнитного поля Земли В_Г = 20,0 мкТл.

3.121. Рамка гальванометра длиной а = 4,00 см и шириной b = 1,50 см, содержащая N = 200 витков тонкой проволоки, находится в магнитном поле с индукцией В = 0,100 Тл. Плоскость рамки параллельна линиям индукции. Найдите: 1) механический момент М, действующий на рамку, когда по витку течет ток I = 1,00 мА; 2) магнитный момент р_m рамки при этом токе.

3.122. Электрон в невозбужденном атоме водорода движется вокруг ядра по окружности радиусом r = 53,1 пм. Вычислите магнитный момент р_m эквивалентного кругового тока и механический момент М, действующий на круговой ток, если атом помещен в магнитное поле, линии индукции которого параллельны плоскости орбиты электрона. Магнитная индукция поля равна В = 0,100 Тл.

3.123. Квадратный проводящий контур со стороной а = 20,0 см и током I = 10,0 А свободно подвешен в однородном магнитном поле с магнитной индукцией В = 0,200 Тл. Определите работу А, которую необходимо совершить, чтобы повернуть контур на 180° вокруг оси, перпендикулярной направлению магнитного поля.

3.124. В однородном магнитном поле с магнитной индукцией В = 0,20 Тл находится квадратный проводящий контур со стороной а = 20 см и током I = 10 А. Плоскость квадрата составляет с направлением поля угол  = 30°. Определите работу А удаления контура за пределы поля.

3.125. Круговой проводящий контур радиусом r = 5,00 см и током I = 1,00 А находится в магнитном поле, причем плоскость контура перпендикулярна направлению поля. Напряженность поля Н = 10,0 кА/м. Определите работу А, которую необходимо совершить, чтобы повернуть контур на  = 90° вокруг оси, совпадающей с диаметром контура.

3.126. В однородном магнитном поле с индукцией В = 1,00 Тл находится квадратная рамка со стороной а = 10,0 см, по которой течет ток I = 4,00 А. Плоскость рамки перпендикулярна линиям магнитной индукции. Определите работу А, которую необходимо затратить для поворота рамки относительно оси, проходящей через середину ее противоположных сторон: 1) на 90°; 2) на 180°; 3) на 360°.

3.127. Два бесконечных прямолинейных параллельных проводника с одинаковыми токами, текущими в одном направлении, находятся друг от друга на расстоянии R. Чтобы их раздвинуть до расстояния 2R, на каждый сантиметр длины проводника затрачивается работа А = 138 нДж. Определите силу тока I в проводниках.

3.128. В однородном магнитном поле, индукция которого В = 0,600 Тл, движется равномерно проводник длиной l = 0,200 м. По проводнику течет ток силой I = 4,00 А. Скорость движения проводника  = 0,200 м/с и направлена под углом  = 30,0° к магнитному полю. Найдите работу А перемещения проводника за 10,0 с движения.

3.129. Внутри длинного соленоида, по которому течет ток I = 3,00 А, имеющему на каждый метр длины n = 2000 витков, помещен круговой виток радиусом r = 50,0 мм и током I₁ = 0,500 А. Нормаль к плоскости витка составляет с осью соленоида угол  = 60,0°. Определите работуА, которую необходимо совершить, чтобы повернуть виток на 30,0° вокруг оси, совпадающей с диаметром витка, перпендикулярной оси соленоида и нормали.

3.130. Квадратный контур со стороной а = 10,0 см, в котором течет ток I = 6,00 А, находится в магнитном поле с индукцией В = 0,800 Тл под углом  = 60,0 к линиям индукции. Какую работу А нужно совершить, чтобы при той же силе тока в контуре изменить его форму на окружность?

3.131. В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции расположен плоский контур площадью S = 100 см². Поддерживая в контуре постоянный ток I = 50,0 А, его переместили из поля в область, где оно отсутствует. Найдите индукцию магнитного поля, если при перемещении контура была совершена работа А = 0,400 Дж.

3.132. В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,400 Тл находится прямой проводник длиной l = 60,0 см, расположенный перпендикулярно линиям индукции. Когда по проводнику пропустили ток I = 100 А, проводник под действием сил поля переместился на r = 40,0 см. Определите величину магнитного потока Ф, пересеченного проводником, и работу А сил поля.

3.133. Чему равна механическая мощность, развиваемая при перемещении прямолинейного проводника длиной l = 50,0 см со скоростью  = 5,00 м/с в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,100 Тл, если угол между направлением движения проводника и направлением магнитных силовых линий  = 90,0, а величина тока в проводнике I = 50,0 А?

3.134. Определите работу А, совершаемую при перемещении проводника длиной l = 20,0 см, по которому течет ток I = 5,00 А, в перпендикулярном магнитном поле с напряженностью Н = 80,0 кА/м, если перемещение проводника r = 50,0 см.

3.135. Два прямолинейных длинных параллельных проводника находятся на расстоянии d₁ = 10,0 см друг от друга. По проводникам в одном направлении текут токи I₁ = 20,0 А и I₂ = 30,0 А. Какую работу А надо совершить (на единицу длины проводника), чтобы раздвинуть эти проводники до расстояния d₂ = 20,0 см?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1