Описание
Вариант 1.5
1.5 Протон с кинетической энергией T = 1 МэВ влетел в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции (B = 1 Тл). Какова должна быть минимальная протяженность поля в направлении, по которому первоначально летел протон, чтобы направление его движения изменилось на противоположное?
2.5 Из тонкой проводящей проволоки изготовили кольцо радиуса R = 1 м и поместили его в однородное магнитное поле. По кольцу циркулирует ток силой I = 10 А. При каком значении магнитной индукции возможен обрыв кольца, если проволока выдерживает на разрыв нагрузку не более 200 Н?
3.5 Определить величину и направление электрического и магнитного полей, создаваемых электроном в точке А в тот момент, когда он пролетает через начало координат со скоростью . Координаты точки А и проекции вектора скорости заданы в таблице 1.
Таблица 1. К задачам 3.1-3.25.
№ задачи | Проекции скорости , Мм/с | Координаты точки А, нм | ||||
Vx | Vy | Vz | x | y | z | |
3.5 | 0 | 100 | 0 | 10 | 0 | 0 |
4.5 Определить магнитную индукцию поля электрона в точке А, находящейся на расстоянии b от электрона в направлении, составляющем угол a с вектором скорости электрона (рис. 1). Скорость электрона равна 105 м/с, угол
a = 35º, b = 5 нм. Определить циркуляцию вектора магнитной индукции по контуру L, имеющему вид окружности, проходящей через точку А. Плоскость окружности перпендикулярна вектору скорости электрона, а ее центр находится на траектории электрона. | A
b a e L Рис. 1. |
5.5 По плоскому контуру из тонкого провода течет ток силой I = 1 А. Радиус R = 20 см. Определить индукцию магнитного поля, создаваемого этим током в точке О.
6.5 На рис. 2 приведен разрез участка длинного коаксиального кабеля. Радиусы его металлических жил и токи в них указаны в таблице 2 в соответствии с номером задачи. Построить в масштабе график зависимости индукции
магнитного поля от расстояния до оси кабеля B = B(r). Определить поток вектора магнитной индукции через поверхность, ограниченную прямоугольником abcd. Длина стороны ab прямоугольника равна 1 м. Стороны ad и bc являются отрезками радиальных линий. |
R2
r R1 b c I2 I1 a d Рис. 2. |
Таблица 2. К задачам 6.1-6.25.
№ задачи | I1, А | I2, А | r, мм | R1, мм | R2, мм |
6.5 | 5 | 5 | 1 | 2 | 2,5 |
7.5 По условию задачи 5.5 определить вращательный момент сил, действующих на контур с током в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл, направление которой составляет с направлением дипольного магнитного момента контура угол a = 36º. Найти работу сил Ампера при изменении угла a на 180º. 8.5. Провод, согнутый в форме полуокружности радиуса r = 0,1 м, вращают с помощью рукоятки вокруг оси ОО′ с угловой скоростью w = 4 с–1 в однородном магнитном поле с индукцией B = 1 Тл (рис. 3). Ось вращения перпендикулярна к направлению поля. С помощью скользящих контактов к проводу присоединено сопротивление R = 1 Ом. Найти максимальное значение тепловой мощности, выделяемой в контуре.
9.5 По результатам решения задачи 6.5 определить энергию магнитного поля, запасенную между металлическими жилами кабеля в расчете на 1 м его длины. 10.5 Катушка индуктивностью L = 0,25 Гн и сопротивлением R1 = 0,5 Ом и резистор сопротивлением R2 = 2,0 Ом соединены параллельно и подключены к источнику, ЭДС которого = 12 В, через ключ К (рис. 4). В некоторый момент времени ключ К размыкают. ЭДС самоиндукции в катушке через 0,1 с. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.