На движущиеся заряженные частицы. Взаимодействие электрических токов

Вариант 1

1. Пылинка с зарядом в 10^-6 Кл и массой 1 мг влетает в однородное магнитное поле и движется по окружности. Определите период обращения пылинки, если модуль ин­дукции магнитного поля равен 1 Тл.

2. Два параллельных проводника, сила тока в которых по 100 А, находятся в вакууме. Определите расстояние между проводниками, если вследствие их взаимодейст­вия на отрезок проводника длиной 75 см действует сила 0,05 Н.

Вариант 2

1. Пылинка, заряд которой 10^-5Кл и масса 1 мг, влетает в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл и движет­ся по окружности. Сколько оборотов сделает пылинка за 3,14с?

2. Какова сила тока в двухпроводной линии постоянного тока, если сила взаимодействия между проводами на каждый метр длины равна 10^-4 Н, а расстояние между проводами 20 см?

Вариант 3

1. Электрон движется со скоростью 2 • 10⁷ м/с в плоскос­ти, перпендикулярной магнитному полю, с индукцией ОД Тл. Определите радиус траектории движения элект­рона (т_е = 9,1 • 10^{-31 кг, е = -1,6 • 10-19}Кл).

2. Два параллельных длинных проводника расположены в вакууме на расстоянии 4 см друг от друга. В одном из них сила тока 25 А, а в другом -- 5 А. Найдите длину участка проводника, на который будет действовать сила 6,0012 Н.

Вариант 4

1.Протон в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найдите ско­рость движения протона (т _р 10·= 1,67 ^-27 кг,

е⁺ = 1,6х х 10^-19 Кл).

2. Определите силу тока в проводнике, если он притяги­вает к себе параллельный проводник длиной 2,8 м, сила тока в котором 58 А, с силой 10·3,4^-3 Н. Расстояние между проводниками 12 см.

Вариант 5

1. Электрон влетает в магнитное поле перпендикулярно линиям индукции со скоростью 10⁷ м/с. Найдите индук­цию поля, если электрон описал в поле окружность ради­усом 1 см.

2. Два параллельных проводника, сила тока в которых одинакова, находятся на расстоянии 8,7 см друг от дру­га и притягиваются с силой 0,025 Н. Какова сила тока в проводниках, если длина каждого из них 3,2 м?

^ Тест по физике

1.Какая физическая величина определяется отношением работы, совершаемой сторонними силами при перемещении заряда по всей замкнутой электрической цепи, к значению этого заряда.

А.Сила тока. Б.Напряжение. В. Электрическое сопротивление.Г.Удельное электрическое сопротивление. Д.Электродвижущая сила.

2. Определите электрическое сопротивление провода длиной 100м с площадью поперечного сечения 0,2мм. Удельное м.*электрическое сопротивление материала 10 Ом

10 Ом. В.*10 Ом. Б.5*А.2 0,5 Ом. Г.5 Ом. Д. 50 Ом. Е.500 Ом.

3.Какая единица физической величины определяется по силе магнитного взаимодействия прямолинейных параллельных проводников длиной 1м на расстоянии 1м.

А.Ампер. Б. Вольт. В. Тесла. Г. Вебер.

4. Для определения направления вектора силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, ладонь была поставлена так, что линии индукции магнитного поля входили в нее перпендикулярно, а четыре пальца раскрытой ладони были расположены по направлению тока. Какая рука используется при этом и каково направление вектора силы.

А. Левая, по направлению отогнутого в плоскости ладони большого пальца.

Б.Левая, по направлению тока.

В. Левая, по направлению вектора индукции.

Г. Правая, по направлению отогнутого в плоскости ладони большого пальца.

Д. Правая, по направлению тока.

Е. Правая, по направлению вектора индукции.

5. По какой из приведенных ниже формул вычисляется значение силы, действующей на движущийся электрический заряд в магнитном поле?

А. Б. В. Г. Д.

6. 10 Кл движется в однородном магнитном поле с*Частица с электрическим зарядом 1,6 к°индукцией 2Тл со скоростью 100000км\с, вектор скорости направлен под углом 30 вектору индукции. С какой силой магнитное поле действует на частицу?

А.1,6 3 10 Н. Б. 1,6 3 10 Н. В. 6,4 10 Н. Г.1,6 10Н. Д. 1,6 10 Н.

7.С какой силой действует однородное магнитное поле с индукцией 4Тл на прямолинейный проводник длиной 20см с током 10А, расположенный перпендикулярно вектору индукции?

А. 0 Н. Б. 800Н. В. 8Н. Г. 2Н. Д. 200Н.

8.Выводы катушки из медного провода присоединены к чувствительному гальванометру. В каком из перечисленных опытов гальванометр обнаружит возникновение ЭДС электромагнитной индукции в катушке?

1. 
   в катушку вставляется постоянный магнит
2. 
   из катушки вынимается постоянный магнит
3. 
   постоянный магнит вращается вокруг своей продольной оси внутри катушки.

А. Только в случае 1. Б.Только в случае 2. В. Только в случае 3. Г. В случаях 1 и 2. Д. В случаях 1, 2, 3.

9. Каким из приведенных ниже выражений определяется ЭДС индукции в замкнутом контуре?

А. Б. В. Г. Д.

10.Контур площадью 1000см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5Тл, угол между вектором В индукции и. Каков магнитный поток через°нормалью к поверхности контура 60 контур?

А. 250 Вб. Б. 1000Вб. В. 0,1Вб. Г. 2,5 10 Вб. Д. 2,5Вб.

11. Магнитный поток через контур за 5 10 с равномерно уменьшился от 10мВб до 0. Каково значение ЭДС в контуре в это время.

А. 5 10 В. Б. 0,1В. В. 0,2В. Г. 0,4В. Д. 1В. Е. 2В.

12. Две одинаковые лампы включены в цепь источника постоянного тока, первая последовательно с резистором, вторая последовательно с катушкой. В какой из ламп сила тока при замыкании ключа К достигнет максимального значения позже другой?

^ Контрольная работа

Вариант 1

1. Конденсатор емкостью 250 мкФ включается в сеть переменного тока. Определите емкостное сопротивление конденсатора при частоте 50 Гц.

2. Чему равен период собственных колебаний в колеба­тельном контуре, если индуктивность катушки равна 2,5 мГн, а емкость конденсатора 1,5 мкФ?

3. Напряжение меняется с течением времени по закону и = 40sin(10πt +π/6) В. Определите амплитуду, дейст­вующее значение, круговую частоту колебаний и началь­ную фазу колебаний напряжения.

4. Сколько оборотов в минуту должна совершать рамка из 20 витков проволоки размером 0,2 х 0,4 м в магнитном поле с индукцией 1 Тл, чтобы амплитуда ЭДС равнялась 500В?

5. Напряжение в цепи изменяется по закону и = U sin t, причем амплитуда напряжения 200 В, а период 60 мс. Какое значение принимает напряжение через 10 мс?

6. Через какое время на конденсаторе колебательного контура будет заряд, равный половине амплитудного значения (заряд изменяется по закону косинуса).

Вариант 2

1. Определите емкость конденсатора, сопротивление ко­торого в цепи переменного тока частотой 50 Гц равно 800 Ом.

2. В рамке, равномерно вращающейся в однородном маг­нитном поле, индуцируется ток, мгновенное значение ко­торого выражается формулой i = Зsin 157t А. Определите амплитуду, действующее значение, круговую частоту ко­лебаний и начальную фазу колебаний силы тока.

3. Рассчитайте период собственных колебаний в колеба­тельном контуре при емкости конденсатора 2 мкФ и ин­дуктивности катушки 0,5 мГн.

4. Рамка площадью 150 см², содержащая 50 витков про­волоки, равномерно вращается со скоростью 120 об/мин в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,8 Тл. Найдите амплитуду ЭДС индукции в рамке.

5. Напряжение в цепи изменяется по закону и = U cos t, причем амплитуда колебания напряжения 200 В, а период 60 мс. Какое значение принимает напряжение через 30 мс?

6. Электроплитка сопротивлением 50 Ом включена в сеть переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Запишите уравнения, выражающие зависимость напряжения и силы тока от времени для электроплитки. Чему равно мгновенное значение силы тока и напряже­ния через 1/100 с, если колебания происходят по закону синуса?

^ Электромагнитная индукция

Вариант 1

I

1. Рассчитайте разность потенциалов на концах крыль­ев самолета, имеющих длину 10 м, если скорость само­лета при горизонтальном полете 720 км/ч, а вертикаль­ная составляющая индукции магнитного поля Земли 0,5∙10 ^-4 Тл.

2. Определите индуктивность катушки, если при ослаб­лении в ней тока на 2,8 А за 62 мс в катушке появляется средняя ЭДС самоиндукции 14 В.

II

3. В катушке, состоящей из 75 витков, магнитный поток равен 4,8 • 10 ^-3 Вб. За какое время должен исчезнуть этот поток, чтобы в катушке возникла средняя ЭДС индукции 0,74 В?

4. Магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур проводника сопротивлением 2,4 Ом, равномерно изме­нился на 6 Вб за 0,5 с. Какова сила индукционного тока в этот момент?

III

5. По горизонтальным рельсам, расположенным в верти­кальном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл, скользит проводник длиной 1 м с постоянной скоростью 10 м/с. Концы рельсов замкнуты на резистор сопротивлением 2 Ом. Найдите количество теплоты, которое выделится в резисторе за 4 с. Сопротивлением рельсов и проводника пренебречь.

6. Из алюминиевой проволоки сечением 1 мм² сделано кольцо радиусом 10 см. Перпендикулярно плоскости кольца за 0,01 с включают магнитное поле с индукцией 0,01 Тл. Найдите среднее значение индукционного тока, возникающего за это время в кольце.

Вариант 2

I

1. В проводнике длиной 30 см, движущемся со скоростью 5 м/c перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля, возникает ЭДС, равная 2,4 В. Опреде­лите индукцию магнитного поля.

2. Какая ЭДС самоиндукции возникает в катушке с ин­дуктивностью 90 мГн, если при размыкании цепи сила тока в 10 А уменьшается до нуля за 0,015 с?

II

3. Проводник длиной 40 см находится в однородном маг­нитном поле с индукцией 0,8 Тл. Проводник пришел в движение перпендикулярно силовым линиям, когда по нему пропустили ток 5 А. Определите работу магнитного поля, если проводник переместился на 20 см.

4. Поток магнитной индукции через площадь поперечно­го сечения катушки с 1000 витков изменился на 0,002 Вб в результате изменения силы тока с 4 А до 20 А. Найдите индуктивность катушки.

III

5. По двум вертикальным рельсам, расстояние между ко­торыми 50 см, а верхние концы замкнуты сопротивлени­ем 4 Ом, начинает скользить вниз без трения проводник массой 50 г. Вся система находится в однородном магнит­ном поле с индукцией 0,4 Тл, силовые линии которого перпендикулярны плоскости, проходящей через рельсы. Найдите скорость установившегося движения.

6. Рамка в форме квадрата со стороной 10 см имеет сопро­тивление 0,01 Ом. Она равномерно вращается в однород­ном магнитном поле с индукцией 50 мТл вокруг оси, ле­жащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям индукции. Определите, какой заряд протечет через рам­ку при изменении угла между вектором магнитной ин­дукции и нормалью к рамке от 0 до 30°.

Вариант 3

I

1. Магнитный поток внутри катушки с числом витков, равным 400, за 0,2 с изменился от 0,1 Вб до 0,9 Вб. Опре­делите ЭДС на зажимах катушки.

2. С какой скоростью надо перемещать проводник дли­ной 50 см в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл под углом 60° к силовым линиям, чтобы в провод­нике возникла ЭДС, равная 1 В?

II

3. Магнитный поток, пронизывающий контур проводни­ка, равномерно уменьшился на 1,6 Вб. За какое время из­менился магнитный поток, если при этом ЭДС индукции оказалась равной 3,2 В?

4. Катушка диаметром 4 см находится в переменном маг­нитном поле, силовые линии которого параллельны оси катушки. При изменении индукции поля на 1 Тл в тече­ние 6,28 с в катушке возникла ЭДС 2 В. Сколько витков имеет катушка?

III

5. Плоский проволочный виток площадью 1000 см², имеющий сопротивление 2 Ом, расположен в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл таким образом, что его плоскость перпендикулярна линиям магнитной ин­дукции. На какой угол был повернут виток, если при этом по нему прошел заряд 7,5 мКл?

6. В однородном магнитном поле с ин­дукцией 20 мТл расположены верти­кально на расстоянии 80 см друг от друга два проволочных прута, замкнутых наверху. Плоскость, в которой расположены прутья, перпендикулярна направлению линий индукции магнитного поля. По прутьям с постоянной скоростью 1,5 м/с скользит вниз перемычка массой 1,2 г (см. рис.). Определите ее сопротивление, считая, что при движении контакт перемычки прутьями не нарушается. Трением пренебречь.

Вариант 4

I

1. Определите индуктивность катушки, если при измене­нии силы тока в ней со скоростью 50 А/с возникает ЭДС самоиндукции в 20 В.

2. Автомобиль «Волга» едет со скоростью 120 км/ч. Определите разность потенциалов на концах перед­ней оси машины, если длина оси 180 см, а вертикаль­ная составляющая индукции магнитного поля Земли 5∙10 ^-5Тл.

II

3. Какая ЭДС самоиндукции возникает в катушке индук­тивностью 68 мГн, если сила тока в 3,8 А убывает до ну­ля в ней за 0,012 с?

4. Какую работу надо совершить при перемещении на 0,25 м проводника длиной 0,4 м с током 21 А в однород­ном магнитном поле с индукцией 1,2 Тл?

III

5. Кольцо радиусом 1 м и сопротивлением 0,1 Ом поме­щено в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. Плоскость кольца перпендикулярна вектору индукции поля. Какой заряд пройдет через поперечное сечение кольца при исчезновении поля?

6. Рамка в форме равностороннего треугольника помеще­на в однородное магнитное поле с индукцией 0,08 Тл, на­правленной под углом 60° к плоскости рамки. Найдите длину стороны рамки, если известно, что при равномер­ном исчезновении поля в течение 0,03 с в рамке возникла ЭДС индукции, равная 10 мВ.

^ ЭДС в проводнике,