Электростатического поля точечных зарядов. Взаимодействие зарядов и заряженных тел. Сила Лоренца. Сила Ампера. Закон электромагнитной индукции Фарадея, страница 7

           Ответ: 23 мм2.

19.  Прямой провод некоторой длины, по которому течет ток I = 1 А, расположен в горизонтальном однородном магнитном поле перпендикулярно его силовым линиям. Провод находится во взвешенном состоянии. Индукция поля В = 0,1 Тл, сечение провода S = 3,78 мм2. Из какого металла сделан провод?                                                              Ответ: алюминий.

20.  Параллельно поверхности земли расположен бесконечно длинный проводник, по которому течет некоторый ток I1. Над этим проводником на расстоянии r = 1 см от него расположен отрезок алюминиевого проводника сечением S = 1 мм2, находящийся в равновесии. Проводники параллельны друг другу. Найти ток I1.                                         Ответ: 66 А.

21.  Проводник длиной l = 20 см и сопротивлением R = 2 Ом согнут в виде квадрата, и концы его замкнуты. Квадрат помещен в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл так, что плоскость его перпендикулярна линиям индукции. Какой ток протечет по проводнику, если квадрат, потянув за противоположные вершины, за время t = 1 с вытянуть в линию?                                                                                        Ответ: 1,25 мА.

22.  Проводящее кольцо сопротивлением R = 4 Ом расположено в однородном магнитном поле с индукцией В = 1 Тл перпендикулярно силовым линиям. Взявшись за диаметрально противоположные точки кольца, его за 1 с вытянули в линию. При этом по кольцу протек ток I = 0,314 мА. Найти радиус кольца.                                                                  Ответ: 2 см.       

23.  Имеется проводящее кольцо сопротивлением R = 5 Ом с площадью S = 10 см2. В некоторый момент в пространстве возникает магнитное поле, которое изменяется со временем по закону В = At, где А = 50 Тл/с. При этом линии индукции перпендикулярны плоскости кольца. Какой ток будет протекать по кольцу?                                                     Ответ: 10 мА.

24.  Имеется проводящее кольцо сопротивлением R = 4 Ом. В некоторый момент в пространстве возникает магнитное поле, которое начинает изменяться со временем по закону В = At, где А = 40 Тл/с. Линии индукции перпендикулярны плоскости кольца. При этом в кольце течет ток    I = 50 мА. Определить площадь кольца.                           Ответ: 5 ∙ 10-3 м2.   

25.  В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,5 Тл равномерно с частотой ν = 10 с-1 вращается рамка площадью S = 5 ∙ 10-3 м2. Ось вращения перпендикулярна силовым линиям. Найти максимальную ЭДС, возникающую в рамке.                                                          Ответ: 15,7 мВ.   

26.  В пространстве параллельно поверхности земли расположен бесконечно длинный прямолинейный проводник, по которому течет ток I1 = 10 А. Над этим проводником на расстоянии r = 1 см от него расположен отрезок никелевого проводника сечением S = 0,1 мм2, находящийся в равновесии. Проводники параллельны друг другу. Найти ток I2 в никелевом проводнике.                                                                    Ответ: 43,1 А.

Пример решения задачи 26-го варианта

Подпись: Дано:
I1 = 10 А
r = 1 см = 10-2 м
S = 0,1 мм2 = 10-7 м2
ρ = 8,8 ∙ 103 кг/м3

I2 – ?

Решение:

Сделаем рисунок. Так как никелевый проводник

находится в равновесии, это  означает,  что  сила тяжести Р = mg уравновешена  силой Ампера F,  то  есть I2lB = mg. По закону Био-Савара-Лапласа найдем индукцию В, создаваемую током , а массу m отрезка длиной l распишем так: m = ρSl.  Теперь  или . Вычислим значение I2 (плотность ρ берем из таблицы [1]):

.

Ответ: I2 = 43,1 А.

Проверка размерности:

.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.  Чертов А. Г. Задачник по физике / А. Г. Чертов, А. А. Воробьев. – М.: Высш. шк., 1988. – 527 с.

2.  Волькенштейн В. С. Сборник задач по общему курсу физики / В. С. Волькенштейн. – СПб.: Книжный мир, 2003. – 327 с. 

3.  Детлаф А. А. Курс физики: уч. пособ. для втузов / А. А. Детлаф,           Б. М. Яворский. – М.: Высш. шк., 2002. – 718 с. 

4.  Трофимова Т. И. Курс физики: уч. пособ. для вузов / Т. И. Трофимова. – М.: Высш. шк., 2000. – 542 с.