Пособие для самостоятельного обучения решению задач по физике в вузе - Мелёшина А.М.
Скачать (прямая ссылка):
20 А на расстоянии х0=1 см от него находятся две шины, параллельные току
I. По шинам поступательно движется проводник длиной /=0,5 м. Скорость его
движения v = 3 м/с постоянна и направлена вдоль шины. Найти разность
потенциалов, возникающую на концах проводника.
1. Не знаю, с чего начать решение задачи (377).
2. Не понимаю, в чем отличие этой задачи от задачи 58 (344).
3. Ответ не получился (394).
Задача 61. В магнитном поле, индукция которого В = = 0,4 Тл, помещена
катушка из N = 300 витков. Сопротивление катушки R=40 Ом, площадь сечения
S =16 см2. Катушка помещена так, что ее ось составляет угол а = 60° с
направлением магнитного поля. Какое количество электричества протечет по
катушке при исчезновении магнитного поля?
1. Не знаю, как вычислить изменение потока (371).
2. Ответ не получился (384).
Задача 62. Если сила тока, проходящего в некотором соленоиде, изменяется
на 50 А в течение 1 с, то на концах соленоида возникает ЭДС самоиндукции,
равная 0,08 В. Найти индуктивность соленоида.
253
Указание. Посмотрите п. 7.14 и учтите, что знак в формуле из п. 7.14
регулирует соотношение между знаком ЭДС и изменением тока, а коэффициент
L всегда считается положительным.
Задача 63. Соленоид содержит N = 1200 витков 'провода, плотно прилегающих
друг к другу. При силе тока 1 = 4 Д магнитный поток Ф = 6,0-10-6 Вб.
Определить индуктивность соленоида.
1. Ответ не получился (372).
Задача 64. По данному соленоиду сечением S = 5 см2, содержащему N=1200
витков, течет ток силой 1 = 2 А. Индукция магнитного поля в центре
соленоида В=10-10_3Тл. Определить индуктивность соленоида.
1. Не задана длина соленоида, и я не знаю, как ее найти (338).
2. Ответ получился неправильный (373).
3. Не могу определить поток сквозь контур соленоида (400).
Контро льные задачи
К7.1. Магнитный поток ф=80-10_3 Вб пронизывает замкнутый контур.
Определить ЭДС индукции, которая возникает в контуре, если магнитный
поток изменится до нуля за время At = 0,002 с.
К.7.2. В однородном магнитном поле, индукция которого В = 1 Тл, находится
проводник длиной /=20 см. Найти разность потенциалов, возникающую на
концах проводника, если он движется 'под углом 30° к линяй индукции
магнитного поля со скоростью v = 2,5 м/с.
К7.3. Рамка площадью S = 50 см2, содержащая N=100 витков, равномерно
вращается в однородном магнитном поле, имеющем индукцию В = 40-10_3 Тл.
Определить максимальную ЭДС индукции, если ось вращения лежит в плоскости
рамки и перпендикулярна к линиям индукции, а рамка вращается с частотой п
= 960 об/мин.
К7.4. Проволочное кольцо радиусом R = 10 см лежит на столе. Какое
количество электричества q 'пройдет по кольцу, если его повернуть с одной
стороны на другую? Сопротивление кольца R=1 Ом. Вертикальная составляющая
индукции магнитного поля Земли В = 50-10-6 Тл.
К7.5. На расстоянии а=1 м от длинного прямого проводника с током I = 103
А расположено кольцо радиусом r= 1 см. Положение кольца таково, что
поток, пронизывающий
254
его, максимален. Чему равно количество электричества q, которое протечет
по кольцу, если ток в проводнике будет выключен? Сопротивление кольца
R=10 Ом. Поле в пределах кольца считать однородным.
К7.6. Индуктивность L соленоида длиной /=1 м, намотанного в один слой на
немагнитный каркас, равна 1,6 мГн. Площадь S сечения соленоида равна 20
см2. Определить число п витков на каждом сантиметре длины соленоида.
К7.7. Б середине основания тонкого длинного соленоида (1 = 5 А, п = 200
витков/см) помещена маленькая рамка, состоящая из N=100 витков площадью
S=1 см2. Какое количество электричества пройдет через рамку, если ее
перенести в центр соленоида? Сопротивление рамки R=5 Ом.
Указание. Индукция поля на основаниях соленоида
2 раза меньше индукции поля в середине соленоида.
8. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК
8.1. Переменным током называется ток, периодически изменяющий числовое
значение и направление. Для мгновенных значений силы тока и напряжения в
цепи выполняются законы Ома и Кирхгофа только в том случае, если сила
тока мало изменяется за время t, в течение которого электромагнитные
возмущения проходят расстояние до наиболее удаленных частей электрической
схемы. Токи, удовлетворяющие этому условию, называются квазистационарны-
ми. Практически квазистационарным током можно считать ток промышленной
частоты (v = 50 Гц) для цепей длиной да 100 км. В этом разделе
рассматриваются только квази-стационарные токи и, кроме того, ток и
напряжение считаются изменяющимися по гармоническому закону.
8.2. В цепях переменного тока кроме активного сопротивления используются
также катушки индуктивности L и емкости С.
Пусть к сопротивлению R приложено напряжение, изменяющееся по закону U =
Umcoscot, где Um-амплитудное значение напряжения. По закону Ома, I = U/R
= = Uт cos со t/R = Im cos со t, т. е. I = Im cos со t. Следовательно,
ток изменяется по гармоническому закону и в той же фазе.
8.3. Пусть в цепи переменного тока с напряжением U = Umcoscot включена
