Задачи

Фильтрация

Показать фильтрацию

По классам:

По предметам:

По подготовке:

По классам:

По авторам:

Амплитудное значение ЭДС при равномерном вращении витка в однородном магнитном поле \(E_{0}=10\) В. Определить мгновенное значение ЭДС индукции \(E\) в момент времени \(t=T/n\), где \(T\) — период вращения витка, \(n=12\). Ось вращения витка и плоскость витка в момент времени \(t=0\) перпендикулярны силовым линиям магнитного поля.

Решение №24979: \(E=E_{0}Sin\frac{2\pi }{n}=5\) В.

Ответ: 5

Провод имеет П-образную форму. На концы этого провода кладется тонкий металлический стержень. Он перемещается по параллельным сторонам провода со скоростью \(v=0,2\) м/с, оставаясь им перпендикулярным. Какая мощность \(N\) передается в эту цепь, если она находится в однородном магнитном поле с индукцией \(B=40\) Тл? Силовые линии этого поля перпендикулярны плоскости П-образного провода. Расстояние между его параллельными сторонами равно \(l=0,2\) м. Индукционный ток равен \(I=2\) А.

Решение №24980: \(N=IlBv=3,2\) Вт.

Ответ: 3.2

Проводник длиной \(l=2\) м складывают вдвое и его концы спаивают. Затем проводник растягивают в квадрат в вертикальной плоскости, перпендикулярной горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Найти максимальное количество электричества \(q\), которое может пройти по этому контуру, если его сопротивление \(R=1\) Ом. Горизонтальная составляющая магнитного поля Земли \(B=2\cdot 10^{-5}\) Тл. Ответ дать в мкКл.

Решение №24981: \(q=Bl^{2}/(16R)=5\) мкКл.

Ответ: 5

Переменное магнитное поле, сосредоточенное вблизи оси кольца и имеющее ось симметрии, проходящую через центр кольца, создает в кольце ЭДС индукции \(E=10\) В. На кольце выбрали участок, равный трети длины кольца, и к нему параллельно подключен проводник сопротивлением \(R=10\) Ом, расположенный вне магнитного поля. Чему равен ток в этом проводнике, если сопротивление провода, из которого сделано кольцо, равно \(2R\)?

Решение №24982: \(I=3E/(13R)=0,23\) А.

Ответ: 0.23

Из изолированной проволоки сделана петля в форме восьмерки, радиусы колец которой \(r=0,5\) м и \(R=1\) м. Определите разность потенциалов между точками соприкосновения провода, если перпендикулярно плоскости петли наложено магнитное поле, индукция которого меняется по закону: \(B=kt\), где \(t\) — время, \(B[плохо видно]=20\) Тл/с.

Решение №24983: \(\Delta \varphi =\pi k(R^{2}-r^{2})=47\) В.

Ответ: 47

Показать, что индуктивность катушки данной длины пропорциональна квадрату числа витков.

Решение №24984: \(L=\mu _{0}\mu N^{2}S/l\).

Ответ: NaN

Горизонтальный проводник массы \(m\) может скользить без нарушения электрического контакта по двум вертикальным проводящим стержням. Стержни разнесены на расстояние \(l\) друг от друга и соединены внизу источником тока с ЭДС равным \(E\). Перпендикулярно плоскости движения приложено постоянное однородное магнитное поле с индукцией \(B\). Найти установившуюся скорость, с которой будет подниматься стержень. Сопротивление проводника равно \(R\). Сопротивлением источника тока, стержней, а также трением пренебречь.

Решение №24985: \(v=E/(Bl)-mgR/(Bl)^{2}\).

Ответ: NaN

Проводящий стержень подвешен горизонтально на двух легких проводах в вертикальном магнитном поле с индукцией \(B\). Длина стержня \(L\), масса \(m\). Длина проводов \(L_{1}\). К точкам закрепления проводов подключают конденсатор емкостью \(C\), заряженный до напряжения \(U\). Определить максимальный угол отклонения системы от положения равновесия после разряда конденсатора, считая что разряд происходит за очень малое время.

Решение №24986: \(\alpha =arccos(1-(BLC)^{2}U/(2m^{2}gL_{1}))\).

Ответ: NaN

Проводящий контур площадью \(S=400\) см\(^{2}\), в который включен конденсатор емкостью \(C=10\) мкФ, расположен в однородном поле, перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Магнитная индукция поля возрастает по закону \(B=(2+5t)\cdot 10^{2}\) Тл. Определите энергию электрического поля конденсатора. Какая обкладка конденсатора зарядится положительно?

Решение №24987: \(W=C(5\cdot 10^{-2}\cdot S)^{2}/2=2\cdot 10^{-11}\) Дж. Положительно заряжена нижняя обкладка.

Ответ: \(2\cdot 10^{-11}\)

В однородном магнитном поле с индукцией \(B\) с постоянной скоростью \(v\) движется металлический шарик радиусом \(R\). Укажите точки шарика, разность потенциалов между которыми будет максимальной, и определите эту разность потенциалов. Считать, что направление скорости составляет с направлением магнитной индукции угол \(\alpha \).

Решение №24988: \(\Delta \varphi =2RvBsin\alpha \), между верхней и нижней точками поверхности шара.

Ответ: NaN

Из двух одинаковых кусков проволоки изготовлены два контура — круглый и квадратный. Оба контура помещены в одной плоскости в однородное магнитное поле, изменяющееся со временем. В круговом контуре индуцируется постоянный ток \(I=0,4\) А. Найдите силу тока в квадратном контуре.

Решение №24989: \(I_{2}=IS_{2}/S_{1}=\pi I/4=0,314\) А.

Ответ: 0.314

Два параллельных проводника, расстояние между которыми \(d\), подсоединены к источнику тока. На проводники перпендикулярно к ним положен отрезок проводника, способный перемещаться параллельно самому себе без трения. Образовавшийся замкнутый контур находится в вертикальном магнитном поле с индукцией \(B\), а плоскость контура составляет с горизонтом угол \(\alpha \). Какой наименьший ток необходимо пропустить по контуру, чтобы короткозамыкающий проводник оставался неподвижным?

Решение №24990: \(I=mgtg\alpha /(Bd)\).

Ответ: NaN

В однородном магнитном поле с магнитной индукцией \(B=10^{-3}\) Тл начинает падать проводник длиной \(l=0,1\) м и массой \(m=0,01\) кг, скользящий без трения и без потери контакта по двум вертикальным параллельным шинам. Внизу шины замкнуты резистором с сопротивлением \(R=0,5\) Ом, параллельно которому включен конденсатор емкостью \(C=400\) мФ. Определите максимальную энергию электрического поля, запасенную в конденсаторе. Сопротивлением шин и проводника пренебречь. Линии магнитной индукции перпендикулярны плоскости, на которой лежат шины. Ответ дать в микроджоулях.

Решение №24991: \(W=C(mgR)^{2}/(2B^{2}l^{2})=50\) мкДж.

Ответ: 50

Проводник \(EF\) движется с постоянной скоростью \(v\), замыкая два проводника \(AC\) и \(AD\), образующие между собой угол \(\varphi \) (см. рисунок ниже). Перпендикулярно плоскости системы приложено однородное магнитное поле с индукцией \(B\). Найти полное количество теплоты, выделившейся в цепи за время движения проводника \(EF\) от точки \(A\) до точки \(C\). Сопротивление единицы длины проводника \(EF\) равно \(r\). Сопротивлением остальных проводников пренебречь. Длина \(AC\) равна \(L\).

Решение №24992: \(Q=B^{2}vL^{2}tg\varphi /(2R)\).

Ответ: NaN

Найдите частоту вращения прямоугольной рамки в однородном магнитном поле с индукцией \(B=0,5\) Тл, если амплитуда ЭДС \(E_{0}=10\) В. Площадь рамки \(S=200\) см\(^{2}\), число витков \(N=20\).

Решение №24993: \(\nu =E_{0}(2\pi BNS)=8\) Гц.

Ответ: 8

В однородном магнитном поле с индукцией \(B=0,1\) Тл расположен плоский проволочный виток так, что плоскость его перпендикулярна линиям индукции. Виток замкнут на гальванометр. Полный заряд, прошедший через гальванометр при повороте витка, \(q=7,5\cdot 10^{-4}\) Кл. На какой угол повернули виток? Площадь витка \(S=10^{-2}\) см\(^{2}\), сопротивление \(R=20\) Ом.

Решение №24994: \(\alpha =arccos(1-qR/(BS))=2\pi /3\).

Ответ: NaN

Одна сторона замкнутого проводящего контура в форме квадрата изготовлена из проволоки с удельным сопротивлением \(\rho _{1}\), три другие стороны — из проволоки с удельным сопротивлением \(\rho _{2}\). Длина стороны квадрата равна \(L\), поперечные сечения проволок одинаковы. Контур помещен в однородное магнитное поле, индукция которого перпендикулярна его плоскости и изменяется во времени по закону \(B=kt\). Определить напряжение \(U\) между точками соединения разнородных проволок.

Решение №24995: \(U=kL^{3}3\left| \rho _{1}-\rho _{2}\right|/(4(\rho _{1}+3\rho _{2}))\).

Ответ: NaN

Длинный тонкий провод намотан на цилиндрический каркас диаметром \(d_{1}\). Индуктивность получившейся катушки равна \(L_{1}\). После подключения этой катушки к источнику постоянного тока в ней возникло магнитное поле с индукцией \(B_{1}\). Если тот же провод намотать на цилиндрический каркас диаметром \(d_{2}\), то индуктивность катушки станет равной \(L_{2}\). Определите индукцию магнитного поля внутри новой катушки при подключении ее к тому же источнику тока.

Решение №24996: \(B_{2}=B_{1}L_{2}d_{1}/(L_{1}d_{2})\).

Ответ: NaN

Кольцо из сверхпроводника помещено в однородное магнитное поле, магнитная индукция которого меняется во времени по закону \(B=kt\), где \(k\) — постоянный коэффициент, \(t\) — время. Определите ток \(I\), индуцируемый в кольце, если радиус кольца равен \(R\), индуктивность кольца равна \(L\). Плоскость кольца перпендикулярна линиям магнитной индукции.

Решение №24997: \(I=\pi R^{2}kt/L\).

Ответ: NaN

Проводящий контур, имеющий форму квадрата со стороной равной \(L\), находится в однородном магнитном поле, индукция которого равна \(B\). Какой заряд протечет но контуру, если изменить его форму — преобразовать квадрат в кольцо, лежащее в той же плоскости? Вектора индукции магнитного поля ориентирован под углом \(\alpha \) к плоскости контура. Сопротивление контура равно \(r\).

Решение №24998: \(Q=BL^{2}sin\alpha (4/\pi -1)/r\).

Ответ: NaN

Сверхпроводящее кольцо, по которому течет ток, деформируют так, что площадь, ограниченная кольцом, увеличивается. Как изменяется ток в кольце и магнитная индукция в центре кольца?

Решение №24999: Поскольку в сверхпроводящем кольце \(\Phi =const\), и учитывая, что \(\Phi =BS=LI\), можно сделать вывод, что ток в кольце и магнитная индукция уменьшится.

Ответ: NaN

Короткозамкнутая катушка, состоящая из \(N=1000\) витков, помещена в магнитное поле, линии индукции которого направлены вдоль оси катушки. Индукция магнитного поля меняется со скоростью \(dB/dt=5\) мТл/с. Площадь поперечного сечения катушки \(S=40\) см\(^{2}\), сопротивление катушки \(R=160\) Ом. Найти мощность тепловых потерь. Ответ дать в микроваттах.

Решение №25000: \(P=(NSdB/dt)^{2}/R=125\) мкВт.

Ответ: 125

Сверхпроводящее кольцо, в котором существует электрический ток, изгибают в две окружности в виде восьмерки и затем складывают вдвое. Как меняется сила тока в кольце и магнитная индукция в центре кольца?

Решение №25001: \(I=0\), \(B=0\). Указание: см. задачу 10.243.

Ответ: 0; 0

В однородном магнитном поле находится замкнутая катушка из сверхпроводника. Магнитный поток через катушку \(\Phi =0,40\) мВб. После выключения магнитного поля в катушке возник ток силой \(I=20\) А. Чему равна индуктивность катушки? Какова энергия магнитного поля, создаваемого током катушки? Ответ дать в миллиджоулях.

Решение №25002: \(L=\Phi /I=2\cdot 10^{-5}\), \(E=\Phi I/2=8\) мДж.

Ответ: \(2\cdot 10^{-5}\); 8

Какой минимальной скоростью должен обладать сверхпроводящий тонкий стержень сечения \(S\), длины \(l\) и массы \(m\), чтобы влететь в продольное магнитное поле с индукцией \(B\) (см. рисунок ниже).

Решение №25003: \(v_{min}=B\sqrt{Sl/(\mu _{0}m)}\).

Ответ: NaN

Через неподвижный гладкий горизонтальный непроводящий стержень перекинуты два легких гибких провода, к концам которых припаяны два проводящих стержня длиной \(L\) так, что оси всех стержней параллельны, и каждый из проводов располагается в вертикальной плоскости, перпендикулярной осям стержней (см. рисунок ниже). Система находится в однородном магнитном поле, вектор индукции которого \(B\) направлен горизонтально перпендикулярно осям стержней. Масса первого проводящего стержня равна \(m_{1}\), второго — \(m_{2}\). Найти установившуюся скорость поступательного движения стержней, если их общее сопротивление равно \(R\). Сопротивлением проводов, трением и индуктивностью проводящего контура пренебречь.

Решение №25004: \(\left| V\right|=\left| m_{1}-m_{2}\right|Rg/(4B^{2}L^{2})\).

Ответ: NaN

Две параллельные проводящие шины, лежащие в горизонтальной плоскости, замкнуты с одной стороны на источник тока с ЭДС \(E=10\) В. На шинах лежит металлический стержень массой \(m=10^{-2}\) кг. Шины находятся в однородном магнитном поле. Определить минимальную магнитного индукцию поля \(B_{min}\), при которой стержень начнет перемещаться по шинам. Расстояние между шинами \(a=0,1\) м; коэффициент трения стержня о шины \(\mu =0,6\). Внутреннее сопротивление источника \(r=0,1\) Ом. Сопротивления шин и стержня пренебрежимо малы. Ответ дать в миллитеслах.

Решение №25005: \(B_{min}=\mu mgr/(Ea)=5,88\) мТл.

Ответ: 5.88

Плоскость замкнутой прямоугольной проволочной рамки перпендикулярна к направлению однородного магнитного поля с магнитной индукцией \(B=0,8\) Тл. По двум параллельным сторонам рамки скользит равномерно без трения и без нарушения контакта перемычка длиной \(l=10\) см и сопротивлением \(R=5\) Ом. Определите скорость \(v\) движения перемычки, если для осуществления такого движения к перемычке прикладывают силу \(F=0,01\) Н. Сопротивлением и массой рамки можно пренебречь. Ответ дать в метр в секунду.

Решение №25006: \(v=FR/(Bl)^{2}=7,8\) м/с.

Ответ: 7.8

В однородном горизонтальном магнитном поле индукцией \(B=0,05\) Тл по вертикально расположенным рельсам, замкнутым на резистор сопротивлением \(R=1\) Ом, свободно скользит без нарушения контакта проводник длиной \(l=50\) см и массой \(m=1,0\) г. Определите установившуюся скорость движения проводника. Сопротивлением рельс и проводника пренебречь. Ответ дать в метр в секунду.

Решение №25007: \(V=mgR/(Bl)^{2}=15,7\) м/с.

Ответ: 15.7

Металлический брусок, размеры которого \(a \times b\times c\) (\(b< < a,c\)), движется со скоростью \(v\) в магнитном поле с магнитной индукцией \(B\) (см. рисунок ниже). Определите разность потенциалов между боковыми сторонами бруска. Определите поверхностную плотность зарядов на боковых гранях бруска.

Решение №25008: \(\Delta \varphi =Bvb\), \(\sigma =E_{0}vB\).

Ответ: NaN