Електромагнітна індукція. Енергія магнітного поля

II семестр

Індивідуальне завдання № 3

Тема: “Електромагнітна індукція. Енергія магнітного поля”

1.  У  котушці довжиною l = 0,5 м, діаметром d = 5 м та числом витків N = 1500 струм рівномірно зростає на 0,2 A за одну секунду. На котушку надіте кільце із мідної проволоки(r = 17нОм×м) площею переріза S = 3 мм² .Знайти силу струму в кільці.

2.  Надпровідний соленоїд довжиною l = 10 см та площею поперечного перерізу S = 3 см², що має N = 1000 витків може бути підключеним до джерела е.р.с. E = 12 В. Знайти силу струму через 0,01 с після замикання ключа.

3.  Соленоїд діаметром d = 3 см має одношарову обмотку із щільно прилягаючих один до одного витків алюмінієвого проводу (r = 26нОм·м),діаметром d₁ = 0,3 мм. По соленоїду тече струм І₀ = 0,5А. Знайти заряд q, який протікає по соленоїду, якщо його кінці закоротити.

4.  У однорідному магнітному полі, індукція якого 0,8 Тл, рівномірно обертається рамка з кутовою швидкістю 15 ^рад/_сек.. Площа рамки 150 см². Вісь обертання знаходиться у площині рамки та складає 30⁰ з напрямом силових ліній магнітного поля. Знайти максимальну е.р.с. індукції в рамці.

5.  На соленоїд довжиною 20 см та площею поперечного перерізу 30 см² наділи дротяний виток. Соленоїд має 320 витків, по ньому тече струм в 3 А. Яка середня е.р.с. індукується у надітому на соленоїд виткі, коли струм у соленоїді виключається на протязі 0,001 с?

6.  Короткий соленоїд довжиною 20 см та площею поперечного перерізу 30 см² має залізне осердя. На соленоїд наділи дротяний виток. Соленоїд має 32 витків, по ньому тече струм в 3 А. Яка середня е.р.с. індукується у надітому на соленоїд виткі, коли струм у соленоїді виключається на протязі 0,001 с?

7.  Обмотка соленоїда має 2000 витків та по ній тече струм у 2 А. Соленоїд має залізне осердя. На соленоїд наділи дротяний виток. Яка середня е.р.с. індукується у надітому витку, коли струм у соленоїді виключається на протязі 0,002 с? Довжина соленоїда 144 см, діаметр 5 см.

8.  У однорідному магнітному полі, індукція якого 0,1 Тл, обертається котушка, яка має 200 витків. Вісь обертання котушки перпендикулярна її вісі та напряму магнітного поля. Період обертання котушки 0,2 с, площа поперечного перерізу котушки 4 см. Знайти середнє значення модуля е.р.с. за період.

9.  На соленоїд, довжина якого 21 см та площа поперечного переріза 10 см², надіта котушка, що має 50 витків. Котушка з’єднана з балістичним гальванометром, опір якого 10³ Ом. По обмотці соленоїда, що складається із 200 витків тече струм силою 5 А. Знайти балістичну сталу гальванометра, якщо відомо, що при виключенні струму у соленоїді гальванометр дає відкид по шкалі рівний 30 поділкам. Опір котушки малий порівняно з опором балістичного гальванометра. Балістичною сталою гальванометра називається величина, що чисельно дорівнює кількості заряду, який викликає відкид по шкалі на одну поділку.

10.  Для вимірювання індукції магнітного поля між полюсами електромагніта поміщена котушка, що має 50 витків проволоки та з’єднана з балістичним гальванометром. Вісь котушки паралельна напряму магнітного поля. Площа поперечного перерізу котушки 2 см², опором її порівняно з опором гальванометра можна знехтувати. Опір гальванометра 2×10³ Ом, його балістична стала    2×10^-8. При швидкому виведенні котушки із магнітного поля гальванометр дає відкид рівний 50 поділкам шкали. Чому дорівнює індукція магнітного поля?

11.  Для вимірювання магнітної проникності заліза із нього зробили тороїд довжиною l = 50 см та площею  поперечного перерізу  S = 4 см².Одна із обмоток тороїда мала  N₁ = 500витків та була під’єднана до джерела струму ,друга мала  N₂ = 1000 витків та була під’єднана до гальванометра. Змінюючи напрям струму у первинній обмотці на обернений ,ми викликаємо  у вторинній обмотці індукційний струм. Найти магнітну проникність заліза , якщо відомо, що при перемкнені у первинній обмотці напряму струму силою в 1 А через гальванометр пройшла кількість електрики  q = 0,06 Кл. Опір вторинної обмотки дорівнює 20 Ом.

12.   Індуктивність котушки  L = 2мГн. Струм частотою   n = 50 Гц, що тече по котушці змінюється по синусоїдальному закону. Чому дорівнює середнє значення е.р.с. самоіндукції , що виникає за інтервал часу dt, на протязі якого струм у котушці змінюється від мінімального до максимального значення? Амплітудне значення сили струму І₀ = 10 А.

13.  Котушка опором R₁ = 0,5 Ом та індуктивністю  L = 4м Гн паралельно з’єднана  з провідником опором R₂ = 2,5 Ом, по якому тече постійний струм силою І = 1 А. Знайти кількість електрики, яка буде індукуватися у котушці при розмиканні кола ключем К.