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/м
2;
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. q
1=

Кл; q
2=

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. 2,1·10
6 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, 9·10
4 В/м; 10
4 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/м
2;
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. 296·10
7 м/с;
3.7. 2,3 кВ
; 3.8. 6,7 мкКл/м
2;
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/м
2;
3.14. 2,53·10
6 м/с;
3.15. 5,7 В/м; 10
6 м/;, 4,5·10
-19 Дж; 2,8 В;
3.16. 9,6·10
-14 Н; 1,05·10
17 м/с
2; 3,24·10
7 м/с;
3.17. 3,64·10
7 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. 
41
0;
3.25. 1,1·10
3;
3.26. 4,5·10
7 В;
3.27. 1,3·10
-26 кг;
3.29. 2,5·10
-5 Кл/м
2; 1,38·10
-5 Кл/м
2;
4.1. 8,8 нКл;
4.2. 115 В;
4.3. 531 нКл/м
2; 1,38 мкКл/м
2; 17,7 пФ; 531 нКл/м
2;
4.4 15 кВ/м; 45 кВ/м; 75 В; 225 В; 26,6 пФ; 0,8 мкКл/м
2;
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; 10
7 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/м
3;
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/м
3;
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 мм
2;
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. 1,76·10
11 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. 60
0;
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