Циркуляцией вектора напряженности магнитного поля называется интеграл по замкнутому контуру L от скалярного произведения вектора на элемент длина контура

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Индивидуальное задание по физике

2.1. Найти индукцию магнитного поля в центре контура, имеющего вид прямоугольника, если его диагональ d = 16 см, угол между диагоналями j = 30⁰ и ток в контуре I₁ = 5,0 А.

2.2. На проволочный виток радиусом R = 10 см, помещенный между полюсами магнита, действует максимальный механический момент М = 6,5 мкНм. Сила тока в витке I = 2 А. Определить магнитную индукцию В поля между полюсами магнита. Действием магнитного поля Земли пренебречь.

2.3. Два прямолинейных длинных параллельных проводника находятся на расстоянии d₁ = 10 см друг от друга. По проводникам в одном направлении текут токи I₁ = 20 А и I₂ = 30 А. Какую работу A₂ надо совершить (на единицу длины проводников), чтобы раздвинуть эти проводники до расстояния d₂ = 20 см?

2.4. Укажите сумму номеров утверждений, с которыми Вы согласны.

Электрическое поле действует только на неподвижные электрические заряды.

Постоянное магнитное поле не действует на неподвижные электрические заряды.

Неподвижные электрические заряды не создают магнитного поля.

Постоянный электрический ток, текущий по металлическому проводнику, не создает магнитного поля.

.

2.5. Верно ли, что ...

...электромагнитные силы взаимодействия между электрическими зарядами зависят от их скорости?

...даже между равномерно движущимися электрическими зарядами все равно возникают магнитные взаимодействия?

...сила взаимодействия между движущимися параллельно в одну сторону электрическими зарядами меньше силы взаимодействия между этими же, но неподвижными зарядами?

...электромагнитную силу можно представить в виде векторной суммы электрической и магнитной составляющих, т.е. ?

Укажите сумму номеров вопросов, на которые Вы ответили "Да, верно".

Составил Левин Е.С.

Ó УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 1998

.

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Индивидуальное задание по физике

3.1. По прямому бесконечно длинному проводнику течет ток I₁ = 3,14 А. Круговой виток расположен так, что плоскость витка параллельна прямому проводнику, а перпендикуляр, опущенный на него из центра витка, является нормалью и к плоскости витка. Расстояние от центра витка до прямого проводника равно радиусу витка. Найти, какой ток I₂ должен протекать по витку, чтобы в его центре магнитная индукция была направлена под углом a = 60⁰ к оси витка.

3.2. Проводник в виде тонкого полукольца радиусом R = 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 50 мТл. По проводнику течет ток I = 10 А. Найти силу F, действующую на проводник, если плоскость полукольца перпендикулярна линиям индукции, а проводящие провода находятся вне поля.

3.3. Два прямолинейных длинных параллельных проводника находятся на некотором расстоянии друг от друга. По проводникам текут одинаковые токи в одном направлении. Найти токи I₁ и I₂, текущие по каждому из проводников, если известно, что для того, чтобы раздвинуть эти проводники на вдвое большее расстояние, пришлось совершить работу (на единицу длины проводни­ков) А_с = 55 мкДж/м.

3.4. Укажите сумму номеров утверждений, с которыми Вы согласны.

Элемент тока - это условная скалярная величина, равная произведению силы тока, текущего по проводнику, на элемент длины проводника.

Элемент тока характеризуется определенным направлением.

Величина и направление силы взаимодействия между двумя элементами тока зависят и от их взаимной ориентировки.

Силы электромагнитного взаимодействия не являются центральными.

3.5. Верно ли, что ...

...магнитное взаимодействие представляет собой релятивистскую поправку к электрическому?

... ?

...магнитная и электрическая составляющие электромагнитной силы всегда направлены в противоположные стороны?

...при движении электрических зарядов со скоростями значительно меньшими скорости света в вакууме магнитные и электрические силы соизмеримы?

Укажите сумму номеров вопросов, на которые Вы ответили "Да, верно".

Составил Левин Е.С.

Ó УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 1998

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Индивидуальное задание по физике

4.1. Ток I = 5,0 А течет по тонкому замкнутому проводнику (см. рисунок). Радиус изогнутой части проводника R = 120 мм, угол 2j = 90⁰. Найти магнитную индукцию в точке 0.

4.2. По двум тонким проводникам, изогнутым в виде кольца радиусом R = 10 см, текут в одном направлении одинаковые токи I = 10 А в каждом. Найти силу взаимодействия этих колец, если плоскости, в которых лежат кольца, параллельны, а расстояние между центрами колец d = 1 мм.

4.3. В однородном магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл движется равномерно проводник длиной l = 10 см. По проводнику течет ток I = 2 А. Скорость движения проводника V = 20 см/с и направлена перпендикулярно к направлению магнитного поля. Найти работу A перемещения проводника за время t = 10 с и мощность P, затраченную на это перемещение.

4.4. Верно ли, что ...

...графически магнитное поле может быть изображено в виде линий магнитной индукции?

...индукция магнитного поля - это энергетическая характеристика магнитного поля?

...линиями магнитной индукции называются кривые, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора индукции в этих точках поля?

...линии магнитной индукции всегда замкнутые?

Укажите сумму номеров вопросов, на которые Вы ответили "Да, верно".

.

4.5. Укажите сумму номеров правильных утверждений.

При скоростях движения электрических зарядов значительно меньших скорости света в вакууме, магнитными силами по сравнению с электрическими можно пренебречь.

Одноименные заряды, движущиеся в одном направлении, за счет магнитного взаимодействия притягиваются.

Магнитные силы являются центральными, т.е. направлены вдоль линии, соединяющей заряды.

Магнитная сила, действующая на движущийся электрический заряд, всегда перпендикулярна к направлению его скорости.

Составил Левин Е.С.

Ó УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 1998

.

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Индивидуальное задание по физике

5.1. Найти индукцию магнитного поля в точке O контура с током I, если известны радиусы a и b, а также угол j.

5.2. По тонкому проводнику в виде кольца радиусом R = 20 см течет ток I = 100 А. Перпендикулярно плоскости кольца возбуждено однородное магнитное поле с индукцией B = 20 мТл. Чему равна сила F, растягивающая кольцо?

5.3. Через сечение S = ab алюминиевой пластинки (a - толщина, b ­высота) пропускается ток I = 5 А. Пластинка помещена в магнитное поле, перпендикулярное к ребру b и направлению тока. Найти возникающую при этом поперечную разность потенциалов U. Индукция магнитного поля В = 0,5 Тл. Толщина пластинки a = 0,1 мм. Концентрацию электронов проводимости считать равной концентрации атомов.

5.4.Укажите сумму номеров правильных утверждений.

Индукция магнитного поля - величина векторная.

Направление индукции находят по правилам векторного произведения.

Направление индукции находят по правилу правой руки.

Направление индукции определяют по правилу буравчика.

5.5. Верно ли, что ...

...электрическое и магнитное поле - это части единого электромагнитного поля?

...электрическое поле не зависит от выбора системы отсчета?

...проводник с током нейтрален и не создает в окружающем пространстве электрического поля?

...движущийся проводник с током создает электрическое поле?

Укажите сумму номеров вопросов, на которые Вы ответили "Да, верно".

Составил Левин Е.С.

Ó УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 1998

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Индивидуальное задание по физике

6.1. По круговому витку радиуса r = 100 мм циркулирует ток силы I = 1,00 А. Найти магнитную индукцию в центре витка B₁ и на оси витка B₂ на расстоянии b = 100 мм от его центра.

6.2. Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым проводом так, что две ее стороны параллельны проводу. По рамке и проводу текут одинаковые токи I = 1 кА. Определить силу F, действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится на расстоянии, равном ее длине.

6.3. Через сечение S = ab медной пластинки толщиной a = 0,5 мм и высотой b = 10 мм пропускается ток I = 20 А. При помещении пластинки в магнитное поле, перпендикулярное к ребру b и направлению тока, возникает поперечная разность потенциалов U = 3,1 мкВ. Индукция магнитного поля B = 1 Тл. Найти концентрацию n электронов проводимости в меди и их скорость направленного движения V при этих условиях.

6.4. Верно ли, что ...

...индукция магнитного поля - физическая векторная величина, характеризующая силовое действие магнитного поля на движущиеся в нем электрические заряды?

...индукция в системе СИ измеряется в теслах?

...вектор магнитной индукции в произвольной точке поля совпадает по направлению с силой, которая действует на северный полюс бесконечно малой магнитной стрелки, помещенной в эту точку поля?

...направление индукции определяется правилом левой руки? Укажите сумму номеров вопросов, на которые Вы ответили "Да, верно".

6.5. Укажите сумму номеров правильных утверждений

Неподвижный проводник с током электронейтрален.

Неподвижный проводник с током создает магнитное поле.

Движущийся проводник с током создает электрическое поле.

На движущиеся параллельно электрические заряды действуют и электрические, и магнитные силы.

Составил Левин Е.С.

Ó УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 1998

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Индивидуальное задание по физике

7.1. Найти индукцию магнитного поля в точке А от проводника с током, изогнутого под прямым углом (см. рисунок).

7.2. Перпендикулярно к однородному электрическому полю напряженностью 800 В/см возбуждено однородное магнитное поле напряженностью 40 А/см. Пучок электронов, движущихся перпендикулярно к линиям напряженности того и другого поля, не испытывает никакого отклонения. Определить скорость электронов.

7.3. Круговой контур помещен в однородное магнитное поле так, что плоскость контура перпендикулярна к направлению магнитного поля. Напряженность магнитного поля Н = 150 кА/м. По контуру течет ток I = 2 А. Радиус контура R = 2 cм. Какую работу A надо совершить, чтобы повернуть контур на угол j = 90⁰ вокруг оси, совпадающей с диаметром контура?

7.4. Укажите сумму номеров правильных утверждений.

Магнитный момент контура с током - это произведение силы тока, текущего по контуру, на площадь контура.

Магнитный момент контура с током зависит от ориентации контура в магнитном поле.

Магнитный момент контура с током зависит от индукции внешнего магнитного поля.

Магнитный момент контура с током - величина векторная, измеряемая в системе СИ в A×м².

.

7.5. Два положительных точечных заряда q₁ и q₂ движутся параллельно друг другу в одном направлении с нерелятивистскими скоростями

Укажите сумму номеров правильных утверждений.

Магнитная сила, действующая на первый заряд со стороны второго, направлена от q₂ к q₁ (вверх).

Магнитная сила, действующая на первый заряд со стороны второго, направлена от q₁ к q₂ (вниз).

Магнитные силы взаимодействия этих зарядов по величине соизмеримы с электрическими.

Можно выбрать такую систему отсчета, в которой силы взаимодействия между этими зарядами были бы только электрическими.

Составил Левин Е.С.

Ó УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 1998

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Индивидуальное задание по физике

8.1. Ток силы I = 1,00 А циркулирует в контуре, имеющем форму равнобочной трапеции (см. рисунок). Отношение оснований трапеции h = 2,00. Найти магнитную индукцию B в точке A, лежащей в плоскости трапеции, если l = 100 мм и b = 50 мм.

8.2. Шины генератора представляют собой две параллельные медные полосы длиной по 2 м, отстоящие друг от друга на расстоянии 20 см. Определить силу взаимного отталкивания шин в случае короткого замыкания, когда по ним течет ток 10 кА.

8.3. В однородном магнитном поле с индукцией B = 10^-2 Тл находится прямой проводник длиной l = 8 см, расположенный перпендикулярно к линиям индукции. Когда по проводнику пустили ток силой I = 2 А, проводник под действием сил поля переместился на Dr = 5 см. Определить работу A сил поля.

8.4. Укажите номер рисунка, на котором индукция магнитного поля в точке A, находящейся в центре фигуры, не равна нулю. Ответ обоснуйте.

8.5. Два шара с положительными зарядами q₁ и q₂ движутся антипараллельно друг другу с одинаковыми нерелятивистскими скоростями Укажите сумму номеров правильных утверждений.

Можно выбрать такую систему отсчета, в которой силы взаимодействия между заряженными шарами будут только магнитными.

Можно выбрать такую систему отсчета, в которой силы взаимодействия между зарядами будут только электрическими.

Магнитная и электрическая силы, действующие на заряд q₁ со стороны заряда q₂, направлены в одну и ту же сторону.

Направление магнитной силы, действующей на заряд q₁, изменится, если направление скорости V₁ изменится на противоположное.

Составил Левин Е.С.

Ó УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 1998

.

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Индивидуальное задание по физике

9.1. Найти индукцию магнитного поля в точке О контура с током I (см. рисунок), если известны радиус a и сторона b квадрата.

9.2. Рамка гальванометра длиной 4 см и шириной 1,5 см, содержащая 200 витков тонкой проволоки, находится в магнитном поле с индукцией 0,1 мТл. Плоскость рамки параллельна линиям индукции. Какой вращающий момент действует на рамку, когда по виткам течет ток силой 1 мА? Каков магнитный момент рамки при этом токе?

9.3. Виток, по которому течет ток силой I = 20 А, свободно установился в однородном магнитном поле напряженностью А/м. Диаметр витка D = 10 см. Какую работу нужно совершить, чтобы повернуть виток на угол a = 180⁰ относительно оси, совпадающей с его диаметром?

.

9.5. По двум параллельным неподвижным бесконечно длинным проводникам текут в одном направлении токи I₁ и I₂ Укажите сумму номеров правильных утверждений.

Проводники притягиваются друг к другу.

Между проводниками возникают электрические и магнитные силы взаимодействия.

Электрическая сила стремится раздвинуть проводники.

Магнитная сила, действующая на проводник с током I₁, направлена от верхнего проводника к нижнему (вниз).

Составил Левин Е.С.

Ó УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 1998

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Индивидуальное задание по физике

10.1. Определить индукцию магнитного поля в точке О контура с током I (см. рисунок).

10.2. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 3 кВ, влетает в магнитное поле соленоида под углом a = 30⁰ к его оси. Число ампер-витков соленоида IN = 5000. Длина соленоида l = 25 см. Найти шаг h винтовой траектории электрона в магнитном поле.

10.3. Внутри длинного соленоида, по которому течет ток I = 3 А и имеющему на каждом сантиметре длины n = 20 витков, помещен круговой виток радиусом r = 5 см. Нормаль к плоскости витка составляет с осью соленоида угол a = 60⁰. Определить поток Ф магнитной индукции через плоскость этого витка.

10.4. Укажите сумму номеров правильных утверждений.

Циркуляцией вектора напряженности магнитного поля называется интеграл по замкнутому контуру L от скалярного произведения вектора на элемент длина контура.

Циркуляция вектора магнитного поля постоянного электрического тока вдоль любого замкнутого контура равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром.

Циркуляция вектора магнитного поля постоянного электрического тока в вакууме вдоль любого замкнутого контура равна произведению магнитной постоянной на алгебраическую сумму токов, охватываемых этим контуром.

Циркуляция вектора индукции магнитного поля не зависит от среды.

10.5. По двум параллельным неподвижным бесконечно длинным проводникам текут в противоположных направлениях токи I₁ и I₂. Укажите сумму номеров правильных утверждений.

На проводники действуют магнитные силы.

Проводники стремятся оттолкнуться друг от друга.