Ratkaisuja koeongelmiin. Magneettikenttä

Esimerkki . Hiukkanen, jonka massa on m ja joka kantaa varauksen q, lentää tasaiseen magneettikenttään, joka on kohtisuorassa vektorin viivoja vastaan SISÄÄN(Kuva 10). Määritä varautuneen hiukkasen ympyrän säde, jakso ja ympyrätaajuus.

Ratkaisu . Lorentzin voiman magneettinen komponentti taivuttaa hiukkasen liikerataa, mutta ei nosta sitä pois kenttään nähden kohtisuorasta tasosta. Nopeuden itseisarvo ei muutu, voima pysyy vakiona, joten hiukkanen liikkuu ympyrää. Lorentzin voiman magneettisen komponentin ja keskipakovoiman rinnastaminen

saamme hiukkasen säteen yhtälön

Hiukkasten kiertoaika

. (3.3.3)

Ympyrätaajuus ω on hiukkasen kierrosluku, eli kierrosten lukumäärä 2π sekunnissa,

(3.3.3 ΄).

Vastaus : R = mv/(qB); ω = qB/m; tietyntyyppisille hiukkasille jakso ja taajuus riippuvat vain induktiosta magneettikenttä.

Tarkastellaan kulmassa liikkuvan hiukkasen liikettä< 90° к направлению линий вектора SISÄÄN(Kuva 11). Määritetään heliksin h nousu. Nopeus v on kaksi komponenttia, joista toinen v çç = v cosβ, on yhdensuuntainen SISÄÄN, toinen v ^ = v sin β on kohtisuorassa magneettisen induktion linjoille SISÄÄN.

Kun hiukkanen liikkuu viivoja pitkin SISÄÄN voiman magneettinen komponentti on nolla, joten hiukkanen liikkuu tasaisesti pitkin kenttää nopeudella

vçç = v cosβ.

Helix pitch

h = v çç T = v T cosβ.

Korvaamalla T:n lauseke kaavasta (1.3.3) saadaan:

(3.3.4)

Johdinelementtiä kohden, jonka virtatunnus on l Ampère-voima vaikuttaa magneettikenttään.

tai skalaarimuodossa

dF = I dl B sinα, (3.3.5)

jossa α on johdinelementin ja magneettisen induktion välinen kulma.

Äärillisen pituiselle johtimelle on otettava integraali:

F= I ∫ . (3.3.6)

Ampèren voiman suunta sekä Lorentzin voima (katso yllä) määräytyy vasemman käden säännöllä. Mutta kun otetaan huomioon se tosiasia, että neljä sormea ​​on suunnattu virtaa pitkin.

Esimerkki . Tasaiseen magneettikenttään sijoitetaan puolirenkaan muotoinen johdin, jonka säde on R = 5 cm (kuva 12), jonka voimalinjat on suunnattu meistä poispäin (kuvattu ristillä). Etsi johtimeen vaikuttava voima, jos johtimen läpi kulkevan virran voimakkuus on I \u003d 2 A ja magneettikentän induktio B \u003d 1 μT.

Ratkaisu . Käytetään kaavaa (3.3.6) ottaen huomioon, että integraalin alla on vektoritulo ja siten lopulta vektorisuure. Vektorien summa on kätevä löytää projisoimalla vektoreita - termejä koordinaattiakselille ja lisäämällä niiden projektiot. Siksi, kun ongelma ratkaistaan ​​skalaarimuodossa, integraali voidaan esittää integraalien summana:

F = ∫ dF i, F = ∫ dF x + ∫ dF y.

Vasemman käden säännön mukaan löydämme voimavektorit d F vaikuttaa jokaiseen johtimen elementtiin (kuva 12).

Ensimmäinen integraali oikealla on nolla, koska projektioiden summa d F on yhtä suuri kuin nolla, kuten kuvasta seuraa: kuvan symmetriasta johtuen jokainen positiivinen projektio vastaa samansuuruista negatiivista. Tällöin haluttu voima on vain yhtä suuri kuin toinen integraali

F = ∫ dF y = ∫ dF cosβ,

missä β on vektorien välinen kulma d F ja akseli ОΥ, ja johtimen pituuselementti voidaan esittää muodossa dl = R cos β. Koska kulma mitataan ОΥ-akselilta vasemmalle ja oikealle, integrointirajat ovat arvot -90 0 ja 90 0 . Kun dl korvataan dF:llä ja ratkaistaan ​​toinen integraali, saadaan

F=

Numeerinen laskelma antaa: F = 2 2 A 10 -6 T 0,05 m = 2 10 -7 N.

Vastaus: F = 2 10-7 N.

Ampèren laki antaa lausekkeen voimalle, jolla kaksi äärettömän pitkiä yhdensuuntaisia ​​toistensa kanssa johdin virroineen , jotka sijaitsevat etäisyydellä b toisistaan:

(3.3.7)

Voidaan osoittaa, että yhteen suuntaan virtaavat johtimet vetäytyvät ja hylkivät vastarinnakkaisvirroilla.

kehyksessä ( piiri) voimat vaikuttavat virran kanssa magneettikentässä. Jotka yrittävät kääntää hänet niin. Tehdäksesi magneettisen momentin R m kehys osui yhteen magneettisen induktion suunnan kanssa. Samalla vääntömomentti M, joka vaikuttaa piirialueeseen S virralla I, on yhtä suuri kuin

M = I S B sinα, (3.3.8)

missä α on magneettisen induktion ja kehyksen normaalin välinen kulma. Vektorimuodossa

M = [ P m , B].

Asento, jossa kulma α = 0 0 . nimeltään vakaa tasapaino, ja paikka, jossa α = 180 0 - epävakaa tasapaino.

Magneettikentän perustyö, kun kehystä kierretään kulman α läpi

Vaihtoehto 13

C1. Sähköpiiri koostuu galvaanisesta kennosta ε, hehkulampusta ja sarjaan kytketystä kelasta L. Kuvaile ilmiöitä, joita tapahtuu avaimen avaamisen yhteydessä.

1. Sähkömagneettisen induktion ilmiö
havaitaan kaikissa muutostapauksissa
magneettivuo silmukan läpi.
Erityisesti induktio-EMF voi tuottaa
itse piirin muutos vaihdettaessa
virtaa siinä, mikä johtaa
lisävirtojen esiintyminen. Tämä	Riisi. 13.1.1. Itseinduktion ilmiö
Ilmiötä kutsutaan itseinduktioksi
ja lisäksi nousevat virrat
kutsutaan lisävirroiksi tai virroiksi
itseinduktio.
2. Tutki itseinduktioilmiötä
asennukset voidaan periaatteessa asentaa asennukseen
jonka kaavio on esitetty kuvassa.
13.12. Kela L, jossa on suuri määrä vit-
kov, reostaatin r ja kytkimen k kautta
kytketty EMF ε -lähteeseen. Ennen-
Lisäksi tyttö-
vanometri G. Jos trans-
kytkin pisteessä A, virta haarautuu,
lisäksi virtaa arvo i
käämin läpi ja virta i1 galvaanisen läpi	Riisi. 13.1.2. itseinduktio

mittari. Jos kytkin sitten avataan, silloin kun magneettivuo katoaa kelasta, syntyy ylimääräinen avausvirta I.

ψ = Li ,

	εsi = −				(Li) = −L

dL dt = dL di dtdi .

ε si = − L + dL di .

ε si = − L dt di .

10. Kun virta kytketään kuvan 13.1.3 piiriin piirissä, virta kasvaa nollasta nimellisarvoon tietyn ajan kuluessa itseinduktioilmiön vuoksi. Syntyvät lisävirrat suuntautuvat Lenzin säännön mukaisesti aina vastakkaiseen suuntaan, ts. ne häiritsevät niitä aiheuttavaa syytä. Ne estävät nousun

jonkin aikaa.

ε + εsi = iR ,

L dt di +iR = e.

Ldi = (ε − iR) dt,
						(ε −iR )
ja integroi olettaen, että L on vakio:
		L∫			= ∫ dt ,
			ε -iR
		log(ε − iR)		T + vakio

i(t) = R ε − cons te − RL t .

const = Rε .

i(t) =
			− eR .

16. Yhtälöstä seuraa erityisesti, että kun avain avataan (kuva 13.1.1), virta pienenee eksponentiaalisesti. Ensimmäisinä hetkinä piirin avaamisen jälkeen induktion EMF ja itseinduktion EMF summautuvat ja aiheuttavat lyhytaikaisen virran voimakkuuden aallon, ts. hehkulamppu lisää hetken aikaa kirkkauttaan (kuva 13.1.4).

Riisi. 13.1.4. Induktanssipiirin virran voimakkuuden riippuvuus ajasta

C2. Hiihtäjä, jonka massa on m = 60 kg, lähtee levosta ponnahduslaudalta, jonka korkeus on H = 40 m, irtoamishetkellä hänen nopeus on vaakasuora. Ponnahduslautaa pitkin liikkuessa kitkavoima teki työn AT = 5,25 kJ. Määritä hiihtäjän lennon pituus vaakasuunnassa, jos laskeutumispiste oli h = 45 m ponnahduslaudan etäisyyden alapuolella. Ilmanvastus jätetään huomioimatta.

Riisi. 13.2 Hiihtäjä mäkihypyssä

1. Energian säilymisen laki hiihtäjän liikkuessa ponnahduslaudalla:

mgH=

A T;

v 0 =

2 gH

v 0 =

2. Tasolennon kinematiikka:

gτ 2

S = v0 x = 75 m;

C3. Pystysuorassa suljetussa qi-

lindre männän alla massa m = 10 kg ja

pinta-ala s \u003d 20 cm2 on ihanteellinen

ny monoatominen kaasu. Aluksi

mäntä oli korkeudella h = 20 cm

sylinterin pohjalta ja lämmityksen jälkeen

mäntä on noussut korkeuteen H = 25 cm.

Kuinka paljon lämpöä johdettiin kaasuun

lämmityksen aikana? Ulkoinen paine

p0 = 105 Pa.

1. Kaasunpaine lämmityksen aikana -

Riisi. 13.3. Ihanteellinen kaasu männän alla

mg + pS = pS;

p1 = p2 = 1,5 105 Pa;

POS = p2S;

2. Lämmitettynä tehty työ:

A = p1 V = p1 S(H - h) = 15 J;

3. Ihanteellisen kaasun tilayhtälöistä:

= νRT;

T = pV1;

pV2 = vRT2;

T = pV2;

4. Muuta sisäinen energia kaasu:

ν R T = 3 p(V − V )

22,5 J;

5. Kaasulle raportoitu lämmön määrä:

Q = A + U = 37,5 J;

C4. Sähköpiiri koostuu lähteestä, jonka ε = 21 V sisäinen vastus r = 1 ohm, ja kahdesta vastuksesta: R1 = 50 ohm ja R2 = 30 ohm. Volttimittarin rajavastus Rv = 320 ohmia, ampeerimittarin resistanssi RA = 5 ohmia. Määritä laitteen lukemat.

Koko piirin vastus:

RΣ =

(R1 + R2) R3

R4;

R1 + R2 + R3

RΣ =

5 = 69 ohmia

Am-virtauksen läpi kulkevan virran voimakkuus

21 = 0,3 A;

I A =

RΣ + r

Volttimittarin lukemat:

Riisi. 13.4. Kytkentäkaavio

(R1 + R2) R3

0,3 64 = 19,2 B;

AR1 + R2 + R3

C5. Hiukkanen, jonka massa on m = 10 - 7 kg ja jonka varaus on q = 10 - 5 C, liikkuu tasaisesti ympyrää, jonka säde on R = 2 cm, magneettikentässä, jonka induktio on B = 2 T. Ympyrän keskipiste sijaitsee pääoptisessa linssissä etäisyydellä d = 15 cm siitä. Linssin polttoväli on F = 10 cm. Kuinka nopeasti hiukkaskuva liikkuu linssissä?

Hiukkasen nopeus ja kulmanopeus

QvB; v=

10− 5 2 2 10− 2

≈ 4

10− 7

10− 2

Linssin suurennus:

1; f=

30 cm; Γ = 2;

d − F

3. Kuvan kulmanopeus pysyy muuttumattomana ja ympyrän säde kaksinkertaistuu, joten:

vx = ω2R = 8 ms;

C6. Levylle, jonka tulevan valon heijastuskerroin ρ, putoaa N identtistä fotonia kohtisuoraan joka sekunti ja vallitsee valon painevoima F. Mikä on tulevan valon aallonpituus?

p = St ef (1+ ρ); pS = Nhcλ (1+p); pS = F; F = Nhcλ(1+p); 2. Tulevan valon pituus:

λ = Nhc (1 + ρ); F

Riisi. 14.1.1. Itseinduktion ilmiö

Riisi. 14.1.2. itseinduktio

Vaihtoehto 14

C1. Sähköpiiri koostuu galvaanisesta kennosta ε, hehkulampusta ja sarjaan kytketystä kelasta L. Kuvaile ilmiöitä, jotka tapahtuvat avaimen ollessa kiinni.

1. Sähkömagneettisen induktion ilmiö havaitaan kaikissa tapauksissa, joissa piirin läpi kulkeva magneettivuo muuttuu. Erityisesti induktio-EMF voidaan muodostaa itse piirissä, kun virran arvo muuttuu siinä, mikä johtaa lisävirtojen esiintymiseen. Tätä ilmiötä kutsutaan itseinduktioksi, ja lisäksi syntyviä virtoja kutsutaan

niitä ohjaavat lisävirrat tai itseinduktiovirrat.

2. On mahdollista tutkia itseinduktioilmiötä asennuksessa, jonka kaaviokuva on esitetty kuvassa 1. 14.1.2. Kela L, jolla on suuri kierrosluku, on kytketty reostaatin r ja kytkimen k kautta EMF-lähteeseen ε. Lisäksi kelaan on kytketty galvanometri G. Kun kytkin on oikosulussa kohdassa A, virta haarautuu ja virta i kulkee kelan läpi ja virta i1 galvanometrin läpi. Jos kytkin avataan sitten, kun magneettikenttä katoaa kelasta,

virta, ylimääräinen avausvirta I tapahtuu.

3. Lenzin lain mukaan ylivirta estää magneettivuon pienenemisen, ts. suunnataan alenevaa virtaa kohti, mutta ylimääräinen virta kulkee galvanometrin läpi vastakkaiseen suuntaan kuin alkuperäinen, mikä johtaa galvanometrin neulan heittoon vastakkaiseen suuntaan. Jos kelassa on rautasydäminen, ylimääräisen virran suuruus kasvaa. Galvanometrin sijasta voit tässä tapauksessa kytkeä päälle hehkulampun, joka on itse asiassa asetettu ongelman tilaan; kun itseinduktiovirta ilmenee, lamppu vilkkuu kirkkaasti.

4. Tiedetään, että kelaan kytketty magneettivuo on verrannollinen sen läpi kulkevan virran suuruuteen

ψ = Li ,

suhteellisuustekijää L kutsutaan piirin induktanssiksi. Induktanssin koko määritetään yhtälöllä:

L \u003d d i ψ , [ L] \u003d Wb A \u003d Hn (Henry) .

5. Saamme kelan itseinduktion ε si EMF:n yhtälön:

	εsi = −				(Li) = −L

6. Yleisessä tapauksessa induktanssi sekä kelan geometria väliaineessa voivat riippua virran voimakkuudesta, ts. L \u003d f (i) , tämä voidaan ottaa huomioon erotettaessa

dL dt = dL di dtdi .

7. Itseinduktion EMF, kun otetaan huomioon viimeinen suhde, esitetään seuraavalla yhtälöllä:

ε si = − L + dL di .

8. Jos induktanssi ei riipu virran suuruudesta, yhtälö yksinkertaistuu

ε si = − L dt di .

9. Siten itseinduktion EMF on verrannollinen virran suuruuden muutosnopeuteen.

10. Kun virta kytketään piiriin,

Kuvassa 14.1.3 piirissä oleva virta kasvaa nollasta nimellisarvoon tietyn ajan kuluessa itseinduktioilmiön vuoksi. Syntyvät lisävirrat suuntautuvat Lenzin säännön mukaisesti aina vastakkaiseen suuntaan, ts. ne häiritsevät niitä aiheuttavaa syytä. Ne estävät virran kasvun piirissä. Tietyssä

tapauksessa, kun avain on kiinni, valo Riisi. 13.1.3. Virtojen tekeminen ja katkaisu ei leimaudu heti, mutta sen hehkuvaus lisääntyy ajan myötä.

11. Kun kytkin on kytketty asentoon 1, ylimääräiset virrat estävät virran kasvun piirissä ja asennossa 2 päinvastoin lisävirrat hidastavat päävirran laskua. Analyysin helpottamiseksi oletetaan, että piiriin sisältyvä resistanssi R luonnehtii piirin resistanssia, lähteen sisäistä resistanssia ja käämin L aktiivista vastusta. Ohmin laki on tässä tapauksessa muotoa:

ε + εsi = iR ,

missä ε on lähteen EMF, ε si on itseinduktion EMF, i on virran hetkellinen arvo, joka on ajan funktio. Korvataan itseinduktio-EMF-yhtälö Ohmin lakiin:

L dt di +iR = e.

12. Jaamme muuttujat differentiaaliyhtälöön:

	Ldi = (ε − iR) dt,
		(ε −iR )

ja integroi olettaen, että L on vakio: L ∫ ε − di iR = ∫ dt ,

R L ln(ε − iR) = t + vakio.

13. Voidaan nähdä, että yleinen ratkaisu differentiaaliyhtälö voidaan esittää seuraavasti:

i(t) = R ε − cons te − RL t .

14. Määritetään integrointivakio alkuehdoista. Kohdassa t = 0

V virransyöttöhetkellä virtapiirissä on nolla i(t) = 0. Korvaamalla virran nolla-arvon, saadaan:

const = Rε .

15. Yhtälön i(t) ratkaisu saa lopullisen muodon:

i(t) =
			− eR .

16. Yhtälöstä seuraa erityisesti, että kun avain on kiinni (kuva 13.1.1), virran voimakkuus kasvaa eksponentiaalisesti.

C2. Törmäyksen jälkeen pisteessä A laatikko liukuu kaltevaa tasoa ylöspäin alkunopeudella v0 = 5 m/s. Kohdassa B laatikko nousee kaltevasta tasosta. Millä etäisyydellä S kaltevasta tasosta laatikko putoaa? Laatikon kitkakerroin tasossa μ = 0,2. Kaltevan tason pituus AB \u003d L \u003d 0,5 m, tason kaltevuuskulma α \u003d 300. Ohita ilmanvastus.

1. Kun siirrytään alkuasennosta, alun perin raportoitu laatikko

Riisi. 14.2. lentolaatikko liike-energia muunnetaan työksi voimaa vastaan

kitka, kineettinen energia pisteessä B ja laatikon potentiaalienergian kasvu:

mv 0 2	Mv B 2	+ μ mgLcosα + mgLcosα ; v02 = vB2 + 2gLcosε (μ + 1);
	v B =	v0 2 − 2gLcosα (μ + 1) = 25 − 2 10 0,5 0,87 1,2 4

2. Pisteestä B laatikko liikkuu parabolista lentorataa pitkin:

	x(t) = vB cosa t;		y(t) = h + vB sin α t −
	y(t) = 0; h = Lcosa;
gτ 2	− vB sin ατ − Lcosα = 0; 5τ			− 2τ − 0,435 = 0;			− 0,4τ − 0,087
	τ = 0,2 +	0,04 + 0,087 ≈ 0,57c;

3. Etäisyys kaltevasta tasosta putoamispisteeseen: x(τ) = vB cosατ ≈ 4 0,87 0,57 ≈ 1,98 m;

C3. Ihanteellinen yksiatominen kaasu määränä ν = 2 mol jäähdytettiin ensin alentamalla painetta 2 kertaa ja kuumennettiin sitten alkulämpötilaan T1 = 360 K. Kuinka paljon lämpöä kaasu sai jaksossa 2 − 3?

1. Kaasun lämpötila tilassa 2:

= νRT;

T2=

p 1 V = νRT;

2 = 180 K;

2. Kaasun sisäisen energian muutos

osiossa 2 → 3:

→3

νR(T - T);

Kuva 14.3. Kaasun tilan muuttaminen

U2 → 3 = 1,5

2 8,31 180 ≈ 4487 J;

3. Kohdat 2 ja 3 sijaitsevat samalla isobarilla, joten:

pV = vRT;

vRT2

= vRT3;

pV3 = vRT3;

4. Kaasukäyttö osiossa 2 → 3:

A2 → 3 = p(V3 − V2 ) = ν R(T3 − T2 ) ≈ 2992 J; 5. Kaasun kautta vastaanotettu lämpö:

Q = U2 → 3 + A2 → 3 ≈ 7478J;

C4. Sähköpiiri koostuu EMF-lähteestä, jonka ε = 21 V sisäisellä resistanssilla r = 1 ohm, vastukset R1 = 50 ohm, R2 = 30 ohm, volttimittarista omalla resistanssillaan RV = 320 ohmia ja ampeerimittarista, jonka vastus on RA = 5 ohmia. Määritä laitteen lukemat.

1. Kuormankestävyys:

RV,A = RV + RA = 325 ohmia; R1,2 = R1 + R2 = 80 ohm; V = 20,4 B;

C5. Hiukkanen, jonka massa on m = 10 − 7 kg ja jonka varaus on q = 10 − 5 C, liikkuu vakionopeudella v = 6 m/s ympyrää pitkin magneettikentässä, jonka induktio on B = 1,5 T. Ympyrän keskipiste on suppenevan linssin optisella pääakselilla ja ympyrän taso on kohtisuorassa optiseen pääakseliin nähden ja on etäisyydellä d = 15 cm siitä. Linssin polttoväli on F = 10 cm. Minkä säteen ympyrällä hiukkaskuva liikkuu linssissä?

1. Hiukkasten liikesäde:

QvB; R=

2. Linssin suurennus:

; f=

30 cm; Γ = 2;

d − F

3. Kuvan säde:

R* = 2R =

2mv =

2 10− 7 6

≈ 0,08 m;

10− 5 1,5

C6. Levylle, jonka pinta-ala on S = 4 cm2 ja joka heijastaa 70 % ja absorboi 30 % tulevasta valosta, valoa, jonka aallonpituus on λ = 600 nm, tulee kohtisuoraan. Valovirran teho N = 120 W. Kuinka paljon painetta valo kohdistaa levyyn?

1. Kevyt paine levyyn:						120 (1+ 0,7)
		(1 + p) =			+ ρ) =				≈ 1,7 10	−3
							−4

, metodologi UMC Zel UO

Vastataksesi KIM USE:n kysymyksiin tästä aiheesta, on tarpeen toistaa käsitteet:

Magneettien napojen vuorovaikutus,

Virtojen vuorovaikutus,

Magneettinen induktiovektori, magneettikenttälinjojen ominaisuudet,

Gimlet-säännön soveltaminen tasa- ja ympyrävirran kentän magneettisen induktion suunnan määrittämiseen,

ampeeriteho,

Lorentzin voima,

Vasemman käden sääntö Ampèren voiman suunnan määrittämiseksi, Lorentzin voima,

Varautuneiden hiukkasten liike magneettikentässä.

KIM USE:n materiaaleissa on usein testitehtäviä Ampère-voiman ja Lorentz-voiman suunnan määrittämiseksi, ja joissain tapauksissa magneettisen induktiovektorin suunta on asetettu implisiittisesti (magneetin navat on esitetty). Suosittu on joukko tehtäviä, joissa virtaava runko on magneettikentässä ja joudutaan määrittämään kuinka ampeerivoima vaikuttaa kehyksen kummallekin puolelle, minkä seurauksena kehys pyörii, siirtyy, venyy, kutistuu ( sinun on valittava oikea vastaus). Perinteinen on sarja kaavojen laadullisen tason analysointitehtäviä, joissa on tehtävä johtopäätös yhden fysikaalisen suuren muutoksen luonteesta riippuen muiden moninkertaisesta muutoksesta.

Tehtävä löytyy numerosta A15.

1. Magneettineulaan (pohjoinen napa on tummunut, katso kuva), joka voi pyöriä pystyakselin ympäri, joka on kohtisuorassa piirustuksen tasoon nähden, tuotiin kestotankomagneetti. Vaikka nuoli

2. Suoran johtimen pituus L virran kanssa minä sijoitettu tasaiseen magneettikenttään kohtisuoraan induktiolinjoja vastaan SISÄÄN . Miten johtimeen vaikuttava ampeerivoima muuttuu, jos sen pituus kaksinkertaistuu ja virtaa johtimessa pienennetään 4 kertaa?

3. Protoni s, lentää sähkömagneetin napojen väliseen rakoon, sen nopeus on kohtisuorassa magneettikentän induktiovektoriin nähden, joka on suunnattu pystysuoraan (katso kuva). Missä Lorentzin voima vaikuttaa siihen?

4. Suoran johtimen pituus L virran kanssa minä sijoitetaan tasaiseen magneettikenttään, induktiolinjojen suunta SISÄÄN joka on kohtisuorassa virran suuntaan. Jos virran voimakkuus pienenee 2 kertaa ja magneettikentän induktio kasvaa 4 kertaa, niin johtimeen vaikuttava Ampère-voima

	kasvaa 2 kertaa
	vähenee 4 kertaa
	vähenee 2 kertaa
	Ei muutu

5. Negatiivisen varauksen q omaava hiukkanen lensi sähkömagneetin napojen väliseen rakoon, jonka nopeus oli suunnattu vaakasuoraan ja kohtisuoraan magneettikentän induktiovektoriin nähden (katso kuva). Missä Lorentzin voima vaikuttaa siihen?

6. Kuvassa on sylinterimäinen johdin, jonka läpi virtaa sähkövirta. Virran suunta on merkitty nuolella. Miten magneettinen induktiovektori on suunnattu pisteeseen C?

7. Kuvassa on lankakela, jonka läpi sähkövirta kulkee nuolen osoittamaan suuntaan. Kela sijaitsee pystytasossa. Kelan keskelle suunnataan virran magneettikentän induktiovektori

8. Kuvan kaaviossa kaikki johtimet ovat ohuita, sijaitsevat samassa tasossa, yhdensuuntaisia ​​toistensa kanssa, vierekkäisten johtimien väliset etäisyydet ovat samat, I on virran voimakkuus. Tässä tapauksessa johtimeen nro 3 vaikuttava ampeerivoima:

9. Kulma virtajohtimen ja magneettikentän magneettisen induktiovektorin suunnan välillä kasvaa 30°:sta 90°:een. Ampeerivoima on:

1) kasvaa 2 kertaa

2) pienenee 2 kertaa

3) ei muutu

4) pienenee nollaan

10. Lorentzin voima, joka vaikuttaa elektroniin, joka liikkuu magneettikentässä nopeudella 107 m/s ympyrää pitkin tasaisessa magneettikentässä B \u003d 0,5 T on yhtä suuri:

4)8 10-11 N

1. (B1) Hiukkasmassa m, joka on maksullinen q SISÄÄN säteen kehän ympärillä R nopeudella u. Mitä tapahtuu kiertoradan säteelle, kierrosajalle ja hiukkasen kineettiselle energialle liikkeen nopeuden kasvaessa?

pöytään

fyysisiä määriä	heidän muutoksiaan
	kiertoradan säde		lisääntyy
	kiertoaika		vähentää
	kineettinen energia		Ei muutu

(Vastaus 131)

2 IN 1). hiukkasmassa m, joka on maksullinen q, liikkuu tasaisessa magneettikentässä induktion kanssa SISÄÄN säteen kehän ympärillä R nopeudella u. Mitä tapahtuu kiertoradan säteelle, kierrosjaksolle ja hiukkasen kineettiselle energialle magneettikentän induktion kasvaessa?

Valitse jokaiselle ensimmäisen sarakkeen paikalle vastaava paikka toisesta ja kirjoita muistiin pöytään valitut numerot vastaavien kirjainten alle.

fyysisiä määriä	heidän muutoksiaan
	kiertoradan säde		lisääntyy
	kiertoaika		vähentää
	kineettinen energia		Ei muutu

(Vastaus 223)

3. (B4). Suoran johtimen pituus l\u003d 0,1 m, jonka läpi virta kulkee, on tasaisessa magneettikentässä induktiolla B \u003d 0,4 T ja sijaitsee 90 ° kulmassa vektoriin nähden. Mikä on virran voimakkuus, jos magneettikentästä johtimeen vaikuttava voima on 0,2 N?

Vaihtoehto 1

A1. Mikä selittää kahden rinnakkaisen johtimen vuorovaikutuksen tasavirran kanssa?

1. sähkövarausten vuorovaikutus;
2. yhden johtimen sähkökentän vaikutus virran kanssa toisen johtimen virtaan;
3. yhden johtimen magneettikentän vaikutus toisen johtimen virtaan.

A2. Mihin hiukkasiin magneettikenttä vaikuttaa?

1. liikkuvassa ladatussa;
2. liikkuvassa lataamattomana;
3. ladatulle levossa olevalle;
4. latautumattomalle levossa olevalle.

A4. 10 cm pitkä suora johdin asetetaan tasaiseen magneettikenttään, jonka induktio on 4 T ja joka sijaitsee 30 asteen kulmassa 0 magneettiseen induktiovektoriin. Mikä on voima, joka vaikuttaa johtimeen magneettikentän puolelta, jos virran voimakkuus johtimessa on 3 A?

1. 1,2 N; 2) 0,6 N; 3) 2,4 N.

A6. Sähkömagneettinen induktio on:

1. ilmiö, joka luonnehtii magneettikentän vaikutusta liikkuvaan varaukseen;
2. suljetun piirin esiintymisilmiö sähkövirta magneettivuon muuttamisen yhteydessä;
3. ilmiö, joka kuvaa magneettikentän vaikutusta virtaa kuljettavaan johtimeen.

A7. Lapset keinuvat keinuissa. Millaista värähtelyä tämä on?

1. vapaat 2. pakotetut 3. itsevärähtelyt

A8. Kappale, jonka massa on m pituudeltaan l, värähtelee jaksolla T. Mikä on kappaleen, jonka massa on m / 2, värähtelyjakso l / 2 -pituisella langalla?

1. ½ T 2. T 3. 4T 4. ¼ T

A9. Äänen nopeus vedessä on 1470 m/s. Kuinka pitkä on ääniaalto, jonka värähtelyjakso on 0,01 s?

1. 147 km 2. 1,47 cm 3. 14,7 m 4. 0,147 m

A10 . Mitä kutsutaan värähtelyjen lukumääräksi 2π:ssä?

1. taajuus 2. jakso 3. vaihe 4. syklin taajuus

A11. Poika kuuli kaiun 10 sekuntia tykin laukaisun jälkeen. Äänen nopeus ilmassa on 340 m/s. Kuinka kaukana este on pojasta?

A12. Määritä vapaiden sähkömagneettisten värähtelyjen jakso, jos värähtelypiiri sisältää kelan, jonka induktanssi on 1 μH, ja kondensaattorin, jonka kapasitanssi on 36 pF.

1. 40 ns 2. 3 * 10 -18 s 3. 3,768 * 10 -8 s 4, 37,68 * 10 -18 s

A13. Yksinkertaisinta värähtelyjärjestelmää, joka sisältää kondensaattorin ja kelan, kutsutaan ...

1. itsevärähtelevä järjestelmä 2. värähtelevä järjestelmä

3. Värähtelypiiri 4. Värähtelylaitos

A14. Miten ja miksi puolijohteiden sähkövastus muuttuu lämpötilan noustessa?

1. Vähenee elektronien nopeuden lisääntymisen vuoksi.

2. Lisääntyminen johtuu kidehilan positiivisten ionien värähtelyjen amplitudin kasvusta.

3. Vähennykset johtuen vapaiden varauksenkantajien pitoisuuden kasvusta.

4. Lisääntyminen johtuu vapaiden sähkövarausten kantajien pitoisuuden kasvusta.

KOHDASSA 1.

ARVOT		YKSIKÖT
	induktanssi		tesla (Tl)
	magneettinen virtaus		Henry (Hn)
	magneettikentän induktio		weber (Wb)
			voltti (V)

KLO 2. Hiukkanen, jonka massa on m , kantovaraus q B säteen kehän ympärillä R nopeudella v . Mitä tapahtuu kiertoradan säteelle, kierrosajalle ja hiukkasen kineettiselle energialle liikkeen nopeuden kasvaessa?

C1. Kelassa, jonka induktanssi on 0,4 H, tapahtui itseinduktion EMF 20 V. Laske käämin magneettikentän virranvoimakkuuden ja energian muutos, jos tämä tapahtui 0,2 sekunnissa.

Vaihtoehto 2

A1. Magneettisen neulan pyöriminen lähellä virtaa johtavaa johtimia selittyy sillä, että siihen vaikuttavat:

1. johtimessa liikkuvien varausten synnyttämä magneettikenttä;
2. sähkökenttä, joka on luotu kapellimestari maksuilla;
3. johtimen liikkuvien varausten synnyttämä sähkökenttä.

A2.

1. vain sähkökenttä;
2. vain magneettikenttä.

A4. 5 cm pitkä suora johdin sijaitsee tasaisessa magneettikentässä, jonka induktio on 5 T ja sijaitsee 30 asteen kulmassa 0 magneettiseen induktiovektoriin. Mikä on voima, joka vaikuttaa johtimeen magneettikentän puolelta, jos virran voimakkuus johtimessa on 2 A?

1. 0,25 N; 2) 0,5 N; 3) 1,5 N.

A6. Lorentzin voima toimii

1. varautumattomassa hiukkasessa magneettikentässä;
2. magneettikentässä lepäävän varautuneen hiukkasen päällä;
3. varautuneelle hiukkaselle, joka liikkuu magneettikentän induktiolinjaa pitkin.

A7. 2m neliörunkoon 2 2 A virralla käytetään maksimivääntömomenttia 4 N∙m. Mikä on magneettikentän induktio tutkittavassa avaruudessa?

1. Tl; 2) 2 T; 3) 3T.

A8. Millaista värähtelyä tapahtuu, kun heiluri heiluu kellossa?

1. ilmainen 2. pakko

A9. Äänen nopeus ilmassa on 330 m/s. Mikä on äänen värähtelytaajuus, jos aallonpituus on 33 cm?

1. 1000 Hz 2. 100 Hz 3. 10 Hz 4. 10 000 Hz 5. 0,1 Hz

A10 Määritä vapaiden sähkömagneettisten värähtelyjen jakso, jos värähtelypiirissä on kondensaattori, jonka kapasitanssi on 1 μF ja induktanssikela 36H.

1. 4 * 10 -8 s 2. 4 * 10 -18 s 3. 3,768 * 10 -8 s 4, 37,68 * 10 -3 s

A11 . Määritä säteilevien aaltojen taajuus järjestelmällä, joka sisältää kelan, jonka induktanssi on 9H, ja kondensaattorin, jonka sähköinen kapasiteetti on 4F.

1. 72πHz 2. 12πHz 3. 36Hz 4. 6Hz 5. 1/12πHz

A12. Mikä valoaallon ominaisuus määrää sen värin?

1. aallonpituudella 2. taajuudella

3. Vaiheen mukaan 4. Amplitudin mukaan

A13. Jatkuvia värähtelyjä, jotka johtuvat järjestelmän sisällä sijaitsevasta energialähteestä, kutsutaan ...

1. ilmainen 2. pakko

3. Itsevärähtelyt 4. Elastiset värähtelyt

A14. Puhdas vesi on eriste. Miksi NaCl-suolan vesiliuos on johdin?

1. Vedessä oleva suola hajoaa varautuneiksi Na-ioneiksi+ ja Cl-.

2. Suolan liukenemisen jälkeen NaCl-molekyylit siirtävät varauksen

3. Liuoksessa elektronit irtoavat NaCl-molekyylistä ja varaus siirtyy.

4. Vuorovaikutuksessa suolan kanssa vesimolekyylit hajoavat vety- ja happi-ioneiksi

KOHDASSA 1. Muodosta vastaavuus fyysisten välillä

ARVOT		YKSIKÖT
	Voima, joka vaikuttaa johtimeen magneettikentästä tulevalla virralla
	Magneettikentän energia
	Magneettisessa kentässä liikkuvaan sähkövaraukseen vaikuttava voima.

Liikkuu tasaisessa magneettikentässä induktion kanssa B säteen kehän ympärillä R nopeudella v. Mitä tapahtuu hiukkasen kiertoradan säteelle, kierrosajalle ja kineettiselle energialle, kun hiukkasen varaus kasvaa?

Valitse ensimmäisen sarakkeen jokaisesta paikasta toisen sarakkeen vastaava paikka ja kirjoita valitut numerot taulukkoon vastaavien kirjainten alle

C1. Missä kulmassa magneettikenttälinjoihin nähden, joiden induktio on 0,5 T, kuparijohtimen, jonka poikkileikkaus on 0,85 mm, tulisi liikkua 2 ja resistanssi 0,04 ohmia, niin että nopeudella 0,5 m / s induktio-EMF, joka on yhtä suuri kuin 0,35 V, virittyy sen päissä? (kuparin ominaisvastus ρ = 0,017 Ohm∙mm 2/m)

Vaihtoehto 3

A1. Magneettikenttiä luodaan:

1. sekä paikallaan olevat että liikkuvat sähkövaraukset;
2. liikkumattomat sähkövaraukset;
3. liikkuvia sähkövarauksia.

A2. Magneettikentällä on vaikutusta:

1. vain sähkölatauksilla levossa;
2. vain liikkuville sähkövarauksille;
3. sekä liikkuvat että lepäävät sähkövaraukset.

A4. Mikä voima vaikuttaa tasaisen magneettikentän puolelta, jonka induktio on 30 mT kentässä olevaan 50 cm pitkään suoraviivaiseen johtimeen, jonka läpi kulkee 12 A virta? Lanka muodostaa suoran kulman kentän magneettisen induktiovektorin suunnan kanssa.

1. 18 N; 2) 1,8 N; 3) 0,18 N; 4) 0,018 N.

A6. Mitä vasemman käden neljä ojennettua sormea ​​osoittavat määritettäessä

Ampeerivoimat

1. kentän induktiovoiman suunta;
2. nykyinen suunta;
3. Amperen voiman suunta.

A7. Magneettikenttä, jonka induktio on 10 mT, vaikuttaa johtimeen, jonka virranvoimakkuus on 50 A, voimalla 50 mN. Selvitä johtimen pituus, jos kenttäinduktiolinjat ja virta ovat keskenään kohtisuorassa.

1. 1 m; 2) 0,1 m; 3) 0,01 m; 4) 0,001 m.

A8. Kattokruunu heilahtaa yhden painalluksen jälkeen. Minkä tyyppinen värähtely tämä on?

1. vapaat 2 pakotetut 3. itsevärähtelyt 4. elastiset värähtelyt

A9 .L pituisella kierteellä oleva kappale, jonka massa on m, värähtelee jaksolla T. Mikä on kappaleen, jonka massa on 2m, värähtelyjakso 2l pituisella langalla?

1. ½ T 2. 2T 3. 4T 4. ¼ T 5. T

A10 . Äänen nopeus ilmassa on 330 m/s. Mikä on valon aallonpituus taajuudella 100 Hz?

1. 33 km 2. 33 cm 3. 3,3 m 4. 0,3 m

A11. Mikä on resonanssitaajuus ν 0 käämin piirissä, jonka induktanssi on 4H, ja kondensaattorista, jonka sähköinen kapasiteetti on 9F?

1. 72πHz 2. 12πHz 3. 1/12πHz 4. 6Hz

A12 . Poika kuuli ukkonen 5 sekuntia salaman välähdyksen jälkeen. Äänen nopeus ilmassa on 340 m/s. Millä etäisyydellä salama välähti pojasta?

A. 1700m B. 850m C. 136m D. 68m

A13. Määritä vapaiden sähkömagneettisten värähtelyjen jakso, jos värähtelypiiri sisältää kelan, jonka induktanssi on 4 μH, ja kondensaattorin, jonka kapasitanssi on 9pF.

A14. Millainen johtavuus on luovuttajaepäpuhtauksia sisältävillä puolijohdemateriaaleilla?

1. Enimmäkseen sähköistä. 2. Enimmäkseen reikäinen.

3. Yhtä lailla elektroni ja aukko. 4. Ioninen.

KOHDASSA 1. Muodosta vastaavuus fyysisten välilläsuuret ja niiden mittayksiköt

ARVOT		YKSIKÖT
	nykyinen vahvuus		weber (Wb)
	magneettinen virtaus		ampeeri (A)
	EMF-induktio		tesla (Tl)
			voltti (V)

KLO 2. Hiukkanen, jonka massa on m ja jossa on varaus q , liikkuu tasaisessa magneettikentässä induktion kanssa B säteen kehän ympärillä R nopeudella v. Mitä tapahtuu kiertoradan säteelle, kierrosjaksolle ja hiukkasen kineettiselle energialle magneettikentän induktion kasvaessa?

Valitse ensimmäisen sarakkeen jokaisesta paikasta toisen sarakkeen vastaava paikka ja kirjoita valitut numerot taulukkoon vastaavien kirjainten alle

C1. 75 kierrosta koostuvassa kelassa magneettivuo on 4,8∙10-3 Wb. Kuinka kauan tämän virtauksen pitäisi hävitä, jotta kelan keskimääräinen induktio-emf on 0,74 V?

Vaihtoehto 4

A1. Mitä Oerstedin kokeessa havaitaan?

1. johdin, jolla on virta, vaikuttaa sähkövarauksiin;
2. magneettinen neula kääntyy lähellä johdinta virralla;
3. magneettineula kääntää varautuneen johtimen

A2. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan:

1. vain sähkökenttä;
2. sekä sähkö- että magneettikenttä;
3. vain magneettikenttä.

A4. Tasaisessa magneettikentässä, jonka induktio on 0,82 T, 1,28 m pitkä johdin sijaitsee kohtisuorassa magneettisen induktion linjoihin nähden. Johtimeen vaikuttavan voiman määrääjä, jos virta siinä on 18 A.

1) 18,89 N; 2) 188,9 N; 3) 1,899 N; 4) 0,1889 N.

A6. Induktiivinen virta esiintyy missä tahansa suljetussa johtavassa piirissä, jos:

1. Piiri on tasaisessa magneettikentässä;
2. Piiri liikkuu eteenpäin tasaisessa magneettikentässä;
3. Piiriin tunkeutuva magneettivuo muuttuu.

A7. Suoraan 0,5 m pituiseen johtimeen, joka sijaitsee kohtisuorassa 0,02 T:n induktiolla kenttälinjoja vastaan, kohdistuu 0,15 N:n voima. Selvitä johtimen läpi kulkevan virran voimakkuus.

1) 0,15 A; 2) 1,5 A; 3) 15 A; 4) 150 A.

A8 . Millaista värähtelyä havaitaan, kun kierteeseen kohdistuva kuorma poikkeaa tasapainoasennosta?

1. ilmainen 2. pakko

3. Itsevärähtelyt 4. Elastiset värähtelyt

A9. Määritä järjestelmän lähettämien aaltojen taajuus, jos se sisältää kelan, jonka induktanssi on 9H, ja kondensaattorin, jonka sähköinen kapasitanssi on 4F.

1. 72πHz 2. 12πHz

3. 6 Hz 4. 1/12πHz

A10. Määritä, millä taajuudella sinun on viritettävä värähtelypiiri, joka sisältää kelan, jonka induktanssi on 4 μH, ja kondensaattorin, jonka kapasitanssi on 9Pf.

1. 4 * 10 -8 s 2. 3 * 10 -18 s 3. 3,768 * 10 -8 s 4, 37,68 * 10 -18 s

A11. Määritä piirin luonnollisten värähtelyjen jakso, jos se on viritetty 500 kHz:n taajuudelle.

1. 1us 2. 1ks 3. 2us 4. 2ks

A12. Poika kuuli ukkonen 2,5 sekuntia salaman välähdyksen jälkeen. Äänen nopeus ilmassa on 340 m/s. Millä etäisyydellä salama välähti pojasta?

1. 1700 m 2. 850 m 3. 136 m 4. 68 m

A13. Värähtelyjen lukumäärää aikayksikköä kohti kutsutaan..

1. taajuus 2. jakso 3. vaihe 4. syklin taajuus

A14. Miten ja miksi metallien sähkövastus muuttuu lämpötilan noustessa?

1. Lisääntyy elektronien nopeuden lisääntymisen vuoksi.

2. Vähenee elektronien nopeuden lisääntymisen vuoksi.

3. Kasvu johtuen kidehilan positiivisten ionien värähtelyjen amplitudin kasvusta.

4. Väheneminen johtuu kidehilan positiivisten ionien värähtelyjen amplitudin kasvusta

KOHDASSA 1. Muodosta vastaavuus fyysisten välilläsuuret ja kaavat, joilla nämä suuret määritetään

ARVOT		YKSIKÖT
	Induktion EMF liikkuvissa johtimissa
	voima, joka vaikuttaa magneettikentässä liikkuvaan sähkövaraukseen
	magneettinen virtaus

KLO 2. Hiukkanen, jonka massa on m ja jossa on varaus q , liikkuu tasaisessa magneettikentässä induktion kanssa B säteen kehän ympärillä R nopeudella v U. Mitä tapahtuu hiukkasen kiertoradan säteelle, kierrosajalle ja kineettiselle energialle hiukkasen massan pienentyessä?

Valitse ensimmäisen sarakkeen jokaisesta paikasta toisen sarakkeen vastaava paikka ja kirjoita valitut numerot taulukkoon vastaavien kirjainten alle

C1. Kela, jonka halkaisija on 4 cm, asetetaan vaihtuvaan magneettikenttään,jonka voimalinjat ovat yhdensuuntaiset kelan akselin kanssa. Kun kenttäinduktio muuttui 1 T:lla 6,28 sekunnissa, kelaan ilmestyi 2 V:n EMF. Kuinka monta kierrosta kelassa on.