Фізика і астрономія. Рівень стандарту. 11 клас. Сиротюк

Задачі та вправи

Рівень А

1.121. Як напрямлено струм у проводах, коли сили взаємодії напрямлені так, як на малюнку 1.78?

Мал. 1.78

1.122. Як взаємодіють паралельні струми, напрямлені так, як зображено на малюнку 1.79?

Мал. 1.79

1.123. Позначте знаками «+» та «-» полюси джерела струму, яке живить соленоїд, щоб спостерігалася взаємодія як на малюнку 1.80.

Мал. 1.80

1.124. Яка індукція магнітного поля, що діє силою 50 мН на провідник завдовжки 5 см, у якому проходить струм силою 2,5 А, напрямлений перпендикулярно до ліній магнітної індукції?

1.125. Яка довжина активної частини провідника, якщо при силі струму в ньому 4 А на нього діє силою 0,2 Н магнітне поле, індукція якого 0,5 Тл? Напрямки струму і поля взаємно перпендикулярні.

1.126. Провідник завдовжки 40 см помістили в магнітне поле перпендикулярно до ліній магнітної індукції. Якої сили струм проходить у провіднику, якщо на нього діє магнітне поле із силою 0,8 Н та індукцією 1 Тл?

1.127. Яка сила діє на провідник завдовжки 10 см в однорідному магнітному полі? Магнітна індукція поля становить 2,6 Тл, а сила струму у провіднику дорівнює 12 А. Кут між напрямком струму і лініями індукції: 1) 90°; 2) 30°.

1.128. На провідник завдовжки 50 см із струмом силою 20 А, розміщений в однорідному магнітному полі, що має магнітну індукцію 0,1 Тл, діє сила 0,5 Н. Визначте кут між напрямком струму в провіднику і вектором магнітної індукції.

1.129. Який магнітний потік пронизує плоску поверхню площею 50 см2 при індукції поля 0,4 Тл, якщо ця поверхня: а) перпендикулярна до вектора індукції поля; б) розташована до вектора індукції під кутом 45°; 30°?

1.130. Магнітний потік у середині контуру, площа поперечного перерізу якого 60 см2, становить 0,3 мВб. Визначте індукцію поля всередині контуру. Вважати, що поле однорідне.

1.131. Визначте магнітний потік, що пронизує плоску прямокутну площину завдовжки 60 см і завширшки 25 см, якщо магнітна індукція в усіх її точках дорівнює 1,5 Тл, а вектор магнітної індукції утворює з нормаллю до цієї площини кут 90°.

1.132. Визначте знак заряду частинки за напрямком її руху і напрямком сили Лоренца (мал. 1.81 і 1.82).

Мал. 1.81

Мал. 1.82

1.133. Швидкість електрона е напрямлена до нас (мал. 1.83). У якому напрямку відхилиться електрон під дією магнітного поля? Дайте відповідь на це запитання, якщо швидкість електрона напрямлена в протилежний бік; лінії магнітної індукції напрямлені в протилежний бік.

Мал. 1.83

1.134. Яка сила діє на протон, що рухається зі швидкістю 10 Мм/с у магнітному полі з індукцією 0,2 Тл перпендикулярно до ліній індукції?

1.135. Електрон рухається у вакуумі в однорідному полі, магнітна індукція якого 5 · 10-3 Тл, зі швидкістю 1 · 104 км/с, напрямленою перпендикулярно до ліній індукції. Визначте силу, що діє на електрон.

Рівень Б

1.136. На малюнку 1.84 зображено магнітне поле прямого струму. а) Який напрямок має струм у провіднику? б) Чи є поле в точці А? в) Який напрямок має вектор магнітної індукції у будь-якій точці поля? г) Визначте напрямок сил, які діють у цьому полі на полюси магнітної стрілки.

Мал. 1.84

1.137. Чим відрізняється магнітне поле від електростатичного?

1.138. Чому струмінь розплавленого металу, якщо пропускати крізь нього струм, звужується (зменшується площа поперечного перерізу)? Як можна застосувати це явище в металургії?

1.139. По двох нескінченно довгих паралельних провідниках, відстань між якими l, в одному напрямку проходять струми I1 і I2. Визначте індукцію магнітного поля в точці А, яка лежить на продовженні прямої, що сполучає провідники на відстані S від другого провідника. Вважати, що обидва провідники містяться у вакуумі.

1.140. Струм силою I, що проходить у кільці з мідного дроту перерізом S, створює в центрі кільця індукцію магнітного поля, що дорівнює В. Яка різниця потенціалів між кінцями провідника, що утворює кільце?

1.141. Для переміщення на 0,25 м провідника завдовжки 0,4 м в однорідному магнітному полі, індукція якого 1,25 Тл, було виконано роботу 0,25 Дж. Якої сили струм проходив у провіднику, якщо він рухався перпендикулярно до поля?

1.142. У горизонтально розміщеному провіднику завдовжки 20 см і масою 4 г проходить струм силою 10 А. Визначте індукцію (модуль і напрямок) магнітного поля, у якому треба розмістити провідник, щоб сила тяжіння зрівноважилася силою Ампера.

1.143. Який магнітний потік пронизує плоску прямокутну площину завдовжки 50 см і завширшки 30 см, коли магнітна індукція становить 2 Тл, а вектор магнітної індукції утворює з нормаллю до площини кут 90°, 45°; 0°?

1.144. Електрон, який має швидкість 1,9 · 107 м/с, влітає в однорідне магнітне поле, перпендикулярне до напрямку його руху. Індукція магнітного поля становить 1,2 · 10-3 Тл. Визначте радіус кривизни траєкторії електрона і його доцентрове прискорення.

1.145. Траєкторія електрона є дугою кола радіусом 10 см. Індукція магнітного поля 1 · 10-2 Тл. Визначте швидкість руху електрона і період його обертання.

1.146. Електрон рухається в однорідному магнітному полі, індукція якого 4 мТл. Визначте період обертання електрона.

Є над чим замислитися

1.147. По дротяній рамці, що має форму правильного шестикутника, іде струм 2 А. При цьому в центрі рамки утворюється магнітне поле напруженістю 33 А/м. Знайдіть довжину дроту, з якого виготовлено рамку.

1.148. Провідник, що має довжину 1 м і масу 10 г, підвісили на тонких дротиках. Під час проходження в ньому струму 2 А він відхилився в однорідному вертикальному полі так, що дротики утворили кут 30° з вертикаллю. Яка індукція магнітного поля?

1.149. Протон влітає в однорідне магнітне поле так, що вектор швидкості спрямований під кутом 30° до ліній індукції поля і рухається по спіралі радіуса 1,5 см. Індукція магнітного поля 0,1 Тл. Визначте кінетичну енергію протона.

1.150. Пройшовши прискорюючу різницю потенціалів 2 кВ, електрон влітає в однорідне магнітне поле індукцією 2 · 104 Тл і рухається в ньому по колу. Визначте радіус кола, по якому рухається електрон.