Электростатика, постоянный электрический ток, магнетизм сборник заданий по физике (стр. 30 )

3.5.170. Для измерения магнитной проницаемости железа из него был изготовлен тороид длиной 50 см и площадью поперечного сечения 4 см2. Одна из обмоток тороида имела N1 = 500 витков и была присоединена к источнику тока, другая имела N2 = 1000 витков и была присоединена к гальванометру. Определите магнитную проницаемость железа, если при переключении в первичной обмотке направления тока силой 1 А на противоположное через гальванометр прошел  электрический заряд  q = 0,06 Кл. Сопротивление вторичной обмотки 20 Ом.

3.5.171. Определите магнитную индукцию в замкнутом железном сердечнике тороида длиной 20,9 см, если число ампер-витков обмотки тороида 150. Какова магнитная проницаемость материала сердечника при этих условиях? Зависимость приведена на рисунке.

3.5.172. Обмотка соленоида содержит n = 10 витков на каждый сантиметр длины. При какой силе тока объемная плотность энергии магнитного поля будет равна 1 Дж/м3? Сердечник выполнен из немагнитного материала. Магнитное поле во всем объеме однородно.

3.5.173. Соленоид имеет длину l = 1 м и сечение S = 20 см2. При некоторой силе тока в нем создается магнитный поток Ф = 80 мкВб. Определите энергию W магнитного поля соленоида? Сердечник выполнен из немагнитного материала и магнитное поле во всем объеме однородно.

3.5.174. Обмотка тороида имеет n = 8 витков на каждый сантиметр длины (по средней линии тороида). Вычислите объемную плотность энергии  магнитного поля при силе тока I = 20 А. Сердечник выполнен из немагнитного материала. Магнитное поле во всем объеме однородно.

3.5.175. Обмотка соленоида с железным сердечником содержит N = 500 витков. Длина сердечника l = 50 см. Как и во сколько раз изменится индуктивность L соленоида, если сила тока, протекающего по обмотке, возрастет от I1 = 0,1 А до I2 = 1 А? Для решения задачи используйте график зависимости В от Н, приведенный на рисунке.

Зависимость магнитной индукции от напряженности

внешнего поля для железа, стали чугуна

3.5.176. Магнитный поток соленоида сечением S = 10 см2 равен  10 мкВб. Определите объемную плотность  энергии магнитного поля соленоида. Сердечник выполнен из немагнитного материала. Магнитное поле во всем объеме однородно.

3.5.177. Тороид диаметром D = 40 см (по средней линии)  и площадью сечения
S = 10 см2 содержит N = 1200 витков. Вычислите энергию магнитного поля тороида при силе тока I = 10 А. Сердечник выполнен из немагнитного материала. Магнитное поле во всем объеме однородно.

3.5.178. Соленоид имеет полностью размагниченный стальной  сердечник объемом V = 200 см3. Напряженность Н магнитного поля соленоида при силе тока I = 0,5 А равна 700 А/м. Определите индуктивность L соленоида.

3.5.179. Соленоид содержит N = 800 витков. При силе тока I = 1 А магнитный поток через один виток 0,1 мВб. Определите энергию W магнитного поля соленоида. Сердечник выполнен из немагнитного материала. Магнитное поле во всем объеме однородно.

3.5.180. Определите плотность  энергии магнитного поля в центре кольцевого проводника, имеющего радиус R = 25 см и содержащего N = 100 витков. Сила тока в проводнике I = 2 А.

3.5.181. При какой силе тока в прямолинейном бесконечно длинном проводнике плотность энергии  магнитного поля на расстоянии r = 1 см от проводника равна 0,1 Дж/м3?

3.5.182. Соленоид содержит N = 800 витков. При силе тока  I = 6 А в обмотке соленоида магнитный поток пронизывающий его витки Ф = 30 мкВб. Определите индуктивность L соленоида.

3.5.183. Соленоид сечением S = 6 см2 содержит N = 1500 витков. Индукция В магнитного поля внутри соленоида при силе тока I = 4 А равна 0,08 Тл. Определите индуктивность L соленоида.

3.5.184. Источник тока замкнули на катушку с сопротивлением = 20 Ом и индуктивностью L = 0,4 Гн. Через какое время сила тока в цепи достигнет 95% от максимального значения?

3.5.185. По замкнутой цепи с сопротивлением = 23 Ом течет ток. Через 10 мс после выключения ЭДС сила тока в ней уменьшилась в 10 раз. Определите индуктивность цепи.

3.5.186. Источник тока замкнули на катушку сопротивлением R = 10 Ом. По истечении времени t = 0,23 с сила тока в цепи I  достигла величины равной 0,9  от предельного значения. Определите индуктивность катушки.

3.5.187. Две катушки намотаны на один общий сердечник. Индуктивность одной из них 0,1 Гн, второй 0,4 Гн. Сопротивление второй катушки 300 Ом. Какой ток потечет по второй катушке, если ток силой 0,6 А, текущий в первой катушке, выключается в течение 0,001 секунд?

3.5.188. По обмотке соленоида индуктивностью мГн, внутри которой находится диамагнитный сердечник, течет ток А. Длина соленоида см, площадь поперечного сечения см2 и число витков . Определить индукцию магнитного поля и намагниченность внутри соленоида.

3.5.189. Тороид с железным ненамагниченным сердечником, длина которого по средней линии м, имеет воздушный зазор мм. По обмотке тороида, содержащей витков, пропускают ток, в результате индукция в зазоре стала  Тл. Определите силу тока.

3.5.190. После выключения тока в обмотке тороида из предыдущей задачи остаточная индукция в зазоре стала равной . Определите остаточную намагниченность сердечника, а так же напряженность поля Н в железе.

3.5.191. По обмотке соленоида с числом витков 1000, длиной м, диаметром 4 см, течет ток А. Определите потокосцепление, энергию и объемную плотность энергии соленоида.

3.5.192. По обмотке тороида с ненамагниченным железным сердечником протекает ток I=0,6 А. Витки провода диаметром d=0,4 мм плотно прилегают друг к другу, площадь сечения тороида и диаметр средней линии равны соответственно S=4 см2, D=30 см. Определить потокосцепление и объемную плотность энергии тороида.

3.5.193. На тороид, средний диаметр которого d=30 см, площадь поперечного сечения S=1,6 см2, число витков N=800, надета одновитковая катушка с баллистическим гальванометром. Внутри обмотки помещено ненамагниченное железное кольцо, и когда по обмотке пропустили ток I=1,8 А, через гальванометр прошел заряд q=0,24 мКл. Сопротивление цепи гальванометра R=0,8 Ом. Определите напряженность Н и индукцию В магнитного поля внутри тороида, намагниченность и магнитную проницаемость железа.

3.5.194. Используя условия предыдущей задачи, определите остаточную намагниченность железного сердечника тороида, остаточную индукцию и напряженность поля внутри него после исчезновения тока в обмотке. Заряд, прошедший через баллистический гальванометр после выключения тока в обмотке, составил мкКл.

3.5.195. Через катушку индуктивности течет ток, изменяющийся со временем по закону , где , . Определите зависимость ЭДС самоиндукции от времени и зависимость энергии магнитного поля катушки от времени.

3.5.196. Катушка диаметром , содержащая один слой плотно прилегающих друг к другу витков алюминиевого провода сечением , находится в магнитном поле. Ось катушки параллельна линиям магнитной индукции, величина которой изменяется со скоростью . Определите тепловую мощность , выделяемую в катушке, если ее концы замкнуты накоротко. Удельное сопротивление алюминия .

Основы теории Максвелла. Электромагнитные колебания и волны

3.5.197. Напряженность электрического поля в зазоре между обкладками конденсатора площадью 1 см2, заполненного диэлектриком с =1000, изменяется равномерно со скоростью 0,17 МВ/мс. Определите силу тока смещения электрического поля.