Электростатика, постоянный электрический ток, магнетизм сборник заданий по физике (стр. 23 )

Размерность:

Вычисление:

Ответ:

8. Уравнение плоской электромагнитной волны, распространяющейся в среде с магнитной проницаемостью равной 1, имеет вид . Определите диэлектрическую проницаемость среды и длину волны.

Дано:

,

_______________________________________

Решение:

Общее уравнение плоской монохроматической волны имеет вид:

,

где амплитудное значение напряженности электрического поля волны, циклическая частота, волновое число, фазовая скорость волны в среде.

По условию

Фазовая скорость волны в среде связана с фазовой скоростью волны в вакууме соотношением:

Размерность:

Вычисление:

Ответ: диэлектрическая проницаемость длина волны .

9. При разрядке цилиндрического конденсатора длиной 5 см. и внешним радиусом 0,5 см. в подводящих проводах течет ток проводимости 0,1 мкА. Определить плотность тока смещения в диэлектрике между обкладками конденсатора.

Дано:                Решение:

               Пусть заряд конденсатора – .

___________________________                Воспользуемся теоремой

               Остроградского-Гаусса,

для вектора электрического смещения: .

По условию поток вектора электрического смещения пронизывает боковую поверхность конденсатора и направлен нормально к ней, т. е.

Плотность тока смещения определяется выражением:

т. к. сила тока проводимости по определению .

Размерность:

Вычисление:

Ответ:

3.4. Качественные задачи

3.4.1. Определите направление вектора индукции магнитного поля, созданного элементом тока в точке А.

3.4.2. Определите направление результирующего вектора индукции магнитного поля, созданного в точке , двумя бесконечно длинными прямыми проводниками, при следующих соотношениях между силами токов, текущих по проводникам а); б); в);

3.4.3. Единица измерения вектора магнитной индукции называется ТЕСЛА. Определите её размерность.

3.4.4. Определите полюсы, образующиеся на концах электромагнита, показанного на рисунке.

3.4.5. Почему показание механических часов будут неверными, если к ним поднести несколько раз магнит?

3.4.6. Контур с током, направленным по часовой стрелке расположен в неоднородном магнитном поле. Направление тока в контуре указано на рисунке. Линии индукции симметричны относительно нормали к плоскости витка, проведенной через цент контура. Как будет двигаться контур?

3.4.7. Определите направление тока и полюсы у источника постоянного тока, если магнитная стрелка, поднесенная к проводнику, отклоняется, как показано на рисунке

3.4.8. Кольцо из сверхпроводника, по которому течет ток, изгибают в виде восьмерки и складывают вдвое. Изменится ли циркуляция магнитного поля в центре нового кольца?

3.4.9. Чему равна циркуляция вектора по контуру в случаях, указанных на рисунках.

а)

б)

3.4.10. Виток гибкого проводника при пропускании тока по нему, стремится принять форму окружности. Почему?

3.4.11. Имея вольтметр постоянного тока и магнитную стрелку на острие, можно определить, в какой стороне двухпроводной линии постоянного тока находится источник. Как это сделать?

3.4.12. Что произойдет с постоянным полосовым магнитом, если в соленоиде ток направлен, как показано на рисунке?

3.4.13. Как и почему будет двигаться виток с током относительно соленоида при указанных направлениях токов?

3.4.14. Каким должно быть расположение полюсов магнита, чтобы маленькая рамка с током поворачивалась по часовой стрелке? На какой угол она повернется?

3.4.15. Магнитное поле создается круговым витком с током и бесконечным прямым проводником с током (рис.). Определите, в каком случае величина индукции магнитного поля в центре витка максимальна, в каком – минимальна.

3.4.16. Электрон пролетает со скоростью вдоль проводника с током . Определите направление силы Лоренца, действующей на электрон в магнитном поле прямого тока.

3.4.17. Электрон пролетает вблизи плоского конденсатора, величина заряда, на обкладках которого возрастает под действием внешнего источника. Покажите направление силы, действующей на электрон со стороны внешнего поля конденсатора.

3.4.18. Будет ли возникать сила Лоренца, действующая на электрон, который движется, так как показано на рисунках а), б).

3.4.19. Будет ли возникать ЭДС индукции в проводниках, которые движутся, так как показано на рисунках?

3.4.20. Определите направление ЭДС индукции в проводниках, находящихся в однородных магнитных полях, изображенных на рисунке.

3.4.21. Прямоугольная рамка, двигаясь поступательно, равномерно: а) входит в однородное магнитное поле, б) движется в нем, в) выходит за границу поля. Нормаль к плоскости рамки направлена вдоль линий индукции. В каком случае в проводнике возникает ЭДС индукции? Почему?

3.4.22. Прямоугольная рамка вращается в однородном магнитном поле так, что ось вращения совпадает с направлением линий индукций. Возникает ли при этом ЭДС индукции? Ответ обоснуйте.