Задачи на магнетизм егэ физика - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

Пройти тестирование по 10 заданиям
Пройти тестирование по всем заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Горизонтальный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,5 Тл. Скорость проводника горизонтальна и перпендикулярна проводнику (см. рис.). При начальной скорости проводника, равной нулю, проводник переместился на 1 м. ЭДС индукции на концах проводника в конце перемещения равна 2 В. Каково ускорение проводника?

В однородном магнитном поле, индукция которого протон движется перпендикулярно вектору магнитной индукции В по окружности радиусом 5 м. Определите скорость протона.

Ядро изотопа водорода   — дейтерия  — движется в однородном магнитном поле с индукцией перпендикулярно вектору В индукции по окружности радиусом 10 м. Определите скорость ядра.

Пройти тестирование по этим заданиям

Источник

10 апреля 2013

В закладки

Обсудить

Жалоба

Решение задач ЕГЭ по физике. Электричество. Магнетизм

Сборник с решениями типовых задач из электричества и магнетизма.

Ряд задач не относятся к, так называемому, «базовому уровню». Это задачи, для ре-шения которых не вполне достаточно знания математических интерпретаций, они требуют более углублённого проникновения в суть физических законов. Решение задач, предваряется краткими теоретическими сведениями, содержащими как основные уравнения, так и их физическую интерпретацию, что позволяет к решению задач подойти более осмысленно.

Сборник предназначен, прежде всего, для школьников старших классов, намеревающихся овладеть методиками решения задач, в частности, части«С» в рамках современного ЕГЭ.

Скачать сборник: fizika-elektr.rar

Исаков Александр Яковлевич,
Камчатский государственный технический университет.

Источник

К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 40 м приложили разность потенциалов 10 В. Каким будет изменение температуры проводника DT через 15 с? Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди 1,7´10–8 Ом´м.)

На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиусом см. Предположим, что в промежуток между обкладками конденсатора из источника заряженных частиц (и. ч.) влетают ионы, как показано на рисунке. Напряжённость электрического поля в конденсаторе по модулю равна 5 кВ/м. Скорость ионов равна 10⁵ м/с. При каком значении отношения заряда к массе ионы пролетят сквозь конденсатор, не коснувшись его пластин? Считать, что расстояние между обкладками конденсатора мало, напряжённость электрического поля в конденсаторе всюду одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь.

По прямому горизонтальному проводнику длиной 1 м с площадью поперечного сечения подвешенному с помощью двух одинаковых невесомых пружинок жёсткостью 100 Н/м, течёт ток (см. рисунок).

Какой угол составляют оси пружинок с вертикалью после включения вертикального магнитного поля с индукцией если абсолютное удлинение каждой из пружинок при этом составляет ? (Плотность материала проводника )

В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 12 В, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 5 мГн, сопротивление лампы 5 Ом и сопротивление резистора 3 Ом.

В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока, и проводов пренебречь.

Пылинка, имеющая массу и заряд влетает в электрическое поле вертикального высокого конденсатора в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рисунок, вид сверху).

Чему должна быть равна минимальная скорость, с которой пылинка влетает в конденсатор, чтобы она смогла пролететь его насквозь? Длина пластин конденсатора 10 см, расстояние между пластинами 1 см, напряжение на пластинах конденсатора 5 000 В. Система находится в вакууме.

Плоская горизонтальная фигура площадью 0,1 м², ограниченная проводящим контуром, имеющим сопротивление 5 Ом, находится в однородном магнитном поле. Проекция вектора магнитной индукции на вертикальную ось О_z медленно и равномерно возрастает от некоторого начального значения B_1z до конечного значения B_2z = 4,7 Тл. За это время по контуру протекает заряд Δq= 0,08 Кл. Найдите B_1z.

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут.

Заряд конденсатора ЭДС батарейки её внутреннее сопротивление сопротивление резистора Найдите количество теплоты, которое выделяется на резисторе после размыкания ключа К в результате разряда конденсатора. Потерями на излучение пренебречь.

Тонкий алюминиевый брусок прямоугольного сечения, имеющий длину L = 0,5 м, соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости из диэлектрика в вертикальном магнитном поле индукцией В = 0,1 Тл (см. рисунок). Плоскость наклонена к горизонту под углом a = 30°. Продольная ось бруска при движении сохраняет горизонтальное направление. Найдите величину ЭДС индукции на концах бруска в момент, когда брусок пройдёт по наклонной плоскости расстояние l = 1,6 м.

Проводящий стержень длиной l = 20 см движется поступательно в однородном магнитном поле со скоростью v = 1 м/с так, что угол между стержнем и вектором скорости = 30° (см. рисунок). ЭДС индукции в стержне равна 0,05 В. Какова индукция магнитного поля?

Как и во сколько раз изменится мощность, выделяющаяся на резисторе в цепи, схема которой изображена на рисунке, если перевести ключ К из положения 1 в положение 2? Параметры цепи:

На уроке физики школьник собрал схему, изображенную на рисунке. Ему было известно, что сопротивления резисторов равны и Токи, измеренные школьником при помощи идеального амперметра А при последовательном подключении ключа К к контактам 1, 2 и 3, оказались равными, соответственно, Чему было равно сопротивление резистора ?

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ а затем, спустя длительное время, ключ Известно, что после этого через ключ протек заряд, равный по модулю Чему равна ЭДС источника тока, если ? Источник считайте идеальным.

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного полюса, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность равна 14,4 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась равной 21,6 Вт. Укажите, как течёт ток через диод и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивления резисторов равны между собой: R₁= R₂ = R₃ = R. При разомкнутом ключе К через резистор R₃ течёт ток I₀ =1,4 А. Загорится ли лампа после замыкания ключа, если она загорается при силе тока I = 0,5 А? Сопротивление лампы в этом режиме R_л = 3R. Внутренним сопротивлением источника пренебречь, диод считать идеальным.

Решение

1. Из рисунка видно, что диод включен противоположно направлению тока. Так как диод идеальный, то ток через него и резистор не потечёт.

2. При разомкнутом ключе резисторы и подключены последовательно, а значит, сила тока в этом случае по закону Ома равна

3. Когда ключ замыкают, лампа включается параллельно резистору а значит, сопротивление участка с параллельным соединением проводов будет:

Ток в цепи в этом случае:

Напряжение на параллельных участках одинаково и равно

Тогда через лампу будет проходить ток:

что меньше величины необходимого тока, а значит, лампа не загорится.

Задача 16

Одни и те же элементы соединены в электрическую цепь сначала по схеме 1, а затем по схеме 2 (см. рисунок). Сопротивление резистора равно R, сопротивление амперметра сопротивление вольтметра Найдите отношение мощностей выделяемых на резисторах в этих схемах. Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь.

Решение

Пусть — сопротивление амперметра, — сопротивление вольтметра, — ЭДС источника. В схеме 1 напряжение на резисторе определяется с помощью закона Ома для замкнутой цепи: где — сопротивление участка цепи, содержащего резистор и вольтметр. Отсюда:

В схеме 2 с помощью закона Ома найдём силу тока через резистор:

Отношение мощностей

Задача 17

Маленький шарик с зарядом и массой 3 г, подвешенный на невесомой нити с коэффициентом упругости 100 Н/м, находится между вертикальными пластинами плоского воздушного конденсатора. Расстояние между обкладками конденсатора 5 см. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, если удлинение нити 0,5 мм?

Решение

Условия равновесия: Возведем оба равенства в квадрат и сложим их: откуда

Напряженность электрического поля в конденсаторе:

Таким образом,

Задача 18

По П-образному проводнику постоянного сечения скользит со скоростью медная перемычка длиной из того же материала и такого же сечения.

Проводники, образующие контур, помещены в постоянное однородное магнитное поле, вектор индукции которого направлен перпендикулярно плоскости проводников (см. рисунок). Какова индукция магнитного поля если в тот момент, когда разность потенциалов между точками и равна ? Сопротивление между проводниками в точках контакта пренебрежимо мало, а сопротивление проводов велико.

Решение

При движении перемычки в ней возникает ЭДС

Закон Ома для замкнутой цепи :

где — сопротивление перемычки Следовательно,

Задача 19

Два плоских конденсатора ёмкостью С и 2С соединили параллельно и зарядили до напряжения U. Затем ключ К разомкнули, отключив конденсаторы от источника (см. рисунок). Пространство между их обкладками заполнено жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε. Какой будет разность потенциалов между обкладками, если из правого конденсатора диэлектрик вытечет?

Решение

В соответствии с определением понятия «ёмкость» для суммарного заряда конденсаторов имеем:

где 3С — суммарная ёмкость конденсаторов, когда оба они заполнены жидким диэлектриком. После вытекания диэлектрика из правого конденсатора суммарный заряд останется прежним. Так как для плоского конденсатора C~ε, то суммарная ёмкость станет равной (С + 2С/ε), а напряжение будет равно U₁, так что

Решая систему уравнений (1) и (2), получим ответ:

Задача 20

Катод фотоэлемента с работой выхода освещается светом частотой Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией перпендикулярно линиям индукции этого поля. Чему равен максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны?

Решение

№ этапа	Содержание этапа решения	Чертёж, график, формула	Оценка этапа в баллах
1	Записано уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:		1
2	Записано уравнение, связывающее силу Лоренца, действующую на электрон, с величиной центростремительного ускорения: Уравнение преобразовано к виду, устанавливающему связь между кинетической энергией электрона и радиусом орбиты:		1
3	Решена система уравнений и получен ответ в алгебраической форме: Подставлены значения констант и параметров и получен ответ в числовой форме:		1
Максимальный балл	3

Задача 21

В однородном магнитном поле, индукция которого протон движется перпендикулярно вектору магнитной индукции В по окружности радиусом 5 м. Определите скорость протона.

Решение

Из уравнения, связывающего на основе второго закона Ньютона силу Лоренца, действующую на протон, с модулем центростремительного ускорения: . Откуда выражаем искомую скорость.

Задача 22

К одному концу лёгкой пружины жёсткостью k = 100 Н/м прикреплён массивный груз, лежащий на горизонтальной плоскости, другой конец пружины закреплён неподвижно (см. рисунок). Коэффициент трения груза по плоскости Груз смещают по горизонтали, растягивая пружину, затем отпускают с начальной скоростью, равной нулю. Груз движется в одном направлении и затем останавливается в положении, в котором пружина уже сжата. Максимальное растяжение пружины, при котором груз движется таким образом, равно d = 15 см. Найдите массу m груза.

Решение

1. Начальная энергия системы равна потенциальной энергии растянутой пружины: После того, как пружину отпустили, она остановится в положении, при котором она сжата на величину Тогда конечная энергия системы равна потенциальной энергии сжатой пружины:

Приращение полной энергии системы равно работе силы трения

где — модуль силы реакции опоры.

2. В момент, когда груз остановился, по второму закону Ньютона равнодействующая всех сил стала равна нулю. Пружина сжата, поэтому сила упругости пружины направлена вправо. Её уравновешивает сила трения покоя, которая направлена против возможного движения, причём эта сила максимальна, т. к. по условию начальное положение пружины соответствует максимальному растяжению пружины, при котором груз движется таким образом.

Запишем закон Ньютона для вертикальной и горизонтальной оси:

3. Подставим полученное выражение для в равенство из пункта 1:

После подстановки получим

Задача 23

Хорошо проводящая рамка площадью вращается в однородном магнитном поле с индукцией перпендикулярной оси вращения рамки, с частотой Скользящие контакты от рамки присоединены к цепи, состоящей из резистора сопротивлением к которому последовательно присоединены два параллельно соединенных резистора сопротивлениями и (см. рис.). Найти максимальную силу тока, текущего через резистор в процессе вращения рамки. Индуктивностью цепи можно пренебречь.

Решение

При вращении рамки в магнитном поле в ней возникает ЭДС индукции, равная, по закону электромагнитной индукции Фарадея,

(здесь — угловая частота вращения рамки).

В цепи из резисторов, присоединенной к рамке, под действием этой ЭДС возникает ток, равный, согласно закону Ома для полной цепи, где согласно формулам для сопротивления цепи, состоящей из последовательно и, параллельно соединенных резисторов,

Поскольку падение напряжения на параллельно соединенных резисторах и одинаково, по закону Ома для участка цепи причем в точке разветвления тока Из всех записанных уравнений следует, что

откуда искомая максимальная сила тока равна, очевидно,

Подставляя числовые данные и проверяя размерность, получаем:

Задача 24

На двух вертикальных лёгких проводах длиной l каждый подвешен в горизонтальном положении массивный проводящий стержень длиной L. Верхние концы проводов присоединены к обкладкам конденсатора ёмкостью С. Система находится в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией В (см. рисунок). Стержень отклоняют от положения равновесия параллельно самому себе на небольшое расстояние и отпускают с нулевой начальной скоростью. Найдите зависимость от времени t заряда q конденсатора, считая, что в начальный момент, при конденсатор был не заряжен. Трением, сопротивлением всех проводников и контактов между ними, а также силами взаимодействия токов в проводниках с магнитным полем пренебречь.

Решение

Согласно условию задачи, взаимодействие токов в проводниках с магнитным полем пренебрежимо мало. Поэтому после отпускания стержень будет совершать свободные колебания, как математический маятник, с круговой частотой по закону где x — текущее отклонение стержня от положения равновесия.

Поток вектора магнитной индукции через замкнутый контур, содержащий все проводники и конденсатор, равен

По закону электромагнитной индукции Фарадея при колебаниях стержня в данном контуре будет возникать ЭДС индукции, равная

Поскольку сопротивлением проводников мы также пренебрегаем, то по закону Ома для полной цепи эта ЭДС равняется напряжению между обкладками конденсатора: откуда

Задача 25

В однородном магнитном поле с индукцией протон движется перпендикулярно вектору индукции со скоростью Определите радиус траектории протона.

Задача 26

Ядро изотопа водорода — дейтерия — движется в однородном магнитном поле индукцией перпендикулярно вектору В индукции по окружности радиусом 10 м. Определите скорость ядра.

Задача 27

В однородном магнитном поле с индукцией B, направленной вертикально вниз, равномерно вращается в горизонтальной плоскости против часовой стрелки положительно заряженный шарик массой m, подвешенный на нити длиной l (конический маятник). Угол отклонения нити от вертикали равен скорость движения шарика равна v. Найдите заряд шарика q.

Решение

Задача 28

На непроводящей горизонтальной поверхности стола проводящая жёсткая рамка массой m из однородной тонкой проволоки, согнутая в виде квадрата ACDE со стороной (см. рисунок). Рамка находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции которого перпендикулярен сторонам АЕ и CD и равен по модулю В. По рамке течёт ток в направлении, указанном стрелками (см. рисунок). При какой минимальной силе тока рамка начнет поворачиваться вокруг стороны CD?

Решение

Для того, чтобы рамка начала поворачиваться вокруг оси CD, вращательный момент сил, действующих на рамку и направленных вверх, должен быть не меньше суммарного момента сил, направленных вниз.

На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера Если направление тока и магнитного поля параллельны, то сила Ампера не действует. В данном случае на сторону АЕ действует сила Ампера которая по правилу буравчика направлена вверх (на рисунке — на нас). На каждую из сторон действует сила тяжести т. к. масса всего квадрата равна

Запишем условие моментов: где и — плечи сил относительно оси CD.

Отсюда находим минимальную силу тока

Задача 29

Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле м, модуль индукции магнитного поля равен 0,5 Тл. Определите отношение массы иона к его электрическому заряду Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите.

Решение

Разность потенциалов сообщает иону кинетическую энергию

В магнитном поле, на движущийся ион действует сила Лоренца, которая сообщает ему центростремительное ускорение:

Приравнивая правые части полученных равенств, имеем

Задача 30

Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок).

По стержню протекает ток I. Угол наклона плоскости Отношение массы стержня к его длине Модуль индукции магнитного поля Ускорение стержня Чему равна сила тока в стержне?

Решение

1) На рисунке показаны силы, действующие на стержень с током:

— сила тяжести направленная вертикально вниз;

— сила реакции опоры направленная перпендикулярно к наклонной плоскости;

— сила Ампера направленная горизонтально вправо, что вытекает из условия задачи.

2) Модуль силы Ампера

3) Систему отсчёта, связанную с наклонной плоскостью, считаем инерциальной. Для решения задачи достаточно записать второй закон Ньютона в проекциях на ось х (см. рисунок):

Отсюда находим

Задача 31

В зазоре между полюсами электромагнита вращается с угловой скоростью ω = 100 с^–1проволочная рамка в форме полуокружности радиусом r = 5 см, содержащая N = 20 витков провода. Ось вращения рамки проходит вдоль оси О рамки и находится вблизи края области с постоянным однородным магнитным полем с индукцией В = 1 Тл (см. рисунок), линии которого перпендикулярны плоскости рамки. Концы обмотки рамки замкнуты через скользящие контакты на резистор с сопротивлением R = 25 Ом. Пренебрегая сопротивлением рамки, найдите тепловую мощность, выделяющуюся в резисторе.

Решение

При вращении рамки в магнитном поле в ней возникает ЭДС индукции, равная по модулю

За малое время рамка поворачивается на угол и её площадь, находящаяся в магнитном, поле увеличивается на так что

Так происходит до тех пор, пока площадь рамки в поле увеличивается. После того как вся рамка окажется в поле, эта площадь начнёт уменьшаться с такой же скоростью, так что ЭДС поменяет знак, но сохранит своё значение.

Таким образом, согласно закону Ома для замкнутой цепи, в рамке всё время будет течь ток с одинаковым значением периодически изменяя своё направление на противоположное.

По закону Джоуля — Ленца тепловая мощность, выделяющаяся при этом процессе в резисторе, не зависит от направления тока и равняется

Задача 32

На шероховатой плоскости, наклонённой под углом к горизонту, находится однородный цилиндрический проводник массой от г и длиной см (см. рисунок). По проводнику пропускают ток в направлении «от нас», за плоскость рисунка, и вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией направленной вертикально вниз. При какой силе тока цилиндр будет оставаться на месте, не скатываясь с плоскости и не накатываясь на неё?

РешениеНарисуем силы, действующие на проводник с током: силу тяжести направленную вертикально вниз, силу нормального давления перпендикулярную плоскости, и силу Ампера равную по модулю и направленную в данном случае, согласно правилу левой руки, горизонтально влево (см. рисунок). Заметим, что все эти три силы приложены таким образом, что они не создают моментов сил относительно оси цилиндра. Поэтому в равновесии сила сухого трения цилиндра о шероховатую наклонную плоскость децствительно должна равняться нулю — иначе он бы покатился.

Спроецируем эти силы на направление вдоль плоскости и на перпендикуляр к ней. Условия равновесия имеют вид

Из первого уравнения находим искомую величину силы тока при равновесии цилиндра: Подставляя это значение во второе уравнение, находим (хотя эту величину находить по условию не требовалось).

Задача 33

Проводник движется равноускоренно в однородном вертикальном магнитном поле. Направление скорости перпендикулярно проводнику. Длина проводника — 2 м. Индукция перпендикулярна проводнику и скорости его движения. Проводник перемещается на 3 м за некоторое время. При этом начальная скорость проводника равна нулю, а ускорение 5 м/с². Найдите индукцию магнитного поля, зная, что ЭДС индукции на концах проводника в конце движения равна 2 В.

Решение

При движении проводника в магнитном поле на электроны в проводнике действует сила Лоренца. Сила Лоренца равна Напряжённость поля внутри проводника можно рассчитать по формуле Напряжение на концах проводника равно Движение равноускоренное, поэтому путь, пройденный проводником рассчитывается по формуле откуда Следовательно, откуда

Задача 34

Решение

Выражение для модуля ЭДС индукции в случае однородного поля: где S — площадь фигуры;

Закон Ома: E = IR, где R — сопротивление контура; — ток в контуре за время Δt изменения магнитного поля.

Выражение для заряда, протекающего по цепи:

Задача 35

К конденсатору С1 через диод и катушку индуктивности L подключён конденсатор ёмкостью С2 = 2 мкФ. До замыкания ключа К конденсатор С1 был заряжен до напряжения U = 50 В, а конденсатор С2 не заряжен. После замыкания ключа система перешла в новое состояние равновесия, в котором напряжение на конденсаторе С2 оказалось равным U2 = 20 В. Какова ёмкость конденсатора С1? (Активное сопротивление цепи пренебрежимо мало.)

Решение

Энергия заряженного конденсатора С1 до замыкания ключа К:Заряд конденсатора С1:

q = C1U.

Суммарная энергия заряженных конденсаторов после замыкания ключа К:

Так как процесс зарядки конденсатора С2 происходит медленно, нет потерь энергии на излучение, а следовательно, после замыкания ключа К первоначальная энергия заряженного конденсатора С1 в новом состоянии равновесия распределяется между конденсаторами:

Wэ = Wэ1 + Wэ2.

Кроме того, выполняется закон сохранения заряда: q = q1 + q2 = C1U1 + C2U2. Объединяя соотношения, получаем систему уравнений

Решая эту систему, получаем

Задача 36

Математический маятник, грузик которого имеет массу m = 8 г, совершает малые колебания в поле силы тяжести с периодом T₁ = 0,7 с. Грузик зарядили и включили направленное вниз однородное вертикальное электрическое поле, модуль напряжённости которого равен E = 3 кВ/м. В результате этого период колебаний маятника стал равным T₂ = 0,5 с. Найдите заряд q грузика.

Решение

1. В первом случае период колебаний математического маятника равен где l — длина нити подвеса маятника.

2. Во втором случае период колебаний шарика в электрическом поле, направленном вниз, уменьшился, значит, сила натяжения нити подвеса увеличилась и заряд шарика — положительный.

3. При малых колебаниях математического маятника с грузиком массой m и с зарядом q в поле тяготения модуль F силы натяжения нити близок к mg + qE. Уравнение движения грузика в проекции на горизонтальную ось Х имеет вид: где — угол отклонения нити от вертикали, x — смещение грузика. Отсюда получаем уравнение гармонических колебаний: или где Период этих колебаний равен

4. Из последнего уравнения находим заряд шарика маятника:

мкКл.

Задача 37

По горизонтально расположенным шероховатым рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением могут скользить два одинаковых стержня массой и сопротивлением каждый. Расстояние между рельсами а коэффициент трения между стержнями и рельсами Рельсы со стержнями находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией (см. рисунок). Под действием горизонтальной силы, действующей на первый стержень вдоль рельс, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго? Самоиндукцией контура пренебречь.

Решение

Задача 38

Два параллельных друг другу рельса, лежащих в горизонтальной плоскости, находятся в однородном магнитном поле, индукция B которого направлена вертикально вниз (см. рисунок, вид сверху). На рельсах находятся два одинаковых проводника. Левый проводник движется вправо со скоростью V, а правый — покоится. С какой скоростью v надо перемещать правый проводник направо, чтобы в три раза уменьшить силу Ампера, действующую на левый проводник? (Сопротивлением рельсов пренебречь.)

Решение

Источник

Канал видеоролика: Математик МГУ

Смотреть видео:

#математикаогэ #гвэ #егэответы #репетиторпоматематике #репетитор_по_математике #огэматематика #огэответы #подготовкакогэ #подготовкакегэ

Свежая информация для ЕГЭ и ОГЭ по Математике (листай):

С этим видео ученики смотрят следующие ролики:

Магнетизм. Расчётная задача С5 | Физика ЕГЭ | Pi-Fi

Математика ОГЭ и ЕГЭ с Пифагором

ЕГЭ 2023. Физика. Структура экзамена и метод размерностей

Математик МГУ

ЕГЭ 2023 Физика. Игра в карты с механикой

Математик МГУ

ЕГЭ 2023 Физика. Электричество и электрические схемы

Математик МГУ

Облегчи жизнь другим ученикам — поделись! (плюс тебе в карму):

22.08.2022

Комментарии

RSS

Написать комментарий

Нет комментариев. Ваш будет первым!

Ваше имя:

Загрузка…

Источник

Задачи по магнетизму с решениями

Сила Ампера

8.1.1 Под каким углом расположен прямолинейный проводник с током 4 А в однородном магнитном
8.1.2 Проводник с током 21 А и длиной 0,4 м перемещается в однородном магнитном поле
8.1.3 В однородном магнитном поле индукцией 15 Тл проводник переместился перпендикулярно
8.1.4 На прямой проводник с током длиной 0,5 м, перпендикулярный линиям индукции
8.1.5 Прямолинейный проводник массой 2 кг и длиной 0,5 м помещен в однородное магнитное поле
8.1.6 Проводник, расположенный перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, весит
8.1.7 С какой средней силой действовало магнитное поле на проводник длиной 0,3 м, если сила тока
8.1.8 В однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,25 Тл горизонтально подвешен
8.1.9 В однородном магнитном поле с индукцией 0,06 Тл находится горизонтальный проводник
8.1.10 В однородном магнитном поле с индукцией 150 мТл на расстояние 1,2 м перемещается
8.1.11 Проводник массой 5 г на метр длины, по которому течет ток силой в 10 А, расположенный
8.1.12 Прямой проводник с током 1 А приобрел под действием перпендикулярного ему магнитного
8.1.13 На прямолинейный проводник длиной 40 см и током 20 А, расположенный под углом
8.1.14 В однородном магнитном поле с индукцией 4,9 Тл горизонтально подвешен на двух нитях
8.1.15 Прямой провод, по которому течет постоянный ток, расположен в однородном магнитном
8.1.16 По проводнику АБ протекает постоянный ток. Проводник помещен в однородное магнитное
8.1.17 По проводнику АБ протекает постоянный ток. Проводник помещен в однородное магнитное
8.1.18 По проводнику АБ протекает постоянный ток. Проводник помещен в однородное магнитное
8.1.19 Прямой проводник, по которому течет постоянный ток, расположен в однородном магнитном
8.1.20 Прямой провод, по которому течет постоянный ток, расположен в однородном магнитном
8.1.21 Провод длиной 20 см с током 10 А перемещается в однородном магнитном поле с индукцией

Сила Лоренца

8.2.1 Электрон с энергией 4,2*10^(-18) Дж влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,3 Тл
8.2.2 На частицу со стороны однородного магнитного поля действует сила Лоренца, равная
8.2.3 Электрон и протон, двигаясь с одинаковыми скоростями, влетают в однородное магнитное
8.2.4 Протон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 20 мкТл перпендикулярно линиям
8.2.5 Два электрона ускоряются из состояния покоя электрическим полем с разностью потенциалов
8.2.6 Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,004 Тл так, что направление
8.2.7 Во сколько раз изменится радиус траектории движения заряженной частицы в циклотроне
8.2.8 Электрон, ускоренный разностью потенциалов 1 кВ, влетает в однородное магнитное поле
8.2.9 Протон описал окружность радиусом 5 см в однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл
8.2.10 Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности радиусом 4 см
8.2.11 Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл по окружности
8.2.12 Протон движется в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл со скоростью 200000 км/с
8.2.13 Заряженная частица, ускоренная разностью потенциалов 200 В, влетела в точке 1
8.2.14 Электрон, двигаясь равноускоренно из состояния покоя с ускорением 5 м/с2, в течение 1 мин
8.2.15 Электрон, имея скорость 2000 км/с, влетел в однородное магнитное поле с индукцией
8.2.16 Каким должен быть модуль скорости электрона, чтобы его движение было прямолинейным
8.2.17 Двухвалентный ион движется со скоростью 481 км/с в однородном магнитном поле
8.2.18 Циклотрон предназначен для ускорения протонов до энергии 5 МэВ. Определить
8.2.19 Протон движется в вакууме в однородном магнитном поле с индукцией 94,2 мкТл
8.2.20 Электрон, движущийся со скоростью 10^7 м/с, влетает в однородное магнитное поле
8.2.21 Электрон, прошедший некоторую разность потенциалов, влетает в однородное магнитное
8.2.22 Если конденсатор с расстоянием между пластинами 1 см определенным образом
8.2.23 Электрон движется в магнитном поле с индукцией 2 мТл по винтовой линии радиусом
8.2.24 Заряженная частица влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям
8.2.25 Протон и альфа-частица (4He2), ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влетают
8.2.26 Протон и дейтрон (ядро изотопа водорода 2H1), имеющие одинаковые скорости, влетают
8.2.27 Протон и дейтрон (ядро изотопа водорода 2H1) влетают в однородное магнитное поле
8.2.28 Протон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции

Магнитный момент. Магнитный поток

8.3.1 Сила тока в плоском контуре возрастает в 2 раза. Во сколько раз увеличивается
8.3.2 Поток магнитной индукции, пронизывающий плоскость квадрата, равен 0,2 Вб. Каким
8.3.3 Определить силу тока, протекающего по плоскому контуру площадью 5 см2, находящемуся
8.3.4 Найти максимальный магнитный поток через прямоугольную рамку, вращающуюся
8.3.5 Определить индуктивность катушки, в которой возникает поток 0,12 Вб при силе тока
8.3.6 Полоску площадью 200 см2, расположенную под углом 60 к направлению однородного
8.3.7 Определить изменение магнитного потока через катушку, если она имеет 2000 витков
8.3.8 Магнитная индукция однородного магнитного поля равна 4 Тл. Какой магнитный поток
8.3.9 Рамка площадью 100 см2 расположена перпендикулярно линиям магнитной индукции
8.3.10 Магнитная индукция однородного магнитного поля равна 0,5 Тл. Найти магнитный поток
8.3.11 Прямоугольная рамка из провода имеет длину 25 см и ширину 12 см. Определить
8.3.12 Плоский контур площадью 25 см2 находится в однородном магнитном поле с индукцией
8.3.13 Найти магнитный поток через плоскую поверхность площадью 40 см2, расположенную
8.3.14 Определить индукцию однородного магнитного поля, если на прямоугольную рамку
8.3.15 Из проволоки длиной 20 см сделали квадратный контур. Найти максимальный вращающий
8.3.16 Определить вращающий момент плоского контура площадью 0,04 м2, помещенного
8.3.17 Определить поток вектора магнитной индукции через плоскую поверхность площадью
8.3.18 Какую размерность в системе СИ имеет единица измерения магнитного потока?

ЭДС индукции

8.4.1 Найти величину ЭДС индукции в проводнике с длиной активной части 0,25 м, который
8.4.2 Магнитный поток, пронизывающий контур проводника, равномерно изменился на 0,5 Вб
8.4.3 В замкнутую накоротко катушку из медной проволоки вводят магнит, создающий внутри ее
8.4.4 Магнитный поток в контуре проводника за 0,2 с изменился на 1,2 Вб. Какова ЭДС
8.4.5 Магнитный поток через контур изменяется от 6 до 14 Вб за 20 с. Определите абсолютную
8.4.6 Два замкнутых круговых проводника лежат в одной плоскости. При одинаковом изменении
8.4.7 Проводник длиной 2 м движется в однородном магнитном поле индукцией 0,1 Тл
8.4.8 В однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл равномерно вращается рамка
8.4.9 Рамка из 1000 витков площадью 5 см2, замкнутая на гальванометр с сопротивлением 10 кОм
8.4.10 Магнитный поток, пронизывающий контур проводника, равномерно изменился на 0,5 Вб
8.4.11 С какой скоростью движется проводник в воздухе перпендикулярно линиям индукции
8.4.12 За 5 мс в соленоиде, содержащем 500 витков провода, магнитный поток равномерно
8.4.13 Проводник длиной 1 м движется со скоростью 5 м/с перпендикулярно линиям индукции
8.4.14 Рамка в форме равностороннего треугольника помещена в однородное магнитное поле
8.4.15 Проводник длиной l=1 м лежит на двух гладких горизонтальных шинах, расположенных
8.4.16 Плоская проволочная квадратная рамка со стороной 60 см находится в магнитном поле
8.4.17 Квадратная рамка площадью 100 см2 вращается в магнитном поле с индукцией 0,2 Тл
8.4.18 Рамка площадью 20 см2, имеющая 1000 витков, вращается с частотой 50 Гц
8.4.19 Рамка из 25 витков находится в магнитном поле. Определить ЭДС индукции
8.4.20 Из провода длиной 2 м сделан квадрат, который находится в поле индукцией 50 мкТл
8.4.21 Самолет, имеющий размах крыльев 31,7 м, летит горизонтально со скоростью 400 м/с
8.4.22 Сколько витков провода должна содержать обмотка на стальном сердечнике с поперечным
8.4.23 Какого максимального значения может достигать разность потенциалов, возникающая
8.4.24 Проволочный виток площадью 1 см2 и сопротивлением 1 Ом пронизывается магнитным
8.4.25 Металлическое кольцо радиусом 4,8 см расположено в магнитном поле с индукцией 12 мТл
8.4.26 Прямолинейный проводник длиной 120 см движется в однородном магнитном поле
8.4.27 Под каким углом к линиям индукции однородного магнитного поля индукции 0,5 Тл
8.4.28 Контур сечением 400 см2 из 100 витков равномерно вращается в однородном магнитном
8.4.29 Магнитный поток 30 мВб, пронизывающий замкнутый контур, убывает до нуля за 13 мс
8.4.30 Катушка сопротивлением 100 Ом, состоящая из 1000 витков площадью 5 см2 каждый
8.4.31 Магнитный поток через катушку, состоящую из 75 витков, равен 4,8 мВб. За сколько
8.4.32 Проводник длиной 2 м с сопротивлением 0,02 Ом движется в магнитном поле со скоростью
8.4.33 Проводник с активной длиной 15 см и сопротивлением 0,5 Ом движется со скоростью
8.4.34 Определить ЭДС индукции в проводнике длиной 20 см, движущегося в однородном
8.4.35 Магнитный поток через соленоид, содержащий 500 витков провода, равномерно убывает
8.4.36 Определить изменение магнитного потока через катушку за время 0,01 с, если она
8.4.37 Рамка площадью 20 см2, имеющая 1000 витков, вращается с частотой 50 Гц в однородном
8.4.38 Соленоид, содержащий 1000 витков провода, находится в однородном магнитном поле
8.4.39 Катушку с ничтожно малым сопротивлением и индуктивностью 3 Гн подключают
8.4.40 Катушка сопротивлением 100 Ом, состоящая из 1000 витков, площадью 5 см2 каждый
8.4.41 Проводник длиной 25 см движется в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл
8.4.42 Рамка площадью 300 см2 имеет 200 витков и находится в магнитном поле 0,1 Тл, силовые
8.4.43 Виток площадью 50 см2 замкнут на конденсатор емкостью 20 мкФ. Плоскость витка
8.4.44 В однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией B=60 мТл находится
8.4.45 Горизонтальные рельсы находятся на расстоянии 0,3 м друг от друга. На них лежит
8.4.46 Контур площадью 2 м2 и сопротивлением 0,003 Ом находится в однородном поле
8.4.47 Плоский виток провода расположен перпендикулярно однородному магнитному полю
8.4.48 Короткозамкнутая катушка, состоящая из 1000 витков проволоки, помещена в магнитное поле
8.4.49 Поток магнитной индукции в проводящем контуре, содержащем 100 витков
8.4.50 В магнитном поле с индукцией 0,01 Тл вращается стержень длиной 0,2 м с постоянной
8.4.51 Найти максимальный магнитный поток через прямоугольную рамку, вращающуюся
8.4.52 При равномерном изменении силы тока через катушку из 500 витков в ней возникает
8.4.53 Соленоид, содержащий 1000 витков медной проволоки сечением 0,2 мм2, находится
8.4.54 Какой ток идет через гальванометр с сопротивлением 100 Ом, присоединенный
8.4.55 Два металлических стержня расположены вертикально и замкнуты вверху проводником
8.4.56 Две параллельные вертикальные медные шины, находящиеся в 1 м друг от друга
8.4.57 В однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл расположены вертикально
8.4.58 Проволочный виток, имеющий площадь 100 см2, разрезан в некоторой точке, и в разрез
8.4.59 Виток медного провода помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям
8.4.60 Рамка площадью 100 см2, на которой намотано 100 витков провода сопротивлением 10 Ом
8.4.61 Медный обруч массой 5 кг расположен в плоскости магнитного меридиана. Какой заряд
8.4.62 Магнитный поток через контур сопротивлением 2 Ом равномерно увеличили от 0 до 0,3 мВб
8.4.63 Проволочная рамка площадью 400 см2 равномерно вращается в однородном магнитном
8.4.64 Катушка индуктивности площадью 2 см2 из 500 витков толстого провода подключена
8.4.65 Два параллельных замкнутых на одном конце провода, расстояние между которыми 50 см
8.4.66 С какой угловой скоростью надо вращать прямой проводник длиной 20 см вокруг оси
8.4.67 Тонкий медный провод массой 1 г согнут в виде квадрата, и концы его замкнуты
8.4.68 Квадратная рамка со стороной 20 см расположена в магнитном поле так
8.4.69 В однородном магнитном поле с индукцией 0,02 Тл расположены вертикально
8.4.70 Прямолинейный проводник длиной 10 см перемещают в однородном магнитном поле

Самоиндукция

8.5.1 Соленоид сечением 10 см2 содержит 1000 витков. Индукция внутри соленоида
8.5.2 Определить индуктивность катушки, если при силе тока 6,2 А, её магнитное поле
8.5.3 В соленоиде, индуктивность которого 0,4 мГн и площадь поперечного сечения 10 см2
8.5.4 Найти индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2 А
8.5.5 Какова индуктивность катушки с железным сердечником, если за время 0,5 с ток в цепи
8.5.6 Определите индуктивность катушки, если при постоянном изменении в ней тока
8.5.7 При изменении силы тока в катушке от 5 до 10 А за 0,1 с возникает ЭДС
8.5.8 Какова скорость изменения силы тока в обмотке электромагнитного реле
8.5.9 По катушке индуктивностью 80 мГн проходит постоянный ток 2 А. Определить время убывания тока
8.5.10 За какое время в катушке с индуктивностью 0,24 Гн происходит нарастание силы тока от нуля до 14,4 А
8.5.11 Какова индуктивность катушки, если за время 2,5 с ток изменился от 15 до 5 А, а возникшая
8.5.12 При протекании тока силой 15,7 А по обмотке длинной катушки диаметром 2 см и индуктивностью
8.5.13 В катушке индуктивности 40 мГн при равномерном исчезновении тока 2 А в течение 0,01 с
8.5.14 Определите индуктивность катушки, если при равномерном изменении в ней тока от 5 до 10 А
8.5.15 Ток в катушке индуктивности L=2 Гн изменяется со временем, как показано на рисунке

Энергия магнитного поля

8.6.1 Во сколько раз изменится энергия магнитного поля соленоида, если силу тока в нем
8.6.2 На катушке с сопротивлением 5 Ом и индуктивностью 25 мГн поддерживается
8.6.3 Индуктивность катушки 0,1 мГн. При каком магнитном потоке энергия магнитного поля
8.6.4 На катушку с сопротивлением 8,2 Ом подано постоянное напряжение 55 В. Сколько
8.6.5 Определите энергию магнитного поля, если при протекании тока 2 А магнитный поток
8.6.6 Определить индуктивность катушки, если в ней при прохождении тока 2 А энергия
8.6.7 По катушке протекает постоянный ток, создающий магнитное поле. Энергия этого поля
8.6.8 Какой должна быть сила тока в обмотке дросселя с индуктивностью 15 мГн
8.6.9 Определить индуктивность катушки, если при токе 6,4 А ее магнитное поле
8.6.10 Какая совершается работа при пересечении проводником с током 4 А магнитного потока

( 26 оценок, среднее 4.62 из 5 )

Источник

Эксперт ЕГЭ Н. Л. Точильникова
Задача 31 на ЕГЭ по физике – это расчетная задача из раздела «механические колебания», «электричество» (электростатика, конденсаторы или электрические цепи), «магнетизм», «электромагнитные колебания» или «оптика». Задача может быть и комбинированной: сразу на несколько тем.

Например, вот задача на электростатику и механические колебания:

1. ЕГЭ-2010, вар. 2926

По гладкой горизонтальной направляющей длины скользит бусинка с положительным зарядом Q>0 и массой . На концах направляющей находятся положительные заряды q>0 (см. рисунок). Бусинка совершает малые колебания относительно положения равновесия, период которых равен .

Чему будет равен период колебаний бусинки, если ее заряд увеличить в 2 раза?

Решение:

При небольшом смещении бусинки от положения равновесия

на нее действует возвращающая сила:

$F_x=kgenfrac{}{}{}{0}{qQ}{(l+x)^2}-kgenfrac{}{}{}{0}{qQ}{(l-x)^2}=kqQgenfrac{}{}{}{0}{(l-x)^2-(l+x)^2}{(l+x)^2(l-x)^2}=$

$=-kqQgenfrac{}{}{}{0}{4lx}{(l+x)^2(l-x)^2}approx -kgenfrac{}{}{}{0}{4qQ}{l^3}x,$

пропорциональная смещению . Ускорение бусинки, в соответствии со вторым законом Ньютона, $ma=-kgenfrac{}{}{}{0}{4qQ}{l^3}x,$ , пропорционально смещению.

Отсюда $a=-kgenfrac{}{}{}{0}{4qQ}{ml^3}x$ . С другой стороны при гармонических колебаниях .

Откуда:

$omega^2=kgenfrac{}{}{}{0}{4qQ}{ml^3}$ , а $omega=sqrt {kgenfrac{}{}{}{0}{4qQ}{ml^3}}.$

Так как $T = kgenfrac{}{}{}{0}{2pi}{omega}$ , получаем:

$T = kgenfrac{}{}{}{0}{2pi}{sqrt {kgenfrac{}{}{}{0}{4qQ}{ml^3}}}$

То есть при такой зависимости ускорения от смещения бусинка совершает гармонические колебания, период которых $T=pi sqrt {genfrac{}{}{}{0}{m}{kqQ}l^3}$ .

При увеличении заряда бусинки Q_1=2Q период колебаний уменьшится:

$genfrac{}{}{}{0}{T_1}{T}=sqrt{genfrac{}{}{}{0}{Q}{Q_1}}=genfrac{}{}{}{0}{1}{sqrt{2}}.$

Ответ: $T_1=genfrac{}{}{}{0}{T}{sqrt{2}}$

2. ЕГЭ – 2010, вариант 2926

По стержню протекает ток . Угол наклона плоскости $alpha = 30^{circ}$ . Отношение массы стержня к его длине $genfrac{}{}{}{0}{m}{L} = 0,1$ кг/м.

Модуль индукции магнитного поля B=0,2 Тл. Ускорение стержня a=1,9 м/с2 . Чему равна сила тока в стержне?

Решение:

1) На рисунке показаны силы, действующие на стержень с током:

– сила тяжести , направленная вертикально вниз;
– сила реакции опоры , направленная перпендикулярно к наклонной плоскости;
– сила Ампера F_A , направленная горизонтально вправо, что вытекает из условия задачи.

2) Модуль силы Ампера F_A=IBL , (1)
где – длина стержня.

3) Систему отсчета, связанную с наклонной плоскостью, считаем инерциальной.

Для решения задачи достаточно записать второй закон Ньютона в проекциях на ось (см. рисунок): , (2)
где – масса стержня.

Отсюда находим $I=genfrac{}{}{}{0}{m}{L}cdot genfrac{}{}{}{0}{(a_x+g sin alpha)}{B cos alpha}.$ (3)

$I=genfrac{}{}{}{0}{0,1 cdot (1,9 + 10 cdot genfrac{}{}{}{0}{1}{2})}{0,2 cdot genfrac{}{}{}{0}{sqrt{3}}{2}}approx 4 A.$

Ответ: А.

Спасибо за то, что пользуйтесь нашими публикациями.
Информация на странице «Задача 31 на ЕГЭ по физике» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать нужные и поступить в высшее учебное заведение или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из данного раздела.

Публикация обновлена:
09.03.2023

Источник

Разбор
задач с решением

по
теме : «Электромагнитная индукция» .

А25-1. В
заштрихованной области на рисунке действует однородное магнитное поле,
направленное перпендикулярно плоскости рисунка, В = 0,1 Тл.
Проволочную квадратную рамку сопротивлением R = 10 Ом и
стороной l = 10 см перемещают в плоскости рисунка
поступательно со скоростью υ = 1 м/с. Чему равен
индукционный ток в рамке в состоянии 1?

А25-2. В
заштрихованной области на рисунке действует однородное магнитное поле,
перпендикулярное плоскости рисунка с индукцией В = 0,1 Тл.
Квадратную проволочную рамку, сопротивление которой 10 Ом и
длина стороны 10 см, перемещают в этом поле в плоскости
рисунка поступательно равномерно с некоторой скоростью v. При
попадании рамки в магнитное поле в положении 1 в ней
возникает индукционный ток, равный 1 мА. Какова скорость
движения рамки?

С1-1. На рисунке
приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата,
трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок
реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы
электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе
перемещения ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению
с ε.

С1-3. Сквозь
металлическое и деревянное кольца, не касаясь их, падают одинаковые
намагниченные стержни, как показано на рисунке. По-разному ли влияют кольца на
ускорение а стержней, и если да, то в чем состоит это
различие? Рассмотрите две стадии падения стержня: стержень сближается с
кольцом; стержень удаляется от кольца. Ответ поясните, указав, какие физические
закономерности вы использовали для объяснения.

С5-6. Катушка,
обладающая индуктивностью L, соединена с источником питания
с ЭДС ε и двумя одинаковыми резисторами R.
Электрическая схема соединения показана на рис. 1. В
начальный момент ключ в цепи разомкнут. В момент времени t = 0 ключ
замыкают, что приводит к изменениям силы тока, регистрируемым амперметром, как
показано на рис. 2. Основываясь на известных физических
законах, объясните, почему при замыкании ключа сила тока плавно увеличивается
до некоторого нового значения – I₁. Определите
значение силы тока I₁. Внутренним сопротивлением
источника тока пренебречь.

С5-7. Намагниченный
стальной стержень начинает свободное падение с нулевой начальной скоростью из
положения, изображённого на рис. 1. Пролетая сквозь
закреплённое проволочное кольцо, стержень создаёт в нём электрический ток, сила
которого изменяется со временем так, как показано на рис. 2.

С5-8. Медное
кольцо, диаметр которого — 20 см, а диаметр провода
кольца 2 мм, расположено в однородном магнитном поле.
Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Определите модуль
скорости изменения магнитной индукции поля со временем, если при этом в кольце
возникает индукционный ток 10 А. Удельное сопротивление
меди ρ_С_u = 1,72 • 10^-8 Ом·м.

С5-9. Медное
кольцо из провода диаметром 2 мм расположено в
однородном магнитном поле, магнитная индукция которого меняется по модулю со
скоростью 1,09 Тл/с. Плоскость кольца перпендикулярна
вектору магнитной индукции. Каков диаметр кольца, если возникающий в нём
индукционный ток равен 10 А? Удельное сопротивление
меди ρ_Cu = 1,72·10^-8 Ом

С5-10. Медное
кольцо, диаметр которого 20 см, а диаметр провода
кольца 2 мм, расположено в однородном магнитном поле.
Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Определите модуль
скорости изменения магнитной индукции поля со временем, если при этом в кольце
возникает индукционный ток 10 А. Удельное сопротивление меди r_Cu =
1,72•10^–8 Ом•м.

С5-11. Плоская
рамка из провода сопротивлением 5 Ом находится в
однородном магнитном поле. Проекция магнитной индукции поля на ось Ох,
перпендикулярную плоскости рамки, меняется от В_1х =
3 Тл до В_2х = -1 Тл. За время изменения
поля по рамке протекает заряд 1,6 Кл. Определите площадь
рамки.

С5-12. Плоская
рамка из провода сопротивлением 5 Ом находится в
однородном магнитном поле. Проекция магнитной индукции поля на ось Ох,
перпендикулярную плоскости рамки, меняется от В_1х =
3 Тл до В_2х = -1 Тл. Площадь
рамки 2 м². Какой заряд пройдет по рамке за время
изменения поля?

С5-13. Плоская
горизонтальная фигура площадью 0,1 м²,
ограниченная проводящим контуром с сопротивлением 5 Ом,
находится в однородном магнитном поле. Пока проекция вектора магнитной индукции
на вертикальную ось Oz медленно и равномерно возрастает
от В_1Z = – 0,15 Тл до некоторого
конечного значения В_2Z, по контуру протекает
заряд 0,008 Кл. Найдите В_2Z.

С5-14. Замкнутый
контур из тонкой проволоки помещён в магнитное поле. Плоскость контура
перпендикулярна вектору магнитной индукции поля. Площадь контура S =
2•10^–3 м². В контуре возникают колебания
тока с амплитудой i_м = 35 мА, если магнитная
индукция поля меняется с течением времени в соответствии с формулой B
= acos(bt), где а = 6•10^–3 Тл, b
= 3500 с^–1. Чему равно электрическое сопротивление контура
R?

С5-16. Проводник
длиной 1 м движется равноускоренно в однородном
магнитном поле, индукция которого равна0,5 Тл и направлена
перпендикулярно проводнику и скорости его движения (см. рисунок). Начальная
скорость движения проводника 4 м/с. Значение ЭДС
индукции в этом проводнике в конце перемещения на расстояние 1 мравно 3
В. Чему равно ускорение, с которым движется проводник в магнитном
поле?

С5-17. Горизонтально
расположенный проводник движется равноускоренно в вертикальном однородном
магнитном поле, индукция которого равна 1 Тл и
направлена перпендикулярно проводнику и скорости его движения (см. рисунок).
При начальной скорости проводника, равной нулю, и ускорении 8 м/с²,
проводник переместился на 1 м. ЭДС индукции на концах
проводника в конце перемещения равна 6 В. Какова длина
проводника?

С5-18. Горизонтально
расположенный проводник длиной 1 м движется
равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого
равна 0,5 Тл и направлена перпендикулярно проводнику и
скорости его движения (см. рисунок). При начальной скорости проводника, равной
нулю, проводник переместился на 1 м. ЭДС индукции на концах
проводника в конце перемещения равна 2 В. Каково ускорение
проводника?

С5-19. Прямоугольный
контур, образованный двумя рельсами и двумя перемычками, находится в однородном
магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура. Правая перемычка скользит
по рельсам, сохраняя надежный контакт с ними. Известны величины: индукция
магнитного поля В = 0,1 Tл, расстояние между рельсами l
= 10 см, скорость движения перемычки v = 2 м/c,
сопротивление контура R = 2 Ом. Какова сила индукционного
тока в контуре? Ответ выразите в миллиамперах (мА)

С5-20. Два
параллельных друг другу рельса, лежащих в горизонтальной плоскости, находятся в
однородном магнитном поле, индукция B которого направлена вертикально вниз (см.
рисунок – вид сверху). На рельсах перпендикулярно им лежат два одинаковых
проводника, способных скользить по рельсам без нарушения электрического
контакта. Левый проводник движется вправо со скоростью V, а
правый покоится. С какой скоростью v надо перемещать
правый проводник, чтобы в три раза уменьшить силу Ампера, действующую на левый
проводник? (Сопротивлением рельсов пренебречь.)

С5-21. По
параллельным проводникам bc и ad,
находящимся в магнитном поле с индукцией В, со скоростью v
= 1 м/с скользит проводящий стержень MN,
который находится в контакте с проводниками (см. рисунок). Расстояние между
проводниками l = 20 см. Между проводниками подключен
резистор cсопротивлением R = 2 Ом. Сопротивление стержня и
проводников пренебрежимо мало. При движении стержня по резистору R течет
ток I = 40 мА. Какова индукция магнитного поля?

С5-22. По
П-образному проводнику abcd постоянного сечения
скользит со скоростью v медная перемычка abдлиной l из
того же материала и такого же сечения. Проводники, образующие контур, помещены
в постоянное однородное магнитное поле, вектор индукции которого направлен
перпендикулярно плоскости проводников (см. рисунок). Какова индукция магнитного
поля B, если в тот момент, когда ab = ac,
разность потенциалов между точками a и b равна U?
Сопротивление между проводниками в точках контакта пренебрежимо мало, а
сопротивление проводов велико.

С5-23. Тонкий
алюминиевый брусок прямоугольного сечения, имеющий длину L =
0,5 м, соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости
из диэлектрика в вертикальном магнитном поле индукцией В = 0,1 Тл (см.
рисунок). Плоскость наклонена к горизонту под углом α = 30°.
Продольная ось бруска при движении сохраняет горизонтальное направление. Найдите
величину ЭДС индукции на концах бруска в момент, когда брусок пройдет по
наклонной плоскости расстояние I = 1,6 м.

С5-24. Горизонтальный
проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением
вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле
(см. рисунок). По стержню протекает ток I. Угол
наклона плоскости α = 30°. Отношение массы стержня к его
длине m/l = 0,1 кг/м.
Модуль индукции магнитного поля В = 0,2Тл. Ускорение
стержня a = 1,9 м/с². Чему равна сила тока в стержне?

Источник