Практикум по курсу физики (первый семестр) (стр. 10 )

Ответы к задачам по теме 10. «магнитная индукция магнитного поля проводников с током и движущихся зарядов»

№ задачи	Ответы	№ задачи	Ответы
1		6
2		7	;
3		8
4	справа от первого проводника	9
5		10

ТЕМА 11.действие электрических и магнитных полей на движущиеся заряды и проводники с током

Движение заряженных частиц в электрических полях

Частица	Заряд	Масса
Электрон	(отрицательный)
Позитрон	(положительный)
Протон	(положительный)
Альфа – частица	(положительный)

1. Определить разность потенциалов, которую должен пройти в электрическом поле электрон, имеющий скорость 1 , чтобы его скорость возросла вдвое.

2. Электрон влетел в однородное электрическое поле с напряженностью 10 со скоростью 8 перпендикулярно силовым линиям поля. Определить величину и направление его скорости через 2 нс.

3. Протон на большом расстоянии от проводника, потенциал которого равен –3 кВ, имел скорость 1 . Траектория протона заканчивается на поверхности проводника. Определить, какую скорость будет иметь протон, подлетая к проводнику.

4. Пылинка находится в равновесии в плоском конденсаторе. Ее масса равна 10-11 кг, расстояние между пластинами конденсатора 0,5 см. Пылинка освещается ультрафиолетовым светом и, теряя заряд, выходит из равновесия. Определить, какой заряд потеряла пылинка, если первоначально к конденсатору было приложено напряжение 154 В, а, затем, чтобы держать пылинку в положении равновесия, нужно увеличить напряжение на 8 В.

5. Работа (вероятно поля) по перемещению отрицательного точечного заряда к закрепленному шару, заряженному положительно, равна 12 Дж. При этом точечный заряд переместился на половину начального расстояния. Определить, какая работа совершена полем на первой половине этого пути. Радиус шара мал по сравнению с расстояниями, на которые перемещается точечный заряд.

6. Электрон, двигавшийся со скоростью 5 106 , влетает в однородное электрическое поле напряженностью по направлению силовых линий. Определить, какое расстояние пройдет электрон в этом поле до остановки и сколько времени ему для этого потребуется.

7. Два точечных заряженных тела с зарядами –q и Q и массами m и M соответственно находятся во внешнем горизонтальном однородном электрическом поле напряженностью Е. Определить, на каком расстоянии друг от друга должны быть расположены заряды, чтобы в этом поле, напряженность которого направлена вдоль прямой, проходящей через заряды, они ускорялись бы как одно целое.

8. Электрон, пройдя в электрическом поле расстояние, соответствующее разности потенциалов 100 В, влетает в плоский конденсатор параллельно его пластинам и на равном расстоянии от них. Длина каждой пластины 1 см, расстояние между ними 2 мм. Определить минимальную разность потенциалов, которую надо приложить к пластинам, чтобы электрон не вылетел из конденсатора.

Действие магнитного поля на проводники с током и движущиеся частицы.

9. Два очень длинных параллельных провода расположены в вакууме на расстоянии 40 см друг от друга. В проводнике текут токи I1=I2=5 А. Определить силу, действующую на единицу длины каждого проводника.

10. Между полюсами электромагнита создается однородное магнитное поле с индукцией 79 мТл. В поле помещают проводник длиной 70 см так, что на него действует максимальная сила. Ток в проводнике 10 А. Определить угол, на который надо повернуть проводник, чтобы сила, действующая на него, уменьшилась в два раза.

11. Пройдя ускоряющую разность потенциалов 3520 В, электрон попал в однородное магнитное поле с индукцией 0,002 Тл, перпендикулярное скорости электрона. Определить радиус окружности, по которой будет двигаться электрон.

12. Протон влетает в однородное магнитное поле под углом 300 к направлению поля и движется по спирали, радиус которой 2 см. Магнитная индукция магнитного поля равна 0,2 Тл. Определить кинетическую энергию протона.

13. Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,015 Тл со скоростью под углом к направлению вектора магнитной индукции. Определите шаг винтовой линии, по которой будет двигаться электрон.

14. В одном из ядерных экспериментов протон с энергией 1 МэВ двигается в однородном магнитном поле по круговой траектории. Определить, какой энергией должна обладать альфа–частица, чтобы двигаться в этом магнитном поле по той же траектории.

15. В магнитном поле с индукцией 100 мкТл движется электрон по спирали. Определить скорость электрона, если шаг спирали равен 20 см, а радиус 5 см.

Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях

16. Перпендикулярно магнитному полю с магнитной индукцией В=0,1 Тл возбуждено электрическое поле напряженностью Е=1. Перпендикулярно обоим полям движется, не отклоняясь от прямолинейной траектории, заряженная частица. Определить скорость частицы.

17. В пространство с электрическим и магнитным полями, направление которых совпадают, влетает протон со скоростью 6 перпендикулярно этим полям. Определить напряженность электрического поля, если индукция магнитного поля равна 0,1 Тл, а начальное ускорение протона, вызванное действием этих полей, составляет .

Ответы к задачам по теме 11«действие магнитных и электрических полей на заряды и проводников с током»

№ задачи	Ответы	№ задачи	Ответы
1		10	300
2		11
3		12
4		13
5		14	1 МэВ
6		15
7		16
8
9		18

ТЕМА 12.магнитный поток. электромагнитная индукция

1 Короткозамкнутая катушка, состоящая из 1000 витков, помещена в магнитное поле, линии индукции которого направлены вдоль оси катушки. Индукция магнитного поля меняется со скоростью 5 . Площадь поперечного сечения катушки 40 см2. Сопротивление катушки 160 Ом. Определить мощность тепловых потерь.