Сборник задач по физике - Славов А.В.
Скачать (прямая ссылка):
х
с
X "X X
XXX
S
XXX
Рис. 28.20
28.21. Металлический брусок, размеры которого ахЪхс (Ь"а,с), движется со
скоростью v в магнитном поле с магнитной индукцией В (рис. 28.21).
Определите поверхностную плотность зарядов на боковых гранях бруска и
разность потенциалов между ними.
28.22. В однородном магнитном поле с магнитной индукцией Л=0,05Тл по
вертикально расположенным шинам, замкнутым перемычкой сопротивлением R =
1,0 Ом, свободно скользит без нарушения контакта проводник длиной / = 50
см и массой т = 1 г. Линии магнитной
252
индукции поля горизонтальны. Определите установившуюся скорость
проводника. Сопротивлением шин и проводника пренебречь.
28.23. На двух горизонтальных рельсах, расстояние между которыми 1= 1,0м,
лежит проводник сопротивлением R= 1,0 Ом, массой т=0,5 кг. Коэффициент
трения между проводником и рельсами р=0,1. Вся система находится в
однородном магнитном поле с вертикальным направлением векторов индукции.
Значение магнитной индукций поля В=0,1 Тл. Рельсы подключают к источнику
тока с ЭДС 8=10 В. Пренебрегая внутренним сопротивлением источника и
сопротивлением рельсов, определите установившуюся скорость движения
проводника.
28.24. В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,6Тл по вертикально
расположенным рельсам, замкнутым на источник тока с ЭДС 8= 1В скользит
без трения и без нарушения контакта невесомая перемычка длиной 1= 10 см
(рис. 28.24). Векторы магнитной индукции поля горизонтальны
х+ ?- X
X 1 X X
Iх X1
X ' < \v rx X ->
X
В
Скорость движения перемычки v = 10м/с, сопро- х х /< х х тивление
перемычки R= 50м. Определите величину Рис. 28.24
и направление силы, необходимой для осуществления такого движения.
Внутренним сопротивлением источника тока и сопротивлением рельсов
пренебречь.
28.25. В однородном магнитном поле с магнитной индукцией В=10"3Тл
начинает падать проводник длиной 1=0,1 м и массой т=0,1 кг, скользящий
без трения и без нарушения контакта по вертикально расположенным шинам,
замкнутым внизу резистором сопротивлением Л, =0,5 Ом. Параллельно
резистору подключен конденсатор емкостью С=400 пФ. Определите
максимальную энергию электрического поля, запасенную в конденсаторе.
Сопротивлением шнн пренебречь. Линии магнитной индукции перпендикулярны
плоскости, в которой лежат шины.
28.26. Металлический диск радиусом г0=0,2м привели во вращение вокруг
оси, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через его центр, с
угловой скоростью со = 100 с"1. Диск находится в однородном магнитном
поле с магнитной индукцией Д=0,2Тл. Вектор магнитной индукции В
перпендикулярен плоскости диска. Найдите разность потенциалов между
центром и краем диска. Чему равна разность потенциалов между центром и
точкой, расположенной посередине расстояния
253
от центра диска до края? Как изменятся ответы, если линии магнитной
индукции будут направлены под углом а=30° к плоскости диска?
28.27. В однородное магнитное поле с магнитной индукцией Д=2,0Тл помещено
горизонтальное металлическое кольцо радиусом г=5,0 см. Ось кольца 00'
совпадает с направлением линий магнитной индукции. Между центром кольца и
его ободом подключен источник ЭДС (?= 1 В. Вокруг оси 00' вращается
стержень так, что один его конец упирается в ось, а второй скользит по
кольцу (рис. 28.27). Определите установившуюся угловую скорость вращения
стержня.
28.28. Контур, ограничивающий полукруг радиусом г=0,1м, находится на
границе однородного магнитного поля с индукцией Д = 0,1 Тл (рис. 28.28).
Контур начинает вращаться с постоянной угловой скоростью со= 100с-1
вокруг оси ОО', перпендикулярной плоскости рисунка. Сопротивление контура
R = 0,314 Ом. Найдите количество теплоты, выделившееся в контуре за один
оборот.
28.29. ДЬе плоскости, пересекающиеся под углом а=60°, делят
пространство на четыре области (рис. 28.29). Магнитное поле в каждой
области однородно. В областях 1 и 3 линии магнитной индукции парал-
254
XXX
В
XXX XXX
.О'
XXX XXX XXX
Рис. 28.28
лельны плоскости симметрии АЛ'. Магнитная индукция в области 7 -
#1=0,2Тл, в области 2 - 52=0,5Тл. Определите магнитную индукцию в
областях 3 и 4.
Рис. 29.1
29. Явление самоиндукции. Индуктивность.
Энергия магнитного поля
29.1. В цепь источника ЭДС параллельно включены резистор и катушка
индуктивности (рис. 29.1). Как будут изменяться показания гальванометров
сразу после: 1) замыкания
ключа К; 2) размыкания ключа К ?
29.2. Индуктивность рамки 7,=40мГн. Чему равна ЭДС самоиндукции,
наведенная в рамке, если за время Д1=0,01с сила тока в рамке увеличилась
на Д/=0,2А? На сколько при этом изменился магнитный поток, пронизывающий
площадь рамки?
29.3. Определите индуктивность катушки, в которой при линейном изменении
силы тока от 1{ = 5 А до /2= 10 А за время А/=0,1 с наводится ЭДС
самоиндукции #си = 10 В.
29.4. Определите индуктивность цепи, если при изменении силы тока по
закону 7=1-0,21 в цепи наводится ЭДС самоиндукции $си= =2,0-10-2 В.
29.5. К источнику тока с ЭДС 8=3 В последовательно через ключ К включена
