Магнетизм

11.1. Проводник длиной 140 см согнули под прямым углом так, что одна из сторон угла равна 60 см, и поместили в однородное магнитное поле с индукцией 2 мТл обеими сторонами перпендикулярно линиям индукции. Какая сила (в мН) будет действовать на этот провод­ник, если по нему пропустить ток силой 10 А?

11.2. В однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл находится про­водник, расположенный горизонтально. Линии индукции поля так­же горизонтальны и перпендикулярны к проводнику. Какой ток дол­жен протекать через проводник, чтобы он завис? Масса единицы длины проводника 0,01 кг/м,g = 10м/с².

11.3. Проволочная квадратная рамка массой 10 г со стороной 10 см может вращаться вокруг горизонтальной оси, совпадающей с одной из ее сто­рон. Рамка находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. При какой минимальной силе тока в рамке она будет неподвижна и наклонена к горизонту под углом 45°? g = 10м/с².

11.4. Прямоугольный контур площадью 150 см2 с током силой 4 А, на который действует только однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл, занял положение устойчивого равновесия. Какую после этого надо со­вершить работу (в мДж), чтобы медленно повернуть его на 90° вокруг оси, проходящей через середины противоположных сторон?

11.5. Перпендикулярно магнитному полю возбуждено электрическое поле напряженностью 100 кВ/м. Перпендикулярно обоим полям движется заряженная частица с постоянной скоростью 100 км/с. Чему равна индукция магнитного поля?

11.6. Протон влетает со скоростью 60 км/с в пространство с электри­ческим и магнитным полями, линии которых совпадают по направ­лению, перпендикулярно к этим линиям. Определите напряженность электрического поля (в кВ/м), если индукция магнитного поля 0,1 Тл, а начальное ускорение протона, вызванное действием этих полей,' равно 1012 м/с2. Отношение заряда протона к его массе 10⁸ Кл/кг

11.7. Перпендикулярно линиям индукции в однородное магнитное поле еле тает протон и однозарядный ион гелия, ускоренные одинаковой разностью потенциалов. Во сколько раз радиус окружности, по которой движется ион, больше, чем радиус окружности протона?

11.8. Электроннолучевую трубку с отключенной управляющей системой помещают в однородное магнитное поле, перпендикулярное скорости движения электронов. При этом след пучка электронов на экране, удаленном на 14 см от места вылета электронов, смещается па 2 см. Какова скорость (в км/с) электронов, если индукция поля 25 мкТл. а удельный заряд электрона 1,8*10¹¹ Кл/кг?

11.9. Пучок протонов влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл перпендикулярно линиям индукции. Протоны движутся в маг­нитном поле по дуге окружности радиусом 20 см и попадают на заземленную мишень. Найдите тепловую мощность, выделяющую­ся в мишени, если сила тока в пучке 0,1 мА. Отношение заряда про­тона к его массе 108 Кл/кг.

11.10. На шарик массой 5 г нанесли заряд 2 мКл, подвесили его на нити длиной 10м в горизонтальном магнитном поле с индукцией 2 Тл, отклонили на некоторый угол в плоскости, перпендикулярной полю, и отпустили. На сколько сантиметров крайнее положение шари­ка выше нижнего, если при прохождении им нижней точки сила натяжения нити равна 0,17 Н? g = 10м/с².

11.11. Магнитный поток через каждый виток катушки, помещенной « магнитное поле, равен 0,1 Вб. Магнитное поле равномерно убывает до нуля за 0,1 с, при этом в катушке индуцируется ЭДС 20 В Сколько витков имеет катушка!

11.12. Медное кольцо, площадь которого 0,08 м², а сопротивление 4*10^-3 Ом, помещено в однородное магнитное поле так, что плоскость кольца перпендикулярна линиям индукции поля. Какое количество теплоты (в мкДж) выделяется в кольце за 0,1 с, если ин­дукция магнитного поля убывает со скоростью 0,01 Тл/с?

11.13. Квадратную рамку со стороной 3 м поместили в однородное маг­нитное поле с индукцией 1 Тл перпендикулярно линиям индукции, затем, не вынимая проволоку из поля и не изменяя ее ориентации, деформировали ее в прямоугольник с отношением сторон 1:2. Какой заряд прошел при этом по контуру? Сопротивление рамки 1 Ом.

11.14. В однородном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл расположен про­волочный виток таким образом, что его плоскость перпендику­лярна линиям магнитной индукции. Виток замкнут на гальвано­метр. Полный заряд, прошедший через гальванометр при повороте витка на некоторый угол, равен 0,08 Кл. На какой угол (в градусах) повернули виток, если его площадь 4000 см² , а сопротивление витка вместе с гальванометром 1,5 Ом?

11.15. Рамка площадью 200 см² вращается вокруг оси, лежащей в плос­кости рамки и соединяющей середины ее сторон, с угловой скоро­стью 100 рад/с. Рамка находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл, причем вектор индукции перпендикулярен оси вращения. Сколько витков проволоки надо намотать на рамку, чтобы максимальная ЭДС индукции в рамке равнялась 1 В?

11.16. Проводник длиной 2м движется со скоростью 10м/с в однород­ном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл, оставаясь перпендикуляр­ным линиям поля. Вектор скорости перпендикулярен к проводнику и образует с линиями индукции угол.30°. Найдите ЭДС, индуцируе­мую в проводнике

11.17. С какой угловой скоростью надо вращать прямой проводник вокруг оси, проходящей через его конец, в плоскости, перпендикулярной ли­ниям однородного магнитного поля с индукцией 0,2 Тл, чтобы в про­воднике возникла ЭДС индукции 0,3 В? Длина проводника 20 см.

11.18. По П-образной рамке, помещенной в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рамки, движется без трения с по­стоянной скоростью 2 м/с перемычка, сопротивление которой 2 Ом. К перемычке приложена сила 4 Н. Найдите силу тока в пе­ремычке. Сопротивлением рамки пренебречь. Силу тяжести не учи­тывать

11.19. По П-образной рамке, наклоненной под углом 30° к горизонту и по­мещенной в однородное вертикальное магнитное поле, начинает со­скальзывать без трения перемычка массой 30 г. Длина перемычки 10см, ее сопротивление 1 мОм, индукция поля 0,1 Тл. Найдите ус­тановившуюся скорость движения перемычки. Сопротивлением рамки пренебречь, g = 10м/с².

11.20. При пропускании через катушку тока силой 5 А в ней возникает маг­нитное поле с индукцией 3 Тл. Определите индуктивность катушки, если площадь ее поперечного сечения 100 см², а число витков 2500.

11.21. Магнитный поток через площадь контура, создаваемый током 10 А, текущим по контуру, равен 0,9 мВб. Определите ЭДС само­индукции (в мВ), возникающую в контуре при равномерном убыва­нии силы тока до 5 А за 1 мс.

11.22. Замкнутый виток площадью 20 см2 с индуктивностью 0,1 мГн по­мещают в однородное магнитное поле с индукцией 2 мТл перпен­дикулярно линиям индукции, затем охлаждают его до сверхпрово­дящего состояния и выключают поле. Какой будет после этого сила тока (в мА) в контуре