Закон Кулона. Электростатическое поле (стр. 6 из 11)

1 см² проводника за 2 с.

17.Найдите количество теплоты, которое выделится в проводнике сопротивлением 50 Ом при прохождении через него заряда 100 Кл, если ток в проводнике возрастает по пароболическому закону от нуля в течение 10 с.

18.Сила тока в проводнике сопротивлением 5 Ом равномерно увеличивалась в течение 20 с от нуля до некоторого максимального значения. За это время в проводнике выделилось 4 кДж теплоты. Найдите скорость нарастания тока а проводнике.

19.Найдите мощность, которая выделяется в 1 см объема проводника длины 0,2 м, если на его концах поддерживается разность потенциалов 4 В.Удельное сопротивление проводника 10 Ом.м.

20.Найдите среднюю напряженность электрического поля в проводнике, удельное сопротивление которого равно 10 Омм, если в единице объема проводника выделяется мощность 10 Дж/(м³с).

21.Найдите сопротивление R, которое надо подключить к п одинаковым

параллельно соединенным источникам тока с внутренним сопротивлением г каждый, чтобы потребляемая сопротивлением Rмощность была максимальна.

22.Найдите сопротивление R, которое нужно подключить к и одинаковым

последовательно соединенным источникам тока с внутренним сопротивлением г каждый, чтобы потребляемая этим сопротивлением мощность была максимальна.

23.По железному проводнику течет ток плотностью 10 А/м . Считая, что на каждый атом приходится один свободный электрон, найдите скорость направленного движения электронов проводимости. Плотность железа 7800 кг/м³ , атомная масса 56 кг/кмоль, число Авогадро 6,02. 10²⁶ 1 /кмоль, заряд электрона 1,6 10^-16Кл.

24.По прямому медному проводу длины 1000 м течет ток 4,5 А. Считая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон, найдите суммарную силу, действующую на все свободные электроны проводника. Плотность меди 8900 кг/м ^3,,атомная масса 64 кг/кмоль, число Авогадро 6,02. 10²⁶ 1 /кмоль, заряд электрона 1,6 10^-16Кл, удельное сопротивление меди 1,6 10^-9Кл Ом.м.

25.По прямому медному проводу длиной 1000 м и сечением 1 мм течет ток 4,5 А. Считая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон, найдите время, за которое электрон переместится от одного конца провода до другого. Плотность меди 8900 кг/м³ , атомная масса 64 кг/кмоль, число Авогадро 6.02.10²⁶ 1/кмоль, заряд электрона 1,6.10¹⁶ Кл.

Тема9. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции.

Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции.

1. Найдите индукцию магнитного поля в точке, отстоящей на расстояние 2 см. от бесконечно длинною прямого провода, по которому течет ток 2 А.

2. По длинному проводу, согнутому под прямым углом, течет ток 5 А. Найдите индукцию магнитного поля тока в точке, лежащей на биссектрисе прямого угла на расстоянии 5 см от его вершины.

3. Бесконечно длинный прямой провод согнут под прямым углом. По проводнику течет ток I. Найдите индукцию магнитного поля вточке А, удаленной от вершины угла на расстояние d"

4. Длинный проводник с током 5 А изогнут под прямым углом. Найдите индукцию магнитного поля в точке, которая находится на перпендикуляре к плоскости, в которой лежит проводкик, на расстоянии 35 см от точки изгиба.

5. По двум параллельным проводникам, находящимся на расстоянии dдруг от друга, текут одинаково направленные токи I1 и I2-На каком расстоянии от проводника с током I2индукция магнитного поля токов будет равна кулю?

6. По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводам текут токи силой I1и I2в противоположных направлениях. Расстояние между проводами равно d. Найдите индукцию магнитного поля в точке, удаленной от обоих проводов на одинаковое расстояние, равное d.

7. По трем длинным прямым проводам, расположенным в одной плоскости параллельно друг другу на расстоянии 3 см, текут токи I1= I2и I3= - (I1+• I2). Найдите положение прямой, в точках которой индукция магнитного поля токов равна нулю.

8. Из двух кусков проволоки одинаковой длины сделаны круговой виток и квадрат. Найдите, во сколько раз будут отличаться магнитные моменты этих контуров, если по ним будут протекать одинаковые токи.

9. По тонкому кольцу радиуса 5 см течет ток 10 А. Найдите индукцию магнитного поля в центре кольца.

10.Индукция магнитного поля, создаваемого круговым витком с током в центре витка, равна В,. Найдите магнитный момент витка, если его радиус R..

11.Найдите магнитный момент тонкого кругового витка с током, если индукция магнитного поля в его центре 6 мкТл. Радиус витка 10 см.

12. Два круговых витка расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях так, что центры этих витков совпадают. Радиус каждого витка 2 см, токи в витках одинаковые и равны 2 А. Найдите индукцию магнитного поля в центре витков.

13.Бесконечно длинный провод образует круговую петлю, касательную к проводу. По проводу течет ток 0,5 А. Найдите радиус петли, если индукция магнитного поля в центре петли равна 1 мкТл.

14. Часть бесконечно длинного прямого провода согнута в виде полуокружности радиуса R. Найдите величину и направление индукции магнитного поля в центре кривизны, если по проводу течет ток I.

15.Найдите индукцию магнитного поля в точке 0, если проводник с током I имеет вид, показанный на рисунке. Радиус изогнутой части проводника равен R, прямолинейные участки проводника предполагаются очень длинными.

1б.По бесконечно длинному прямому проводу, изогнутому так, как показано на рисунке, течет ток I. Найдите индукцию магнитного поля а точке 0, если радиус закругления равен R.

17.Коаксиальный кабель представляет собой металлическую тонкостенную трубку радиуса 10 мм, вдоль оси которой расположен тонкий провод. Силы токов в трубке и проводе равны 0,5 А и направлены противоположно. Найдите индукцию магнитного поля в точках, расположенных на расстояниях 5 мм и 15 мм от оси

кабеля.

18.По длинному соленоиду, имеющему 20 витков на 1 см длины, течет ток 2 А. Найдите индукцию магнитного поля внутри соленоида.

19.Ток I течет по длинной полой металлической трубе. Найдите индукцию магнитного поля В внутри и вне трубы к постройте график В(г), где г - радиальная координата.

20.По однородному прямолинейному бесконечно длинному сплошному цилиндрическому проводнику радиуса R течет ток I. Найдите индукцию магнитной: поля В внутри и вне проводника в зависимости от расстояния г от его оси и постройте график В(г).

21.По бесконечно длинному цилиндрическому проводу радиуса Rтечет ток, равномерно распределенный по сечению с плотностью j. Найдите индукцию магнитного поля В как функцию расстояния г от оси провода и постройте график В(г).

22.По трубе, внутренний и внешний радиусы которой равны, соответственно, R и R1проходит ток I. Предполагая, что плотность тока по сечению трубы одинакова,

найдите зависимость индукции магнитного поля от расстояния г от оси трубы для точек внутри трубы, по сечению трубы и вне ее.

23.Найдите магнитный момент, создаваемый точечным зарядом 1 нКл, движущимся по окружности радиуса 10см с постоянной угловой скоростью 20 рад/с.

24.Найдите индукцию магнитного поля в центре квадрата со стороной 10 см, по которому течет ток 20 А.

25.Тонкий провод изогнут в виде правильного шестиугольника. Длина стороны шестиугольника равна а. Найдите индукцию магнитного поля в центре шестиугольника, если по проводу течет ток I.

26.По проволочной рамке, имеющей вид правильного шестиугольника, течет ток I. При этом в центре рамки образуется магнитное поле с индукцией В₀. Найдите длину l проволоки, из которой сделана рамка.

Тема 10. Магнитные силы. Поведение витка с током в магнитном поле. Работа в магнитном поле.

1. На двух параллельных шинах, расположенных горизонтально на расстоянии 10 см друг от друга, лежит проводник массы 100 г. Шины подключены к источнику тока, и по ним течет ток 10 А. При включении вертикального магнитного поля проводник приходит в равномерное движение. Найдите индукцию магнитного поля, если коэффициенты трения проводника о шины 0,2,

2. Найдите силу, действующую на прямой проводник длины 10 см, по которому течет ток 0,5 А, если он помещен в магнитное поле с индукцией 0,1 Тл, линии которой перпендикулярны проводнику

3. По двум параллельным проводам длины 5 м текут противоположно направленные токи по 500 А в каждом. Найдите силу взаимодействия меаду проводами, если расстояние между ними 25 см.

4. Круглая рамка радиуса 3 см, содержащая 400 витков проволоки, находится в магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. По рамке течет ток 10 А. Найдите вращающий момент, действующий на рамку, если плоскость рамки составляет угол 60° с направлением магнитного поля.

5. Рамка с площадью поперечного сечения 250 см² содержит 50 витков проволоки и находится в магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. По виткам течет ток 5 А. Найдите максимальный вращающий момент, действующий на рамку.

6. Рамка радиуса 5 см, содержащая 50 витков проволоки, находится в магнитном поле с индукцией 0,05 Тл. По виткам течет ток 0,5 А. Найдите угол, который составляет плоскость рамки с направлением индукции магнитного поля, если вращающий момент, действующий на рамку, равен 6,25 10^-4 Нм.