Контрольная работа №4. Электрики заочники. Электромагнетизм
Вариант 1.
1. В однородное магнитное поле с индукцией В=0,1 Тл помещена квадратная рамка площадью S=25 см2. Нормаль к плоскости рамки составляет с направлением магнитного поля угол 60°. Найти вращающий момент, действующий на рамку, если по ней течет ток I=1 А.
2. Найти магнитную индукцию В поля, создаваемого отрезком бесконечно длинного провода, в точке, равноудаленной от концов отрезка и находящийся на расстоянии R=4 см от его середины. Длина отрезка провода l =20 см, а сила тока в проводе I=10 А.
3. Круговой виток радиуса R=15 см расположен относительно бесконечно длинного провода так, что его плоскость параллельна проводу. Перпендикуляр, восстановленный на провод из центра витка, является нормалью к плоскости витка. Сила тока в проводе I1=1 А, сила тока в витке I2=5 А.
4. Протон, ускоренный разностью потенциалов U=500 В, влетая в однородное магнитное поле с магнитной индукцией В=2 10-3 Тл, движется по окружности. Найти радиус этой окружности.
5. Соленоид длиной l =0,5 м содержит N=1000 витков. Найти магнитную индукцию В поля внутри соленоида, если сопротивление его обмотки R=120 Ом, а напряжение на ее концах U=60 В.
6. В однородное магнитное поле напряженностью Н=105 А/м помещена квадратная рамка со стороной а=10 см. плоскость рамки составляет с направлением магнитного поля угол α=60°. Найти магнитный поток, пронизывающий рамку.
7. В магнитное поле, изменяющееся по закону В=Вocosωt (Вo=0,1 Тл; ω=4 с-1), помещена квадратная рамка со стороной а=50 см, причем нормаль к рамке образует с направлением поля угол α=45°. Найти ЭДС индукции, возникающую в рамке в момент времени t=5 с.
8. Найти индуктивность соленоида длиной l и сопротивлением R, если обмоткой соленоида является проволока массой m (принять плотность проволоки и ее удельное сопротивление соответственно за ρ и ρ`).
Вариант 2
1. По проводнику, согнутому в виде прямоугольника со сторонами 8 и 12 см, течет ток силой 5 А. Определить индукцию магнитного поля в точке пересечения диагоналей прямоугольника.
2. В однородном магнитном поле, индукция которого равна 2 Тл и направление горизонтально, вертикально вверх движется прямой проводник массой 2 кг, по которому течет ток силой 4 А. Через 3 с после начала движения проводник имеет скорость 10 м/с. Определить длину проводника.
3. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл расположим прямолинейный участок проводника с силой тока 5 А под углом 300 к вектору магнитной индукции. Определить силу, с которой поле действует на каждый сантиметр участка проводника.
4. Вычислить циркуляцию вектора индукции вдоль контура, охватывающего токи силой 10 А, 14 А, 20 А, текущие в одном направлении, и силой 44 А, текущий в противоположном направлении.
5. Заряженная частица с энергией 103 эВ движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом 1 мм. Определить силу, действующую на частицу со стороны поля.
6. Виток площадью 25 см2 установился в однородном магнитном поле напряженностью 3000 А/м. По витку течет ток силой 10 А. Какую работу нужно совершить, чтобы повернуть виток на 900 около оси, совпадающей с одним из диаметров?
7. Квадратная рамка со стороной 80 см вращается в однородном магнитном поле с частотой 8 об/с. Ось вращения рамки перпендикулярна линиям индукции поля. Магнитное поле изменяется по закону В=0,01sin10 t Тл. Определить максимальное значение ЭДС.
8. Найти энергию и плотность энергии магнитного поля катушки длиной 50 см, имеющей 1000 витков диаметром 20 см, если по ней протекает ток силой 0,01 А.
Вариант 3
1. На проволочный виток радиусом 10 см, помещенный между полюсами магнита, действует механический момент 62 10-7 Нм. Сила тока в витке 2 А. Найти магнитную индукцию поля между полюсами магнита. Действием магнитного поля Земли пренебречь.
2. По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводам текут токи силой 10 А в противоположных направлениях. Расстояние между проводами равно 5 см. Определить магнитную индукцию в точке, удаленной на 2 см от одного и на 3 см от другого провода.
3. Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле напряженностью 10 кА/м. Вычислить период вращения электрона.
4. Виток диаметром 8 см находится в однородном магнитном поле с напряженностью 6000 А/м. Плоскость витка перпендикулярна линиям индукции поля. Какую работу надо совершить, чтобы повернуть виток около его диаметра на угол 45° при силе тока в витке 4 А?
5. Вычислить циркуляцию вектора индукции вдоль контура, охватывающего токи силой 10 А и 15 А, текущие в одном направлении, и силой 20 А, текущий в противоположном направлении.
6. Электрон, ускоренный разностью потенциалов 300 В, движется параллельно прямолинейному проводнику на расстоянии 4 мм от него. Какая сила будет действовать на электрон, если по проводнику пустить ток силой 5 А?
7. Индуктивность соленоида, намотанного в один слой на немагнитный каркас, 0,5 мГн. Длина соленоида 0,6 м, диаметр 2 см. Определить отношение числа витков соленоида к его длине.
8. Соленоид имеет длину 0,6 м и сечение 10 см2. При некоторой силе тока, протекающего по обмотке, в соленоиде создается магнитный поток 0,1 мВб. Чему равна энергия магнитного поля соленоида? Сердечник выполнен из немагнитного материала, магнитное поле во всем объеме однородно.
Вариант 4
1. По длинному прямому проводнику течет ток силой 60 А. Определить индукцию и напряженность магнитного поля в точке, удаленной от проводника на 5 см.
2. Напряженность магнитного поля в центре витка радиусом 8 см равна 20 А/м. Определить напряженность и индукцию поля на оси витка в точке, расположенной на расстоянии 6 см от его центра. Какова напряженность в центре витка, если ему придать форму квадрата, не изменяя силу тока в нем?
3. Виток радиусом 5 см находится в однородном магнитном поле напряженностью 8 103 А/м. Плоскость витка перпендикулярна линиям индукции поля. Какую работу нужно совершить, чтобы повернуть виток около его диаметра на угол 600 при силе тока в витке 5 А?
4. Соленоид индуктивностью 4 мГн содержит 600 витков. Чему равен магнитный поток, если сила тока, протекающего по обмотке, 12 А?
5. Электрон влетает в однородное магнитное поле напряженностью 1500 А/м со скоростью 720 км/с. Направление скорости составляет угол 30° с направлением поля. Определить радиус и шаг винтовой линии, по которой будет двигаться электрон в магнитном поле.
6. Виток из проволоки площадью 1 м² расположен перпендикулярно магнитному полю, индукция которого изменяется по закону В=5(1+е-t). Определить ЭДС индукции в витке как функцию времени.
7. Найти, сколько витков проволоки, вплотную прилегающих друг к другу, диаметром d=0,5 мм с изоляцией ничтожной толщины надо намотать на картонный цилиндр диаметром D=1,5 см, чтобы получить однослойную катушку индуктивностью L=10-4 Гн.
8. В катушке длиной 50 см и диаметром 2 см, имеющей 103 витков, протекает ток силой 2 мА. Определить энергию и плотность энергии магнитного поля. Сердечник немагнитный.
Вариант 5
1. Виток диаметром 20 см может вращаться около вертикальной оси, совпадающей с одним из диаметров витка. Виток установили в плоскости магнитного меридиана и пустили по нему ток 10 А. Какой вращающий момент нужно приложить к витку, чтобы держать его в начальном положении?
2. Два бесконечно длинных прямых проводника скрещены под прямым углом. По проводнику текут токи силой 100 А и 50 А. Расстояние между проводниками 20 см. Определить индукцию магнитного поля в точке, лежащей на середине общего перпендикуляра к проводникам.
3. Проволочный виток радиусом 20 см расположен в плоскости магнитного меридиана. Горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли равна 5,92 А/м. В центре витка установлен компас. Какой силы ток течет по витку, если магнитная стрелка компаса отклонена на угол 9° от плоскости магнитного меридиана?
4. В однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, движется равномерно проводник длиной 10 см. По проводнику течет ток силой 2 А. Скорость движения проводника 20 см/с и направление перпендикулярно к магнитному полю. Найти работу при перемещении проводника за время 10 с.
5. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влетел в однородное магнитное поле напряженностью 2,4*105 А/м и начал двигаться по окружности. Определить радиус окружности.
6. В средней части соленоида, содержащего 8 витков на каждый сантиметр, помещен круговой виток диаметром 4 см. Плоскость витка расположена под углом 60° к оси соленоида. Определить магнитный поток, пронизывающий виток, если по обмотке соленоида течет ток силой 1 А.
7. Индуктивность соленоида с немагнитным сердечником равна 0,16 мГн. Длина соленоида 1 м, сечение 1 см2. Сколько витков на каждый сантиметр длины содержит обмотка соленоида?
8. Скорость самолета с реактивным двигателем 950 км/ч. Найти ЭДС индукции, возникающую на концах крыльев такого самолета, если вертикальная составляющая напряженности земного магнитного поля 39,8 А/м, размах крыльев такого самолета 12,5 м.
Вариант 6
1. По двум параллельным проводам текут в противоположных направлениях токи силой I1=I2=10 A. Расстояние между проводами 30 см. Определить магнитную индукцию в точке, удаленной от первого и второго проводов соответственно на расстояния 15 см и 20 см.
2. Между полосами электромагнита создается однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. По проводу длиной 70 см, помещенному перпендикулярно к направлению магнитного поля, течет ток силой 70 А. Найти силу, действующую на проводник.
3. Прямой провод длиной 40 см, по которому течет ток силой 100 А, движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. Какую работу совершат силы, действующие на провод со стороны поля, при перемещении его на расстояние 40 см, если направление перемещения перпендикулярно линиям индукции и проводу?
4. Электрон движется в магнитном поле с индукцией 4 мТл по окружности радиусом 0,8 см. Какова кинетическая энергия электрона?
5. На прямой проводник длиной 2 м с силой тока 50 А, расположенный в однородном магнитном поле под углом в 300 к направлению линий магнитного поля, действует сила 5 Н. Найти индукцию магнитного поля и его напряженность.
6. Соленоид содержит 500 витков. При силе тока 2 А магнитный поток в соленоиде равен 4 10-3 Вб. Определить индуктивность соленоида.
7. По катушке индуктивностью 8 мкГн течет ток силой 6 А. Определить среднее значение ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре, если сила тока изменится за 5 мс до нуля.
8. Обмотка соленоида содержит 20 витков на каждый сантиметр длины. При какой силе тока объемная плотность энергии магнитного поля будет
0,1 Дж/м3.
Вариант 7
1. В однородном магнитном поле с напряженностью 8 103 А/м внесен медный проводник. Плотность тока в проводнике 3 А/мм2. С каким ускорением будет двигаться проводник, если направление тока перпендикулярно направлению магнитного поля?
2. По контуру в виде равностороннего треугольника идет ток силой 10 А. Сторона треугольна 30 см. Определить магнитную индукцию в точку пересечения высот. Для сравнения определить индукцию магнитного поля в центре кругового провода, вписанного в этот треугольник.
3. Плоский контур с силой тока 10 А свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Площадь контура 100 см2. Поддерживая ток в контуре неизменным, его повернули относительно оси, лежащей в плоскости контура, на угол 60°. Определить совершенную при этом работу.
4. Пройдя ускоряющую разность потенциалов 3*103 В, электрон влетает в однородное магнитное поле нормально линиям индукции. Индукция магнитного поля 0,01 Тл, радиус траектории 2 см. Определить удельный заряд электрона.
5. Проволочная рамка площадью 50 см2 расположена перпендикулярно магнитному полю, индукция которого изменяется по закону В=(I+е2), где В выражается теслах. Определить ЭДС, индуцируемую в контуре в момент t=0,5 с.
6. Вычислить циркуляцию вектора индукции вдоль контура, охватывающего токи силой 2 А, 4 А, 6 А, текущие в одном направлении.
7. По соленоиду течет ток силой 1,5 А. Магнитный поток, пронизывающий поперечное сечение соленоида, равен 2 10-6 Вб. Определить индуктивность соленоида, если он имеет 800 витков.
8. Обмотка соленоида содержит 20 витков на каждый сантиметр длины. При какой силе тока объемная плотность энергии магнитного поля будет 0,1 Дж/м3? Сердечник выполнен из немагнитного материала, и магнитное поле во всем объеме однородно.
Вариант 8
1. Обмотка соленоида содержит два слоя прилегающих друг к другу витков провода диаметром 0,2 мм. Определить напряженность магнитного поля на оси соленоида, если по проводу идет ток силой 0,5 А.
2. Рамка площадью 6 см2, содержащая 400 витков проволоки, находится в магнитном поле с напряженностью 1,6*105 А/м. По рамке течет ток силой 10-7 А. Определить магнитный момент рамки и вращающий момент, с направлением магнитного поля угол 600.
3. Напряженность магнитного поля в центре кругового витка радиусом 8 см равна 30 А/м. Определить напряженность поля на оси витка в точке, расположенной на расстоянии 6 см от центра витка.
4. Заряженная частица с кинетической энергией 2 кэВ движется в однородном поле по окружности радиусом4 мм. Определить силу Лоренца, действующую на частицу со стороны поля.
5. Катушка радиусом 5 см, имеющая 100 витков, находится в магнитном поле. Определить среднее значении ЭДС индукции в этой катушке, если индукция магнитного поля увеличится в течение 0,5 с от 0 до 1,5 Тл.
6. На картонный каркас длиной 0,8 м и диаметром 4 см намотан в один слой провод диаметром 0,25 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу. Вычислить индуктивность получившегося соленоида.
7. Квадратный контур со стороной 10 см, в котором течет ток силой 6 А, находится в магнитном поле с индуктивностью 8 Тл. Какую работу нужно совершить, чтобы при неизменной силе тока в контуре повернуть его на 400 ?
8. По соленоиду радиусом 20 см, содержащему 500 витков, течет ток силой 1 А. Определить объемную плотность энергии магнитного поля в центре кольца.
Вариант 9
1. По двум параллельным бесконечно длинным проводам, расположенным на расстоянии 8 см друг от друга, текут в одном направлении токи I1=I2=40 А. Определить магнитную индукции поля в точке, отстоящей от одного проводника на расстоянии 6 см и от другого на расстоянии 10 см.
2. Проволочный виток радиусом 20 см расположен в плоскости магнитного меридиана. Горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли равна 5,92 А/м. В центре витка установлен компас. Какой силы ток течет по витку, если магнитная стрелка компаса отклонена на угол 90 от плоскости магнитного меридиана?
3. Магнитная стрелка помещена в центре кругового проводника, плоскость которого расположена вертикально и составляет угол 200 с плоскостью магнитного меридиана. Радиус окружности 10 см. Определить угол, на который повернется магнитная стрелка, если по проводнику пойдет ток силой 3 А.
4. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влетел в однородное магнитное поле напряженностью 2,4 105 А/м и начал двигаться по окружности. Определить радиус окружности.
5. Магнитный поток сквозь сечение соленоида равен 50 мкВб. Длина соленоида 50 см. Найти магнитный момент соленоида, если его витки плотно прилегают друг к другу.
6. Электродвижущая сила самоиндукции, возникающая в цепи с индуктивностью 0,4 Гн, изменяется с течением времени по закону Еi=(20+8t) В. Найти, по какому закону изменяется сила тока в цепи.
7. Соленоид сечением 10 см2 содержит 103 витков. При силе тока 5 А магнитная индукция поля внутри соленоида равна 0,05 Тл. Определить индуктивность соленоида.
8. Соленоид длиной 50 см и площадью сечения 2 см2 имеет индуктивность 0,2 мкГн. При какой силе тока объемная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида будет равна 1 мДж/м3 ?
Вариант 10
1. По двум длинным параллельным проводникам, расстояние между которыми 6 см, текут токи силой 12 А. Определить индукцию и напряженность магнитного поля в точке, удаленной от каждого провода на расстоянии 6 см, если токи текут в одном направлении.
2. Плоский контур с током силой 5 А свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл. Площадь контура 200 см². Поддерживая ток в контуре неизменным, его повернули относительно оси, лежащей в плоскости контура, на угол 400. Определить совершенную при этом работу.
3. В магнитном поле с индукцией 1,2 Тл по круговой орбите радиусом 50 см движется -частица. Определить скорость и разность потенциалов, которую должна пройти а-частица, чтобы приобрести такую скорость. Заряд -частицы 3,2*10-19 Кл, масса е 6,64*10-27 кг.
4. Прямой провод длиной 40 см, по которому течет ток силой 100 А, движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. Какую совершат силы, действующие на проводник со стороны поля, при перемещении его на расстояние 40 см, если направления перемещения перпендикулярно линии индукции и проводу.
5. На длинный картонный каркас диаметром 5 см уложена однослойная обмотка из проволоки диаметром 0,2 мм. Определить магнитный поток, создаваемый таким соленоидом при силе тока 0,5 А.
6. Рамка, содержащая 200 витков, может вращаться относительно оси, лежащей в плоскости рамки. Площадь рамки 5 см². Ось рамки перпендикулярна линиям индукции однородного магнитного поля, величина которого равна 0,05 Тл. Определить максимальную ЭДС, которая индуцируется в рамке при ее
вращении с частотой 40 с-1.
7. Катушку индуктивностью 0,6 Гн подключают к источнику тока. Найти сопротивление катушки если, за время равное 3 с сила тока через катушку достигает 80% предельного значения.
8. Индуктивность катушки 0,1 мГн. При какой силе тока энергия магнитного поля равна 10-4 Дж?
Автор страницы: admin