магнитный момент контура с током ориентирован во внешнем магнитном поле так как показано на рисунках

Фишбейн, тесты

11. Магнитный момент контура с током ориентирован во внешнем магнитном поле так, как показано на рисунках. Положение рамки устойчиво, и момент сил, действующих на нее, равен нулю в случае …

На контур с током в однородном магнитном поле действует вращающий

, стремящийся расположить контур таким образом, чтобы

был сонаправлен с вектором магнитной ин-

12. Рамка с током с магнитным дипольным моментом, направление которого указано на рисунке, находится в однородном магнитном поле. Момент сил, действующих на диполь, направлен…

противоположно вектору магнитной индукции, по направлению вектора магнитной индукции, перпендикулярно плоскости рисунка к нам,

. Соединяем вектора началамии вращаем

ние винта направлено перпендикулярно

плоскости рисунка от нас.

повернется против часовой стрелки и сместится вправо,

повернется по часовой стрелке и сместится вправо

стрелке и сместится влево.

правилом правого винта, а

стремящийся расположить контур таким

чтобы вектор его магнитного момента

правлен с вектором магнитной индукции

Если контур с током находится в неоднородном магнитном поле, то на

него действует еще и результирующая сила, под действием которой незакреп-

ленный контур втягивается в область более сильного поля, где больше магнит-

ных густота линий. В соответствии с вышесказанным,

контур повернется про-

тив часовой стрелки и сместится влево.

14. Протон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям

магнитной индукции и начинает двигаться по окружности. При увеличении ки-

нетической энергии протона (если

увеличится в 4 раза, уменьшится в 2 раза, уменьшится в 4 раза.

Так как сила направлена перпендикулярно скорости, то протон движется по окружности. Следовательно, сила Лоренца является центростремительной. Запишем второй закон Ньютона

и радиус окружности, по которой движется протон в магнитном поле, равен

Из явного выражения для кинетической энергии

и при увеличении кинетической энергии протона в4 раза радиус окружности увеличится в 2 раза.

15. Однозарядные ионы, имеющие одинаковые скорости, влетают в однородное

Наименьшую массу имеет ион, движущийся по траектории …

характеристики траекторий не зависят от массы.

Точки на рисунке означают, что вектор

направлен на нас. На заряжен-

ную частицу, движущуюся в плоскости, перпендикулярной

действует сила Лоренца, равная

Так как сила Лоренца

перпендикулярна скорости частицы, то траектория час-

тицы – окружность, а сила Лоренца

является центростремительной силой

В данном случае траектории заряженных частиц– дуги окружностей с различающимися радиусами. Так как по условию заряды и скорости всех частиц

одинаковы, то радиус

пропорционален массе частицы.

Так как по рисунку

16. На рисунке показаны траектории заряженных частиц, с одинаковой скоростью влетающих в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка. При этом для зарядов и удельных зарядов частиц верным является утверждение …

Правило левой руки: если пальцы левой руки направить

по скорости частицы

вектора магнитной индукции и направления тока в проводнике, чтобы сила натяжения нитей стала равной нулю:

Для того чтобы сила натяжения нитей равнялась нулю, необходимо чтобы сила тяжести проводника была скомпенсирована силой Ампера. Следовательно,

сила Ампера направлена вверх вдоль нитей. По правилу левой руки отогнутый на 90° большой палец направлен вверх по силе. Тогда или

ток в направлении L–М (пальцы по току), магнитная индукция от нас (входит в ладонь) или

ток в направлении M–L (пальцы по току), магнитная индукция на нас (входит в ладонь).

Следовательно, подходит только последнее утверждение.

18. Пучок однократно ионизированных изотопов магния Mg и

щихся с одинаковой скоростью, влетают в однородное магнитное поле перпен-

лин иям магнитной и ндукц ии. Радиусы окружностей, по которым

движутся ионы, связаны соотношением

Точки на рисунке означают, что вектор

направлен на нас. На заряжен-

движущуюся в плоскости, перпендикулярной

действует сила Лоренца, равная

Так как сила Лоренца

перпендикулярна скорости частицы, то траектория час-

окружность, а сила Лоренца яв

ляется центростремительной силой.

изотопов магния 24 Mg и 25 Mg, движущихся с

одинаковой скоростью, одинаковый заряд, но разная масса. Таким образом

Правильный ответ – 1 – R 1

магния 24 Mg и 25 Mg, имеющих одинаковый импульс, влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Радиусы окружностей, по которым движутся ионы, связаны соотношением

Точки на рисунке означают, что вектор

направлен на нас. На заряжен-

движущуюся в плоскости, перпендикулярной

действует сила Лоренца, равная

Так как сила Лоренца

перпендикулярна скорости частицы, то траектория час-

окружность, а сила Лоренца

является центростремительной силой

магния 24 Mg и 25 Mg, движущихся с

одинаковыми импульсами, одинаковый положительный заряд. Таким образом,

ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, охватываемого этим контуром, называется электромагнитной индукцией.

Природа явления электромагнитной индукции

Магнитная сила Лоренца, переменное вихревое электрическое поле.

n ¢ Направление положи-

Если поверхность – плоскость, а магнитное поле од-

нородно ( B = const), то

– площадь S ( t ) поверхности контура,

–модуль вектора магнитной индукции B ( t ).

Закон электромагнитной индукции Фарадея и закон Ома

где e i – ЭДС индукции, I i – индукционный ток, R – сопротивление контура. Знак e i и I i определят только направление тока, по отношению к заранее выбранному направлению положительного обхода контура. Последнее определяется по правилу правого винта при выборе нормали к контуру.

Индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызывающей.

Возникновения индукционного тока в одном замкнутом проводящем контуре при изменении тока в другом называется взаимоиндукцией.

Пример применения правила Ленца при взаимоиндукции

Пусть при изменении магнитного потока через контур меняется только величина магнитного поля. Тогда если величина магнитного поля растет, то индукционный ток в контуре должен быть направлен так, что бы создавать собственное индукционное магнитное поле, направленное против первоначального. Если величина первоначального магнитного поля падает, то индукционный ток в контуре должен быть направлен так, что бы создавать собственное индукционное магнитное поле, направленное по первоначальному.

Пример применения правила Ленца при самоиндукции

Пусть изменение магнитного потока через контур создается изменением тока в этом же контуре. Тогда если величина тока растет, то индукционный ток в контуре должен быть направлен против первоначального тока, если падает – по первоначальному току.

Здесь L > 0 – индуктивность контура, зависит только от форм и размеров

контура (и магнитной проницаемости среды m ).

Индуктивность соленоида длиной l и площадью поперечного сечения S

Источник

Примеры заданий Интернет-экзамена

Установите соответствие между источником электростатического поля и формулой, позволяющей вычислить напряженность поля в некоторой точке. 1.Точечныйвзаряд 2.Равномерношзаряженнаяшдлиннаяшнить 3. Равномерно заряженная бесконечная плоскость

Напряженность поля точечного заряда в некоторой точке обратно пропорциональна квадрату расстояния до заряда; напряженность поля равномерно заряженной длинной нити обратно пропорциональна расстоянию до нити; напряженность поля равномерно заряженной бесконечной плоскости не зависит от расстояния до плоскости.

Удельное сопротивление проводника из стали , концентрация электронов проводимости . Скорость упорядоченного движения (дрейфа) электронов в стальном проводнике в мм/с при напряженности поля 0,96В/м равна …

Скорость упорядоченного движения носителей тока связана с плотностью тока соотношением: . Используя закон Ома в дифференциальной форме, , получаем: . Отсюда

Укажите верные утверждения.

Траектория движения электрона – окружность.

Электрон движется с постоянным нормальным ускорением.

Вектор силы Лоренца, действующей на электрон, направлен для указанного на рисунке положения электрона вправо.

Кинетическая энергия электрона остается постоянной.

Вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно плоскости рисунка «от нас».

Магнитное поле прямолинейного длинного проводника с током не является однородным и перпендикулярно плоскости, проходящей через проводник и электрон (плоскости рисунка). Соответственно вектор силы Лоренца лежит в этой плоскости и в любой момент времени перпендикулярен вектору скорости. Поэтому величина скорости электрона остается постоянной, а величина нормального ускорения изменяется, т.к. изменяется радиус кривизны траектории из-за неоднородности магнитного поля .

Если магнитный поток сквозь катушку из 20 витков изменяется по закону мВб, то ЭДС индукции, возникающая в катушке в момент времени , равна …(ответ выразите вВ и округлите до целых)

Согласно закону Фарадея,

Диэлектрическая проницаемость , где х – диэлектрическая восприимчивость, независящая от напряженности электрического поля и характеризующая свойства диэлектрика: дипольные моменты молекул и их концентрацию. Поскольку у полярных диэлектриков наблюдается ориентационная поляризация, диэлектрическая восприимчивость, а следовательно, и диэлектрическая проницаемость зависят от температуры.

Уравнения Максвелла являются основными законами классической макроскопической электродинамики, сформулированными на основе обобщения важнейших законов электростатики и электромагнетизма. Эти уравнения в интегральной форме имеют вид:
1) , 2) ,
3) , 4) .
Первое уравнение Максвелла является обобщением …

теоремы Остроградского – Гаусса для магнитного поля

теоремы Остроградского – Гаусса для электростатического поля в среде

закона электромагнитной индукции

закона полного тока в среде

Первое уравнение Максвелла является обобщением закона электромагнитной индукции для замкнутого проводящего контура, неподвижного в переменном магнитном поле. Максвелл предположил, что закон справедлив не только для проводящего контура, но и для любого контура, мысленно проведенного в переменном магнитном поле. Таким образом, с переменным магнитным полем неразрывно связано индуцированное вихревое электрическое поле, которое не зависит от того, находятся в нем проводники или нет.

Установите соответствие между величиной (знаком) работы сил электростатического поля, создаваемого зарядом +Q, по перемещению отрицательного заряда –q и траекторией перемещения (указаны начальная и конечная точки).
1. А=0 2. А

На графике представлена зависимость плотности тока в проводнике от напряженности электрического поля. Удельное сопротивление проводника в единицах равно…

Согласно закону Ома в дифференциальной форме, плотность тока в проводнике равна , где – удельное сопротивление материала, – напряженность электрического поля в проводнике. Взяв любое значение напряженности поля и соответствующее ему значение плотности тока из графика, можно определить удельное сопротивление материала: Ом·м.

Магнитный момент контура с током ориентирован в однородном внешнем магнитном поле так, как показано на рисунках. Положение контура устойчиво и момент сил, действующих на него, равен нулю в
случае …

Вращающий момент, действующий на контур с током в магнитном поле, равен векторному произведению магнитного момента контура и магнитной индукции поля, т.е. . Модуль вращающего момента равен , где α – угол между векторами и . Из этой формулы следует, что вращающий момент равен нулю и контур с током находится в равновесии в однородном магнитном поле в двух случаях: если вектор сонаправлен вектору (α=0) и если вектора и направлены в противоположные стороны (α=π). В первом случае равновесие рамки – устойчивое, т.к. при отклонении контура из положения, в котором α=0, возникает момент сил Ампера, возвращающих контур в положение равновесия. Во втором случае контур находится в неустойчивом равновесии, т.к. при любом отклонении его от этого положения возникает момент сил Ампера, который вызывает дальнейшее отклонение контура от положения α=π. Итак, положение рамки устойчиво и момент сил, действующих на нее, равен нулю в случае, показанном на рис.

По параллельным металлическим проводникам, расположенным в однородном магнитном поле, с равномерно возрастающей скоростью перемещается проводящая перемычка (см. рис.). Если сопротивлением перемычки и направляющих можно пренебречь, то зависимость индукционного тока от времени можно представить графиком

При движении проводящей перемычки в магнитном поле в ней возникает ЭДС индукции и индукционный ток. Согласно закону Ома для замкнутой цепи, , а ЭДС индукции определяется из закона Фарадея: , где – магнитный поток сквозь поверхность, прочерчиваемую перемычкой при ее движении за промежуток времени .
Учитывая, что (поскольку индукция магнитного поля перпендикулярна плоскости, в которой происходит движение проводника), а , где – длина перемычки, получаем: . Тогда , а величина индукционного тока . По условию скорость перемычки равномерно возрастает со временем, т.е. , где а – постоянная. Тогда зависимость индукционного тока от времени будет иметь вид: , где k – постоянная.

Задание №10

На рисунке показаны сечения 3-х длинных параллельных проводников с токами и замкнутый контур L, для которого указано направление обхода. Если , то циркуляция вектора напряженности магнитного поля по контуру равна …

Согласно закону полного тока для магнитного поля в среде, циркуляция вектора напряженности магнитного поля вдоль произвольного замкнутого контура равна алгебраической сумме токов проводимости, охватываемых этим контуром. При этом ток считается положительным, если его направление связано с направлением обхода по контуру правилом правого винта. Ток противоположного направления считается отрицательным. Таким образом, .Задание №11

Полная система уравнений Максвелла в интегральной форме имеет вид:
, ,
, .
Следующаяшсистемашуравнений:
, ,
,
справедлива для …

переменного электромагнитного поля при наличии заряженных тел и токов проводимости

стационарных электрических и магнитных полей при наличии заряженных тел и токов проводимости

стационарных электрических и магнитных полей в отсутствие токов проводимости

стационарных электрических и магнитных полей в отсутствие заряженных тел

Сопоставление первого уравнения рассматриваемой системы с первым уравнением Максвелла позволяет сделать вывод о том, что скорость изменения магнитного поля . Следовательно, в данном случае магнитное поле стационарно ( ). Второе уравнение рассматриваемой системы отличается от второго уравнения Максвелла тем, что плотность тока смещения . Следовательно, электрическое поле также стационарно ( ), а источником магнитного поля являются только токи проводимости с плотностью тока . Источником электрического поля, согласно третьему уравнению Максвелла, являются электрические заряды с объемной плотностью заряда . Таким образом, рассматриваемая система справедлива для стационарных электрических и магнитных полей при наличии заряженных тел и токов проводимости.

К источнику тока с внутренним сопротивлением 1,0 Ом подключили реостат. На рисунке показан график зависимости силы тока в реостате от его сопротивления. Максимальная мощность, которая выделяется в реостате, равна … 36 Вт 32 Вт 20 Вт 27 Вт

Согласно закону Ома для замкнутой цепи, сила тока, который протекает по проводнику, рассчитывается по формуле , где – ЭДС источника тока, – сопротивление проводника (в данном случае реостата), – внутреннее сопротивление источника тока. Мощность, выделяемая в реостате, равна: . Можно доказать, исследовав функцию на экстремум, что максимальная мощность выделяется, если , следовательно, , соответствующее значение силы тока найдем из графика . Тогда .

Бесконечно длинный прямолинейный проводник образует плоскую петлю в виде окружности (см. рис.). Магнитная индукция поля в т. О направлена …
\ вправо к нам влево от нас

Индукция результирующего магнитного поля в т. О определяется по принципу суперпозиции , где и магнитная индукция поля длинного прямолинейного и кругового тока в рассматриваемой точке соответственно. Направления векторов и можно определить по правилу правого винта. Поскольку оба вектора направлены перпендикулярно плоскости чертежа «от нас», то и вектор результирующего магнитного поля в т. О также направлен перпендикулярно плоскости чертежа «от нас».

Прямоугольная проводящая рамка расположена в одной плоскости с прямолинейным проводником, по которому течет ток I (рис.). В рамке возникает индукционный ток при …
поступательном перемещении рамки вдоль оси ОХ

поступательном перемещении рамки вдоль оси ОУ

вращении рамки вокруг оси, совпадающей с проводником

вращении рамки вокруг оси, совпадающей со стороной LM рамки

вращении рамки вокруг оси, совпадающей со стороной KL рамки

В замкнутом проводящем контуре возникнет индукционный ток, если изменяется магнитный поток сквозь поверхность, ограниченную контуром. По определению магнитный поток сквозь малую поверхность площадью равен , где угол между вектором магнитной индукции и нормалью к площадке. Магнитный поток сквозь произвольную поверхность S равен . Отсюда видим, что магнитный поток сквозь поверхность, ограниченную проводящей рамкой, изменяется, если изменяется магнитная индукция в соответствующих точках площадки или меняется ориентация площадки по отношению к линиям магнитной индукции.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник