Электростатика, постоянный электрический ток, магнетизм сборник заданий по физике (стр. 24 )

3.4.23. К медному кольцу, подвешенному в вертикальной плоскости, подносят по очереди два стальных стержня. В одном случае кольцо отталкивается от стержня. Почему?

3.4.24. Прямой постоянный магнит падает сквозь медный цилиндр. Можно ли считать, что движение происходит с ускорением свободного падения?

3.4.25. Проводник, сложенный вдвое, перемещается в однородном магнитном поле, пересекая линии индукции. Возникнет ли в проводнике ЭДС индукции? Что покажет гальванометр, если к нему присоединить концы движущегося проводника?

3.4.26. Почему при размыкании цепи, в которую включена катушка с сердечником, сильно искрит рубильник? Как устранить образование искр?

3.4.27. Кольцевой виток с током находится в переменном магнитном поле, индукция которого , перпендикулярна плоскости витка. Виток превратили в восьмерку, составленную из двух равных колец, не выводящие провод витка за пределы плоскости. Во сколько раз изменится амплитуда тока в витке?

3.4.28. По графикам зависимости ЭДС индукции от времени, которая возникает в контуре, постройте зависимость магнитного потока от времени .

3.4.29. По графикам зависимости магнитного потока , пронизывающего контур, от времени , постройте зависимость ЭДС индукции от времени.

3.4.30. Прямоугольная проводящая рамка удаляется от прямолинейного проводника с током в перпендикулярном к нему направлению.

Определите направление индукционного тока, возникающего в прямоугольной рамке.

3.4.31. К катушке с противоположных сторон начинают приближаться два одинаковых постоянных полосовых магнита (полярность указана на рисунке)

Будет ли в катушке возникать индукционный ток? Если индукционный ток возникает, то определите его направление.

3.4.32. Прямоугольный контур замкнули на источник тока, ЭДС которого и поместили в магнитное поле. Определите характер движения рамки в магнитном поле?

3.4.33. По оси кругового контура с током проходит бесконечно длинный прямой проводник с током. Как действует магнитное поле, создаваемое током в прямолинейном проводнике, на круговой контур?

3.4.34. Почему при замыкании полюсов подковообразного магнита, стрелка гальванометра отклоняется?

3.4.35. Какой факт выражен уравнением ? Выберите правильный ответ:

1) магнитные поля создаваемые токами проводимости и смещения, являются потенциальными;

2) источником магнитного поля, являются движущиеся заряды и изменяющиеся со временем электрические поля;

3) существуют магнитные заряды, являющиеся источником магнитного поля.

3.4.36. Какой факт выражен уравнением ? Выберите правильный ответ:

1) магнитное поле всегда потенциально;

2) существует фундаментальная частица – монополь Дирака, являющийся элементарным магнитным зарядом;

3) силовые линии магнитного поля всегда замкнуты, т. е. магнитное поле не имеет источников и стоков.

3.4.37. Какой факт выражен уравнением ? Выберите правильный ответ:

1) силовые линии электрического поля всегда замкнуты, т. е. магнитное поле не имеет источников и стоков;

2) источником векторных линий электрического смещения являются связанные электрические заряды в диэлектрической среде;

3) источником электрического поля являются свободные и связанные электрические заряды.

3.4.38. Какой факт выражен уравнением ? Выберите правильный ответ:

1) источником электрического поля являются только покоящиеся электрические заряды;

2) источником вихревого электрического поля является переменное во времени магнитное поле;

3) источником вихревого магнитного поля является переменное во времени электрическое поле – ток смещения.

3.4.39. Как связаны между собой фазы колебаний векторов и в плоской, бегущей электромагнитной волне? Выберите правильный ответ:

1) совпадают;

2) сдвинуты на угол ;

3) сдвинуты на угол ;

4) сдвинуты на угол .

3.4.40. Закон сохранения электрического заряда может быть выражен в виде уравнения неразрывности в интегральной форме , где вектор плотности тока проводимости, объемная плотность электрического заряда в объеме пространства, ограниченного поверхностью . Докажите, что это уравнение является следствием системы уравнений Максвелла. Запишите уравнение неразрывности в дифференциальной форме.

3.5. Задачи для контрольных работ

Магнитное поле постоянного тока

3.5.1. По двум длинным прямолинейным проводникам текут в противоположных направлениях токи 20 и 30 А. Расстояние между проводниками 10 см. Определите напряженность магнитного поля в точке, расположенной на прямой линии, соединяющей проводники и отстоящей на 3 см от первого проводника.

3.5.2 Из проволоки длиной 1 м сделана квадратная рамка. По ней течет ток силой 10 А. Определите напряженность магнитного поля в центре рамки.

3.5.3 По двум прямолинейным проводникам, находящимся на расстоянии 10 см друг от друга в вакууме, текут соответственно токи 3 А  и 2 А. Определите точки пространства, окружающего проводники, в которых магнитное  поле отсутствует при одинаковом направлении токов.

3.5.4. Из проволоки длиной 3 м сделана рамка, в виде равностороннего треугольника. По ней течет ток 5 А. Определите напряженность магнитного поля в точке пересечения биссектрис этой треугольной рамки.

3.5.5. Определите напряженность магнитного поля в центре симметрии проволочного контура, представляющего собой правильный шестиугольник со стороной 1 м, если по нему течет ток силой 1 А.

3.5.6. Определите напряженность магнитного поля в центре полукольца, соединенного своими концами с двумя  полу бесконечными параллельными проводниками. Расстояние между проводниками равняется 1 м и по ним течет ток силой 1 А. Все проводники лежат в одной плоскости.

3.5.7. Определите напряженность магнитного поля на расстоянии 1 м от бесконечно прямого  провода, по которому течет  ток силой 1 А.

3.5.8. По каждому из двух соосных колец радиусом R = 10 см, находящихся на расстоянии 20 см  друг от друга, в одном и том же направлении течет ток силой 1 А. Определите напряженность магнитного поля на оси колец в точке, находящейся на равном расстоянии от каждого из них.

3.5.9. Напряженность магнитного поля в центре кругового витка с током  1000 А/м. Радиус витка равен 3 см. Определите напряженность магнитного поля на оси витка в точке, удаленной на  расстоянии 4 см от его плоскости.

3.5.10. Бесконечно длинный провод образует круговой виток, касательный к проводу. По проводнику течет ток силой 5 А. Радиус витка 20 см. Определите напряженность поля в центре образованного кольца.

3.5.11. По проволочной рамке, имеющей форму правильного шестиугольника, течет ток силой  2 А. Напряженность магнитного поля в центре рамки  Н = 33 А/м. Определите длину  проволоки, из которой сделана рамка.

3.5.12. Бесконечно длинный провод образует круговой виток, касательный к проводу. По проводу течет ток Определите радиус  витка, если напряженность магнитного поля в центре витка .

3.5.13. К тонкому однородному проволочному кольцу, радиуса , подводят ток . Подводящие провода, расположенные радиально, делят кольцо на две дуги, длины которых l1 и l2 (рис.). Определите индукцию магнитного поля в центре кольца.

3.5.14. По трем бесконечно длинным прямым проводникам, расположенным в одной плоскости параллельно друг другу на расстоянии 5 см, текут токи I1=I2 и I3=-(I1-I2). Определите положение прямой, на которой напряженность поля, создаваемая токами, равна нулю.