Рис. 48
a
l
+ + + + + + + + + + + +
+ + + +
+ + + + + + + + +
8.27. В одной плоскости с бесконечно длинным прямым током 20 А на расстоянии 1 см находятся две шины, параллельные току. По шинам поступательно перемещается проводник длиной 0,5 м. Скорость его 3 м/с постоянна и направлена вдоль шин. Найти разность потенциалов на концах проводника (рис.49).
. . . . . . . . . .
Рис. 49
-
Медный обруч массой 5 кг расположен в магнитном поле индукцией 32·10-3 Тл. Какой электрический заряд пройдет по обручу, если его повернуть на 900 в магнитном поле? В начальный момент плоскость обруча перпендикулярна вектору индукции магнитного поля. -
Виток радиусом 5 м расположен так, что плоскость его перпендикулярна вектору индукции магнитного поля. Индукция изменяется по закону
(Тл). Определить работу индуцируемого электрического поля по перемещению электронов по витку.
-
В переменном магнитном поле находится короткозамкнутая катушка сопротивлением 10 Ом и индуктивностью 0,02 Гн. При изменении магнитного потока на 10-3 Вб ток в катушке изменяется на 2·10-3 А. Какой заряд прошел по виткам катушки за это время? -
Определить направление индукционного тока в медном кольце при введении в него магнита северным полюсом. -
Внутри однородного проводящего кольца равномерно убывает магнитный момент. Какой будет разность потенциалов между двумя любыми точками кольца? -
Почему при колебаниях металлического маятника между полюсами электромагнита маятник сильно тормозит свое движение? -
Определите направление напряженности поля сторонних сил при движении проводника в постоянном магнитном поле со скоростью
(рис.50).
Рис.50
-
Почему сердечник трансформаторов собирают из тонких изолированных друг от друга листов стали?
Ответы к задачам для самостоятельного решения
1.1. 15,6 г; 1.2. 1,1·10-6 Кл; 1.5. 7,8·10-6 Кл/м2; 1.6. 9·10-5 Н, 4,5·10-5 Н; 1.7. 0,37 м; 1.8. 2·10-4 Кл; 1.9. 1,25 r; 1.10. 22,6 см; 1.11. 45,3 нКл; 1.12. 7,2·10-3 кг; 1.13. 2; 1.14. 0,9 Н; 1.15. q1=
Кл; q2=
Кл; 1.16. 9,4·10-8 Кл; 1.17. 56,4 нКл; 1.18. на расстоянии 3,5 см от большего заряда; 1.19. 204 Н; 1.20. 263 пКл; 1.21. 1,6·10-19 Кл; 1.22. в 20 см от большего заряда; 1.23. 1,4·10-10 м; 1.24. 0,9 МН; 1.25. 18,2 пКл; 1.26. 0,5·10-8 Кл; 9·10-9 Н; 1.28. 2,1·106 м/с; 1.30. 7,5·10-8 Кл; 5,8·10-3 Н; 2,9·10-3 Н;
2.1. 50,4 кВ/м; 2.2. 2 см; 2.3. 40,5 В/м; 2.4. 60 кВ/м, 0, 30 кВ/м; 2.5. 112 кВ/м; 2.6. 20,1 мкН; 2.8.3,4 Н/м; 2.9. 8,1 Н/м; 2.10. 3,12 МВ/м; 2.11. 5,1 Н/м; 2.12. 0, 9·104 В/м; 104 В/м; 2.13. 43,2 мВ/м; 2.14. 64,2 кВ/м; 2.15. 0,36 Н; 2.16. 113 В/м; 226 В/м; 2.17. 127 В/м; 2.18. 5,65 кВ/м; 9,8 кВ/м; 2.19. 17 мкПа; 2.20. 4,92 мН; 2.21. 56,5 мкН; 2.22. 1,06 мкКл/м2; 2.23.15 мкКл; 2.24. 1,78 кВ/м; 2.25. 2,5 мКл; 2.27. 2,9·10-2 Н; 1,2·10-2 Н; 2.28.1880 В/м; 0; 2.29. 1,4 МВ; 0,7 МВ;
3.1. 10-8 Кл; 3.2. 500 В; 3.3. 113 мкДж; 3.4. 16,7 см/с; 3.5. 3,7 мкКл/м; 3.6. 296·107 м/с; 3.7. 2,3 кВ; 3.8. 6,7 мкКл/м2; 3.9. 4,1·10-18 Кл; 3.10. 64 мс, 2 см; 3.11. 1,73 нКл; 3.12. 22 кВ; 3.13. 4,7 нКл/м2; 3.14. 2,53·106 м/с; 3.15. 5,7 В/м; 106 м/;, 4,5·10-19 Дж; 2,8 В; 3.16. 9,6·10-14 Н; 1,05·1017 м/с2; 3,24·107 м/с; 3.17. 3,64·107 м/с; 3.18. 1,13·10-9 Дж; 3.19. 179,2 В; 3.20. 31,2 мм; 21 мм; 3.21. 990 В/м; 3.22. 4,2 МВ; 3.23. 48 нс; 22 см; 3.24.
410; 3.25. 1,1·103; 3.26. 4,5·107 В; 3.27. 1,3·10-26 кг; 3.29. 2,5·10-5 Кл/м2; 1,38·10-5 Кл/м2;
4.1. 8,8 нКл; 4.2. 115 В; 4.3. 531 нКл/м2; 1,38 мкКл/м2; 17,7 пФ; 531 нКл/м2; 4.4 15 кВ/м; 45 кВ/м; 75 В; 225 В; 26,6 пФ; 0,8 мкКл/м2; 4.5. 1,8 кВ; 4.6. 0,33 мкФ; 4.7. 2 В; 4 В; 8 мкКл; 4.8.
4.9.2,5 мкФ; 4.10. от 22 пФ до 475,5 пФ; 4.11. от 5 пФ до 225 пФ; 4.12. 7 мм; 7 нКл; 1,55 пФ; 15,8 мкФ; 4.13. 56 кВ/м; 5 мм; 107 м/с; 692 нДж; 1,77 пФ; 4.14. 20 мкДж; 8 мкДж; 60 кВ/м; 4.15. 150 кВ/м; 20 мкДж; 50 мкДж; 4.16. 443 мкДж; 17,8 мкДж; 4.17. 443 мкДж; 11,1 мкДж; 4.18. 1,1 пФ; 750 В/м; 48 МДж/м3; 4.19. 1,1 пФ; 0; 0; 4.20. 80 мкДж; 4.21. 4 мкФ; 4.22. -2,5 Па; 4.23. 
4.24. 5 кВ/м; 4,5·10-4 Н; 18 мкДж; 1,1·10-4 Дж/м3; 4.25. 22·10-2 Дж; 4.26. С/2; 4.27. 0,25 Дж; 500 В; 4.28. Да; 4.29. 7,5 кВ; 4,5 кВ; 22,5·10-7 Кл; 4.30. 71,2·10-7 Дж; 5.1. 2 А; 1 А; 5.2. 0,11 А; 0,99 А; 0,11 В; 0,9;
5.4. 0,125 В; 7,5 Ом; 5.5. 2,7 В; 0,9 Ом; 5.6. 0,66 В; 0; 1,33 А; 5.7. 2,5 Ом; 1,5 Ом; 75 В; 12,5 В; 5.8. 0,5 Ом; 2 В; 5.9. 0,2 А; 5.10. 0,4 А; 0,1 А; 60 Ом; 5.11. 32 В; 0,4 А; 5.12. 60 Ом; 5.13. 80 Ом; 5.14. 170 В; 5.15. 193 Вт; 5.16. 78 мм2; 5.17. 18 Дж; 5.18. 83%; 17%; 5.19. 1 Ом; 3,4 В; 5.20. 6 В; 1 Ом; 5.21. 60 Вт; 5.22. 1 А; 5.23. 16 Вт; 5.24. Лампочка с меньшим сопротивлением потребляет в 1,5 раза больше; 5.25. 100 В; 5.26. 15 Кл; 5.27. 5 Ом; 5.28. 1,75 В, -1,5 В; 5.30. 42%; 6,45 Вт; 50%;
6.1. 0,56·10-15 Дж = 3,5 кэВ; 6.2. 199 А/м; 0; 183,7 А/м; 6.3. 3,3 см от т. А; 6.4. 1,8 см и 6,96 см правее т. А; 6.5. 8 А/м; 55,6 А/м; 6.6. 9,8 А; 6.7. 8 А/м; 6.8. 31,8 А/м; 6.9. 56,3 А/м; 6.10. 77,2 А/м; 6.11. 0,12 В; 6.12. 12,7 А/м; 6.13. 25,7 А/м; 6.14. 12,2 А/м; 6.15.0; 6.16. 37,7 А/м; 6.17. 62,3 А/м; 6.18. 177 А/м; 6.19.
; 6.20. 8 см; 6.21. 6,67 кА/м; 6.22. 1,25 кА/м; 6.23. 4; 6.24. 4·10-4 Н; 6.25. 
; 6.26. 0,055 Тл; 6.27. 
6.29. 1,76·1011 Кл/кг 6.30. 
;
7.1. 3,5·10-4 Н·м; 6.28. 10 А/м; 2 Н;; 7.2. 4,5·10-4 Н·м; 7.3. 2,4·10-9 Н·м; 7.4. 1,2·10-9 Н·м; 7.5. 0,5 мДж; 7.6. 0,2 Дж; 7.7. 0,04 Тл; 7.8. 5 А; 7.9. 0,01 Н·м; 7.10. 6,28 мкН·м; 7.11. 600; 7.12. Ф = 1,6·10-8cos 4πt Вб; 1,6·10-8 Вб; 7.13. 10-4 Тл; 7.14. 9,1·10-31 кг; 7.15. 12 мм; 7.16. 1,8 Тл.17. 0,25 Тл; 7.18. 2,36·10-3 Дж; 7.19. 0,05 Дж; 7.20. 0,63 Дж; 7.21. 10 мДж; 7.22. 106 мГн; 7.23. 2,5 Дж; 7.24. 0,05 Гн; 3,6 Дж; 1,6 Дж; 7.25. уменьшается в 2 раза; 7.26. 375 мДж; 7.27. 204,5
·10-8 Дж; 7.28. 0,6 Гн; 7.29. 5·10-4 Гн; 7.30. 7,98·10-4 Вб;
8.1. 78,5 В; 8.2. 1 В; 8.3. 3,14 В; 8.4. 0,09 В; 8.5.250 мВ; 8.6. 25 мкВб; 7085 мкВ; 2,5 А; 8.8.
8.9. 400 В; 8.10. 3,55·10-6 Вб; 8.11. 380; 8.12. 1 А; 8.13. 500; 8.14. 0,2 А; 8.15. 10 см; 8.16. 4 В; 8.17. 20 мВ; 8.18. 0,46 В; 8.19. 2,5 мКл; 8.20. 2,5 Гн; 8.21. 3 кВ; 8.22. 12,8 В; 2·10-2 Дж; 8.23. 0,8 В; 8.24. 2,95·10-3 Вт; 8.25. 5·10-10 Кл; 8.26. 4,7·10-3 В; 8.27. 4,7·10-5 В; 8.28. 0,053 Кл; 8.29. 3,925 эВ; 8.30. 94·10-9 Кл.
Приложения
Приложение 1
Основные единицы измерения электрических и магнитных величин
|
Величина |
Обозначение |
Единица измерения |
Название единицы измерения |
|
Заряд |
q |
Кл |
Кулон |
|
Напряженность электрического поля |
|
|
Вольт на метр |
|
Вектор электрической индукции |
|
|
Кулон на метр в квадрате |
|
Потенциал электрического поля |
|
В |
Вольт |
|
Напряжение |
U |
В |
Вольт |
|
Электроемкость |
С |
Ф |
Фарад |
|
Энергия электрического поля |
W |
Дж |
Джоуль |
|
Электрический ток |
I |
А |
Ампер |
|
Сопротивление проводника |
R |
Ом |
Ом |
|
Вектор магнитной индукции |
|
Тл |
Тесла |
|
Вектор напряженности магнитного поля |
|
|
Ампер на метр |
|
Магнитный поток |
|
Вб |
Вебер |
|
Индуктивность |
L |
Гн |
Генри |
|
|
|
|
|
Приложение 2
Некоторые физические постоянные
|
Заряд элементарный |
e=1,60219117·10 -19 Кл |
|
Масса покоя нейтрона |
mn = 1,674920·10 -27 Кг |
|
Масса покоя протона |
mp = 1,672614·10 -27 Кг |
|
Масса покоя электрона |
me = 9,109558·10 -31 Кг |
|
Диэлектрическая проницаемость в вакууме |
ε0 = 8,85∙10-12 Кл2/Н∙м |
|
Магнитная постоянная |
μ = 4π∙10-7 Гн/м∙ |
|
Заряд  - частицы
|
|
|
Масса - частицы
|
|
|
Скорость света в вакууме |
|
Приложение 3
Множители для образования десятичных кратных и дольных единиц
Наименование |
Множитель |
Русское обозначение |
Международное обозначение |
|
экса |
1018 |
Э |
Е |
|
гета |
1015 |
П |
Р |
|
тера |
1012 |
Т |
Т |
|
гига |
109 |
Г |
G |
|
мега |
106 |
М |
М |
|
кило |
103 |
к |
К |
|
гекто |
102 |
г |
H |
|
дека |
10 |
да |
Dа |
|
деци |
10-1 |
д |
D |
|
санти |
10-2 |
с |
С |
|
милли |
10-3 |
м |
M |
|
микро |
10-6 |
мк |
|
|
нано |
10-9 |
Н |
N |
|
пико |
10-12 |
П |
P |
|
фемто |
10-15 |
Ф |
F |
Приложение 4
График зависимости индукции В от напряженности Н магнитного поля для некоторого сорта железа
Приложение 5
Диэлектрическая проницаемость диэлектриков
(безразмерная величина)
|
Воск |
7,8 |
Парафин |
2 |
Эбонит |
2,6 |
|
Вода |
81 |
Слюда |
6 |
Парафинир. Бумага |
2 |
|
Керосин |
2 |
Стекло |
6 |
|
|
|
Масло |
5 |
Фарфор |
6 |
|
|
Приложение 6
Удельное сопротивление проводников (при 0°С), мкОм-м
|
Алюминий |
0,025 |
Нихром |
1,00 |
|
Графит |
0,039 |
Ртуть |
0,94 |
|
Железо |
0,087 |
Свинец |
0,22 |
|
Медь |
0,017 |
Сталь |
0,10 |
<предыдущая страница