Ответы к задачам по физике Электромагнетизм 10 вариантов

Электромагнетизм
 
Вариант № 1.
 

1. Какие электроны отклоняются на бóльший угол одним и тем же магнитным полем:  более  быстрые  (1) или более медленные (2)?  Если более быстрые электроны, то в ответе запишите цифру 1, если более медленные  - цифру 2.  Ответ обосновать.
2. Магнитный поток внутри контура, площадь поперечного сечения которого    60 см2  равен  0,3 мВб.  Найдите индукцию магнитного поля внутри контура. Поле считать однородным. Результат представьте в единицах СИ.
    
3. На заряд 1 Кл, движущийся со скоростью 1 м/с  в магнитном поле, действует сила  10 Н.  Заряд движется под углом  30о к направлению индукции магнитного поля. Чему равна индукция этого поля?  Результат представьте в единицах СИ.
    
4. В некоторой области пространства созданы постоянное магнитное и электрическое поля (В = 0,3 Тл, Е = 300 кВ/м). Перпендикулярно обоим полям движется протон, не отклоняясь от прямолинейной траектории. Найдите скорость его движения. Результат представьте в мегаметрах за секунду (1 Мм/с = 106 м/с).
    
5. В однородном магнитном поле с индукцией  0,1 Тл  расположен проволочный виток так, что его плоскость перпендикулярна магнитному полю. Площадь, охватываемая контуром витка, равна  100 см2.  Виток замкнут на гальванометр. При повороте витка на  90о  через гальванометр проходит заряд, равный  10-3 Кл.  Найдите сопротивление витка. Результат представьте в единицах СИ. 

Вариант № 2.
 

1. Укажите направление вектора магнитной индукции для случая взаимодействия магнитного поля с током, представленном на рисунке. Вектор и проводник с током находятся в плоскости листа.  Ответ обосновать
2. Магнитный поток 40 мВб  пронизывает контур. Определите среднее значение величины ЭДС индукции, которая возникает в контуре, если магнитный поток изменяется до нуля за время 210-3 с. Результат представьте в единицах СИ.
3. По катушке, индуктивность которой  0,03 мГн,  течет ток силой   0,6 А.  При выключении тока он изменяется практически до нуля за время 120 мкс. Определите среднее значение величины ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре. Результат представьте в единицах СИ.
4. Проволочное кольцо радиусом  0,1 м  лежит на столе. Какая величина заряда протечет по кольцу, если его повернуть с одной стороны на другую? Сопротивление кольца 1 Ом, вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли 510-5 Тл. Принять  = 3,14. Результат представьте в микрокулонах (1 мкКл = 10-6 Кл).
5. Алюминиевое кольцо расположено в однородном магнитном поле так, что его плоскость перпендикулярна вектору индукции магнитного поля. Диаметр кольца  25 см.  Толщина провода  2 мм.  Определите скорость изменения индукции магнитного поля со временем, если при этом в кольце возникает индукционный ток  12 А.  Удельное сопротивление алюминия  2,810-8 Омм.  Результат представьте в единицах СИ и округлите до сотых.

Вариант № 3.

1. В каком направлении (1, 2, 3 или 4) действует сила Ампера на проводник с током, помещенный в магнитное поле постоянного магнита. Ответ обосновать. 
2. Чему равна ЭДС индукции, возбуждаемая в контуре, если скорость изменения магнитного потока, пронизывающего контур, равна 0,03 Вб/с?  Результат представьте в единицах СИ. 
3. По катушке, индуктивность которой  0,03 мГн,  течет ток силой   0,6 А.  При выключении тока он изменяется практически до нуля за время 120 мкс. Определите среднее значение величины ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре. Результат представьте в единицах СИ.
4. По катушке, сопротивлением 5 Ом и индуктивностью 50 мГн,  проходит ток силой 17 А.  Каким будет в начальный момент напряжение на концах катушки, если сила тока начнет возрастать со скоростью 100 А/с?  Результат представьте в единицах СИ.
5. В однородное магнитное поле с индукцией В, направленной горизонтально, внесена конструкция, представленная на рисунке. Плоскость конструкции перпендикулярна силовым линиям магнитного поля. Перемычка АD свободно скользит без нарушения контакта. Определите индукцию В, если перемычка достигла максимальной скорости 1 м/с. Плотность вещества перемычки 8800 кг/м3, удельное сопротивление  1,7510-8 Ом м. Принять g = 10 м/с2. Результат представьте в миллитеслах (1 мТл = 10-3 Тл) и округлите до целого числа.

 
Вариант № 4.
 

1. Во сколько раз увеличится радиус траектории движения заряженной частицы, движущейся в однородном магнитном поле перпендикулярно вектору индукции ,  при увеличении энергии частицы в  4 раза?  Масса частицы не меняется.     
2. Определите ЭДС индукции, возникающей в контуре, если магнитный поток, пронизывающий контур, за время   0,01 с   равномерно убывает от  0,5 до 0,4 Вб. Результат представьте в единицах СИ.
    
3. Определите индуктивность катушки,  если при токе  3 А   магнитное поле обладает энергией  0,675 Дж. Результат представьте в единицах СИ.
    
4. По орбите радиуса  108 м  вокруг протона вращается электрон с линейной скоростью  2,5107 м/с.  Систему поместили в слабое магнитное поле, направленное вдоль оси вращения. При этом линейная скорость, вращающегося вокруг протона электрона, стала равной  5107 м/с. На какую величину  изменится частота обращения электрона по этой орбите? Ответ представьте в единицах СИ.
5. Квадратная рамка из медной проволоки, площадь которой  25 см2, помещена в однородное магнитное поле с индукцией  0,1 Тл. Нормаль к плоскости рамки параллельна вектору индукции магнитного поля. Площадь сечения проволоки рамки  1 мм2.  Какой заряд пройдет по рамке после выключения поля?  Удельное сопротивление меди  1,710-8 Омм.  Результат представьте в единицах СИ и округлите до тысячных.

Вариант № 5.
 

1. Будет ли возникать индукционный ток в рамке, находящейся в однородном магнитном поле, если ее перемещать поступательно, как показано на рисунке? Ответ обосновать.
2. Определите индуктивность катушки, в которой возникает ЭДС самоиндукции  0,5 В,  если за время  0,04 с  сила тока уменьшилась на  0,2 А.  Результат представьте в единицах СИ и округлите до десятых.
    
3. Какую работу совершает однородное магнитное поле с индукцией 2 Тл при перемещении проводника длиной 0,2 м, по которому течет ток 5 А, на расстояние 3 м, если проводник расположен под углом 300 к направлению поля? Ответ представьте в единицах СИ.
    
4. В однородном магнитном поле с индукцией 60 Тл находится рамка с размерами  5×8 см2. Сначала рамка располагается перпендикулярно к линиям индукции, затем ее повернули на 1/8 оборота. Чему равно изменение магнитного потока, пронизывающего контур? Результат представьте в единицах СИ и округлите до сотых.
    
5. Заряженная частица влетает в однородное магнитное поле под углом 450 к линиям индукции и движется по спирали. Определите радиус спирали, если частица смещается за один оборот вдоль линий индукции поля на 6,28 см. Ответ представьте в сантиметрах и округлите до целого числа.

Вариант № 6.
 

1. Проволочная рамка вращается в однородном магнитном поле вокруг оси  OY,  параллельной вектору магнитной индукции однородного магнитного поля . Будет ли в нем возникать индукционный ток? Ответ обосновать.
2. Если сила тока, проходящего в соленоиде, изменяется на  50 А  в секунду, то на концах соленоида возникает среднее значение ЭДС самоиндукции, равное  0,08 В.  Найдите индуктивность   соленоида. Результат представьте в  миллигенри (1 мГн = 10-3 Гн) и округлите до десятых.
    
3. Квадратная рамка со стороной 5 см, имеющая 10 витков, находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Плоскость рамки параллельна направлению индукции магнитного поля. Определите вращающий момент сил, действующих на рамку, если ток в рамке равен 4 А. Ответ представьте в единицах СИ.
    
4. Протон, ускоренный разностью потенциалов 0,5 кВ, влетая в однородное магнитное поле с индукцией 2 мТл, движется по окружности. Определите радиус этой окружности. Масса протона 1,6710-27 кг,  заряд протона 1,610-19 Кл.  Результат представьте в единицах СИ и округлите до десятых.
5. По двум направляющим параллельным проводникам, расстояние между которыми 15 см,  движется с постоянной скоростью  0,6 мс  перемычка перпендикулярно магнитному полю с индукцией 1 Тл.  В замкнутую цепь включен резистор сопротивлением 2 Ом. Определите силу индукционного тока в цепи. Ответ представьте в миллиамперах и округлите до целого числа.

Вариант № 7.

1. Укажите направление (1 или 2) индукционного тока в контуре. 
    
2. Индуктивность катушки (без сердечника)  0,1 мГн.  При какой силе тока энергия магнитного поля соленоида  100 мкДж? Результат представьте в единицах СИ и округлите до десятых.
    
3. Какую работу совершает однородное магнитное поле с индукцией 0,015 Тл  при перемещении на расстояние  0,2 м  проводника длиной  2 м,  по которому течет ток  10 А,  если перемещение происходит вдоль направления действующей на него силы? Проводник расположен под углом  30о  к направлению поля. Результат представьте в единицах СИ. 
    
4. При увеличении силы тока, проходящего через катушку индуктивностью  0,5 Гн,   в  2 раза  энергия магнитного поля возросла на  3 Дж. Найдите начальное значение энергии поля. Результат представьте в единицах СИ.
5. Заряд движется прямолинейно в вакууме со скоростью 105 мс во взаимно-перпендикулярных магнитном и электрическом полях. Каково должно быть отношение напряженностей этих полей, чтобы имело место такое движение? Принять  о = 410-7 Гн/м. Ответ округлите до целого числа.

 

Вариант № 8.

1. По проводнику длиной  45 см  протекает ток силой  20 А.  Чему равна индукция магнитного поля, в которое помещен проводник, если поле и ток взаимно перпендикулярны, а сила, действующая на проводник с током, равна  910-3 Н?  Результат представьте в единицах СИ и округлите до тысячных.
2. Найдите энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 0,5 Вб. Ответ представьте в единицах СИ.
3. Протон, ускоренный разностью потенциалов 0,5 кВ, влетая в однородное магнитное поле с индукцией 2 мТл, движется по окружности. Определите радиус этой окружности. Масса протона 1,6710-27 кг,  заряд протона 1,610-19 Кл.  Результат представьте в единицах СИ и округлите до десятых.
4. По прямому горизонтальному проводнику сечением 0,2 мм2  течет ток 10 А.  Проводник находится в магнитном поле с индукцией 1 мТл.  Силовые линии магнитного поля имеют такое направление, что сила Ампера уравновешивает силу тяжести. Определите плотность  вещества, из которого изготовлен проводник. Принять  g = 10 м/с2.  Результат представьте в единицах СИ.
    
5. В однородном магнитном поле с индукцией равной  0,05 Тл   вращается стержень длиной 1 м  с постоянной угловой скоростью 20 радс. Ось вращения проходит через конец стержня параллельно линиям индукции магнитного поля перпендикулярно к стержню. Определите разность потенциалов, возникающую на концах стержня. Ответ представьте в единицах СИ.

 
Вариант № 9.
 

1. Определите индукцию магнитного поля, если на прямоугольную рамку с током, состоящую из  100  витков, действует максимальный вращающий момент  310-3 Нм.  Размер рамки  20×30 мм2,  сила тока в ней  5 А. Результат представьте в единицах СИ.
    
2. Максимальный вращающий момент, действующий на рамку площадью                    1 см2, находящуюся в магнитном поле, равен 210-6 Нм. Сила тока, текущая в рамке,  0,5 А.  Определите индукцию магнитного поля. Результат представьте в единицах СИ. 
    
3. Найдите отношение радиусов траекторий двух протонов с кинетическими энергиями     8 кэВ  и  2 кэВ  (1 кэВ = 1,610-16 Дж),  если однородное магнитное поле перпендикулярно их скорости.  
4. Проводящая перемычка  AD  длиной  1 м  скользит в однородном магнитном поле с индукцией  10 Тл  по проводящим рельсам, замкнутым на резистор сопротивлением  1 Ом.  Какую силу   нужно приложить к перемычке, чтобы двигать ее с постоянной скоростью    = 1 м/с? Результат представьте в единицах СИ. 
5. В однородном магнитном поле с индукцией  0,1 Тл  расположен плоский проволочный виток так, что его плоскость перпендикулярна к линиям индукции. Виток замкнут на гальванометр. Полный заряд, протекающий через гальванометр при повороте витка 7,510-3 Кл. На какой угол повернули виток? Площадь витка 103 см2, сопротивление витка 2 Ом. Ответ представьте в градусах и округлите до целого числа.

Вариант № 10.

1. Электрон и протон ускоряются в одном и том же электрическом поле. Считая их начальные скорости равными нулю, определите отношения ускорений электрона и протона в том поле. Масса протона 1,671027 кг,  масса электрона 9,11031 кг.  Результат округлите до целого числа.
    
2. Скорость изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную замкнутым контуром, равна 10 Вб/с. Определите заряд на конденсаторе емкостью 1 мкФ,  который включен в этот контур. Результат представьте в единицах СИ.  
    
3. Две заряженные частицы, заряды которых равны, а масса первой в  4 раза больше массы второй, в однородном магнитном поле вращаются по окружности одного и того же радиуса. Во сколько раз кинетическая энергия второй частицы больше, чем у первой? 
4. Рамка вращается в однородном магнитном поле и содержит  100 витков медного провода сечением 0,5 мм2. Длина одного витка  0,4 м.  Определите величину действующего тока в проводнике сопротивлением  5,64 Ом,  присоединенном к концам рамки. Максимальная ЭДС, возникающая в рамке, равна  2 В.  Удельное сопротивление меди  1,710-8 Омм. Результат представьте в единицах СИ и округлите до десятых.
5. По двум направляющим параллельным проводникам, расстояние между которыми 15 см,  движется с постоянной скоростью  0,6 мс  перемычка перпендикулярно магнитному полю с индукцией 1 Тл.   В замкнутую цепь включен резистор сопротивлением 2 Ом. Определите количество теплоты, выделенной в резисторе в течение 2 с. Ответ представьте в миллиджоулях и округлите до целого числа.

    

   Вопросы Вариант №	1	2	3	4	5
   1	2	0,05	20	1	1
   2	-	20	0,15	3,14	1,71
   3	4	0,03	0,15	80	39
   4	2	10	0,15	2,5·1015	0,074
   5	нет	0,1	3	0,07	1
   6	нет	1,6	0,01	1,6	45
   7	2	1,4	0,03	1	8
   8	0,001	2,5	1,6	5000	0,5
   9	0,01	0,04	2	100	120
   10	1835	10-5	4	0,2	8

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5