КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Волновая оптика
Задачи Контрольная работа № 4
1. Бесконечно длинный провод с током I= 100 А изогнут так, как показано на рис. 1. Определить магнитную индукцию В в точке О. Радиус дуги R =10 см.
2. Магнитный момент pm тонкого проводящего кольца pm =5 A∙м2. Определить магнитную индукцию В в точке А, находящиеся на оси кольца и удаленной от точек кольца на расстояние r =20 см (рис. 2). 3. По двум скрещенным под прямым углом бесконечно длинным проводам текут токи I и 2 I (I= 100 A). Определить магнитную индукцию В в точке А (рис. 3). Расстояние d =10 см. 4. По бесконечно длинному проводу, изогнутому так, как это показано на рисунке 4, течет ток I= 200 A. Определить магнитную индукцию В в точке О. Радиус дуги R= 10 см. 5. По тонкому кольцу радиусом R =20 см течет ток I =100 A. Определить магнитную индукцию В на оси кольца в точке А (рис. 5). Угол β = π/ 3. 6. По двум бесконечно длинным проводам, скрещенным под прямым углом, текут токи I1 и I2=2I1 (I1 =100 А). Определить магнитную индукцию В в точке А, равноудаленной от проводов на расстояние d = 10 см (рис. 6). 7. По бесконечно длинному проводу, изогнутому так, как это показано на рис. 7, течет ток I= 200 A. Определить магнитную индукцию В в точке О. Радиус дуги R= 10 см. 8. По тонкому кольцу радиусом течет ток I =80 A. Определить магнитную индукцию В на оси кольца в точке А, равноудаленной от точек кольца на расстояние r= 10 см (рис. 8). Угол α = π/ 6.
9. По двум бесконечно длинным, прямым параллельным проводам текут одинаковые токи I =60 A. Определить магнитную индукцию В в точке А, равноудаленной от проводов на расстояние d =10 см (рис. 9). Угол β = π/ 3. 10. Бесконечно длинный провод с током I =50 A изогнут так, как это показано на рис. 10. Определить магнитную индукцию В в точке А, лежащей на биссектрисе прямого угла на расстоянии d =10 см от его вершины. 11. По контуру в виде равностороннего треугольника идет ток I =40 A. Длина стороны треугольника а =30 см. Определить магнитную индукцию В в точке пересечения высот. 12. По контуру в виде квадрата идет ток I =50 A. Длина стороны квадрата а =30 см. Определить магнитную индукцию В в точке пересечения диагоналей. 13. По тонкому проводу, изогнутому в виде прямоугольника течет ток I =60 A. Длина сторон прямоугольника равны а =30 см и b =40 см. Определить магнитную индукцию В в точке пересечения диагоналей. 14. Тонкий провод изогнут в виде правильного шестиугольника. Длина стороны шестиугольника d =10 см. Определить магнитную индукцию В в центре шестиугольника, если по проводу течет ток I =25 A. 15. По двум бесконечно параллельным проводам длиной l =3 м каждый текут одинаковые токи I =500 A. Расстояние между проводами d =10 см. Определить силу взаимодействия проводов. 16. По трем прямым параллельным проводам, находящимся на одинаковом расстоянии длиной а =10 см друг от друга, текут одинаковые токи I =100 A. В двух проводах направления токов совпадают. Определить силу взаимодействия, действующую на отрезок длиной l =1 м каждого провода. 17. По двум тонким проводам, изогнутым в виде кольца радиусом R =10 см, текут одинаковые токи I =10 A. Найти силу взаимодействия этих колец, если в плоскости, в которых лежат кольца, параллельны, а расстояние между центрами колец d =1 мм.
18. По витку радиусом R =5 см течет ток I =10 A. Чему равен магнитный момент pm кругового тока? 19. Короткая катушка содержит N =1000 витков тонкого провода. Катушка имеет квадратное сечение со стороной а =10 см. Найти магнитный момент катушки при силе тока I =1 A. 20. Тонкое кольцо радиусом R =10 см несет заряд q =10 нКл. Кольцо равномерно вращается с частотой ν =10 с-1 относительно оси, перпендикулярной плоскости кольца и проходящей через ее центр. Определить магнитный момент pm, обусловленный вращением кольца. 21. Проволочный виток радиусом R =5 см находится в однородном магнитном поле напряженностью H = 2 кА/м. Плоскость витка образует угол α =60° с направлением поля. По витку течет ток силой I =4 A. Найти вращающий момент М, действующий на виток. 22. Короткая катушка площадью поперечного сечения S =150 см2, содержащая N =200 витков провода, по которому течет ток I =4 A, помещена в однородное магнитное поле напряженностью H = 8 кА/м. Определить магнитный момент pm катушки, а также вращающий момент М, действующий на нее со стороны поля, если ось катушки составляет угол α =60° с линиями поля. 23. По квадратной проволочной рамке со стороной а =12 см течет ток I =3,5 A. Найти напряженность магнитного поля H на расстоянии h =27 см от плоскости рамки на перпендикуляре к ее плоскости, проведенном через центр рамки. 24. По квадратной проволочной рамке со стороной а =38 см течет ток. Напряженность магнитного поля на расстоянии h =27 см от плоскости рамки на перпендикуляре к ее плоскости, проведенном через центр рамки H = 0,29 А/м. Определить ток I. 25. Ион с зарядом q=Z∙e (e – элементарный заряд) и массой M=A∙m (m – масса протона) ускоряется разностью потенциалов U и влетает в однородное магнитное поле напряженностью H перпендикулярно его силовым линиям. Траектория иона имеет радиус R, время одного оборота Т. Определить радиус R, если Z =6; А =12; U =6,7 кВ; H =9,2 кА/м. 26. Ион с зарядом (e – элементарный заряд) и массой M=A∙m (m – масса протона) ускоряется разностью потенциалов U и влетает в однородное магнитное поле напряженностью H перпендикулярно его силовым линиям. Траектория иона имеет радиус R, время одного оборота Т. Определить U, если Z =1; А =2; R=75 см; H =19 кА/м. 27. Ион с зарядом q=Z∙e (e – элементарный заряд) и массой M=A∙m (m – масса протона), энергия которого равна W, влетает в однородное магнитное поле напряженностью H под углом φ к направлению силовых линий. Шаг винтовой линии, по которой ион движется в поле равен h. Определить энергию W, если Z =1; А =1; H =21 кА/м; φ =80°; h =45 см.
28. Частица с зарядом q=Z∙e (e – элементарный заряд) и массой (m – масса протона) влетает в однородное магнитное поле В со скоростью υ под углом φ к направлению поля. Шаг винтовой линии, по которой ион движется в поле равен h, а радиус R. Определить радиус R, если Z =1; А =1; В =0,3 Тл; φ =35°; υ =1400 км/с. 29. Перпендикулярно магнитному полю с индукцией В =0,1 Тл возбуждено электрическое поле напряженностью Е =100 кВ/м. Перпендикулярно магнитному и электрическому полям движется, не отклоняясь от прямолинейной траектории, заряженная частица. Вычислить скорость частицы υ. 30. Два иона разных масс с одинаковыми зарядами влетели в однородное магнитное поле, стали двигаться по окружностям радиусами R1 =3 см и R1 =3 см. Определить отношение масс ионов, если они прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов. 31. Одноразрядный ион натрия прошел ускоряющую разность потенциалов U =1 кВ и влетел перпендикулярно линиям магнитной индукции в однородное поле (В =0,5 Тл). Определить относительную молекулярную массу иона, если он описал окружность радиусом R =4,37 см. 32. Электрон прошел ускоряющую разность потенциалов U =800 В и, попав в однородное магнитное поле В =47 мТл, стал двигаться по винтовой линии с шагом h =6 см. Определить радиус R винтовой линии. 33. Ион, несущий один элементарный заряд, движется в однородном магнитном поле с индукцией В =15 мТл по окружности радиусом R =10 см. Чему равен импульс p иона? 34. Электрон движется в магнитном поле с индукцией В =2 мТл по окружности радиусом R =1 см. Какова кинетическая энергия электрона в джоулях и электрон-вольтах? 35. Заряженная частица, обладающая скоростью υ = м/с, влетела в однородное магнитное поле с индукцией В =0,52 Тл. Найти отношение заряда частицы к ее массе, если частица в поле описала дугу окружности R =4 см. Какая это частица?
36. Определить частоту обращения электрона по круговой орбите в магнитном поле, магнитная индукция которого В =0,2 Тл. 37. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В =100 мкТл по винтовой линии. Чему равна скорость электрона, если шаг винтовой линии h =20 см, а радиус R =5 см. 38. В однородном магнитном поле с индукцией В =2 Тл движется протон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию, с радиусом R =10 см и шагом h =60 см. Какова кинетическая энергия протона? 39. На длинный картонный каркас диаметром D =0,05 м уложена однослойная обмотка (виток к витку) из проволоки d = м. определить магнитный поток, создаваемый таким соленоидом при силе тока 0,5 А. 40. Соленоид длиной l =1 м и сечением S = см2 содержит 2000 витков. Вычислить потокосцепление при силе тока в обмотке 10 А. 41. Соленоид содержит 1000 витков. Сила тока в его обмотке 1 А, магнитный поток через поперечное сечение соленоида Ф = Вб. Вычислить энергию магнитного поля. 42. Соленоид содержит 4000 витков провода, по которому течет ток 20 А. Определить магнитный поток и потокосцепление, если индуктивность L =0,4 Гн. 43. Плоский контур S =20 см2 находится в однородном магнитном поле с индукцией В =0,03 Тл. Определить магнитный поток Ф, пронизывающий контур, если плоскость его составляет угол φ =60° с направлений линий индукции. 44. Магнитный поток сквозь сечение соленоида Ф =50 мкВб. Длина соленоида l =50 см. Найти магнитный момент pm соленоида, если его витки плотно примыкают друг к другу. 45. Квадратный контур со стороной а =10 см, в котором течет ток I =6 А, находится в магнитном поле В =0,8 Тл под углом α =50° к линиям индукции. Какую работу нужно совершить, чтобы при неизменной силе тока в контуре изменить его форму на окружность? 46. Плоский контур с током I =5 А и S =20 см2 свободно устанавливается в однородном магнитном поле с индукцией В =0,4 Тл. Поддерживая ток в контуре неизменным, его повернули относительно оси, лежащей в плоскости контура, на угол α =40°. Определить совершенную при этом работу. 47. На картонный каркас длиной l =50 см и площадью сечения S = м2 намотан в один слой провод диаметром d = м так, что витки плотно прилегают друг к другу. Определить индуктивность получившегося соленоида. 48. Индуктивность соленоида, намотанного в один слой на немагнитный каркас L = Гн. Длина соленоида l =0,6 м, диаметр d = 0,02 м. Определить число витков, приходящихся на единицу длины соленоида. 49. Плоский контур S =300 см2 находится в однородном магнитном поле с индукцией В =0,01 Тл. Плоскость контура перпендикулярна линиям индукции. В контуре поддерживается неизменный ток I= 10 А. Определить работу внешних сил по перемещению контура с током в область пространства, магнитное поле в которой отсутствует. 50. Виток, по которому течет ток I= 20 А, свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией В =0,016 Тл. Диаметр витка d = 10 см. Определить работу, которую нужно совершить, чтобы повернуть виток на угол 90° относительно оси, совпадающей с диаметром. 51. Виток, в котором поддерживается постоянная сила тока I= 60 А, свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией В =20 мТл. Диаметр витка d = 10 см. Определить работу, которую нужно совершить, чтобы повернуть виток на угол π/3 относительно оси, совпадающей с диаметром. 52. В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции расположен плоский контур площадью S =100 см2. Поддерживая в контуре постоянную силу тока I= 50 А, его переместили из поля в область пространства, где поле отсутствует. Определить магнитную индукцию В поля, если при перемещении контура была совершена работа А =0,4 Дж. 53. Определить магнитный поток Ф, пронизывающий соленоид, если его длина l =50 см и магнитный момент pm =0,4 Вб. 54. В однородном магнитном поле В =0,1 Тл равномерно с частотой ν=5 с-1 вращается стержень длиной l =50 см так, что плоскость его вращения перпендикулярна линиям напряженности, а ось вращения проходит через один из его концов. Определить индуцируемую на концах стержня разность потенциалов U. 55. В однородном магнитном поле В =0,5 Тл равномерно с частотой ν=10 с-1 вращается стержень длиной l =20 см. Ось вращения параллельна линиям индукции и проходит через один из концов стержня. Определить разность потенциалов U на концах стержня. 56. Тонкий медный провод массой m =5 г согнут в виде квадрата, и концы его замкнуты. Квадрат помещен в однородное магнитное поле В =0,2 Тл так, что его плоскость перпендикулярна линиям поля. Определить заряд Q, который потечет по проводнику, если квадрат, потянув за противоположные вершины, вытянуть в линию. 57. Рамка из провода сопротивлением R =0,04 Ом равномерно вращается в однородном магнитном поле В =0,6 Тл. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Площадь рамки S =200 см2. Определить заряд Q, который потечет по рамке при изменении угла между нормалью к рамке и линиями индукции: 1) от 0° до 45°; 2) от 45° до 90°. 58. Проволочный виток диаметром D =5 см и сопротивлением R =0,02 Ом находится в однородном магнитном поле В =0,3 Тл. Плоскость витка составляет угол φ =40° с линиями индукции. Какой заряд Q протечет по витку при выключении магнитного поля? 59. Рамка, содержащая N =200 витков тонкого провода, может свободно вращаться в плоскости рамки. Площадь рамки S =50 см2. Ось рамки перпендикулярна линиям индукции однородного магнитного поля В =0,05 Тл. Определить максимальную ЭДС εmax, которая индуцируется в рамке при ее вращении с частотой ν=40 с-1. 60. Проволочный контур площадью S =500 см2 и сопротивлением R =0,1 Ом равномерно вращается в однородном магнитном поле В =0,5 Тл. Ось вращения лежит в плоскости кольца и перпендикулярна линиям магнитной индукции. Определить максимальную мощность Рmax, необходимую для вращения контура с угловой скоростью ω =50 рад/с. 61. Кольцо из медного провода массой m =10 г помещено в однородное магнитное поле В =0,5 Тл так, что плоскость кольца составляет угол β =600 с линиями магнитной индукции. Определить заряд Q, который пройдет по кольцу после снятия магнитного поля. 62. Соленоид сечением S =10 см2 содержит N =200 витков. При силе тока I =5 А магнитная индукция поля внутри соленоида равна 0,05 Тл. Определить индуктивность L соленоида. 63. Индуктивность соленоида, намотанного в один слой на немагнитный каркас L =0,5 мГн. Длина соленоида l =0,6 м, диаметр D =2 см. Определить отношение числа витков к его длине. 64. Соленоид содержит N =800 витков. Сечение сердечника (из немагнитного материала) S =10 см2. По обмотке течет ток, создающий поле с индукцией В =0,8 мТл. Определить среднее значение ЭДС <εs> самоиндукции, которая возникает на зажимах соленоида, если сила тока уменьшается практически до нуля за время Δt =0,8 мс. 65. По катушке индуктивностью L =8 мкГн течет ток I =6 А. Определить среднее значение ЭДС <εs> самоиндукции, возникающей в контуре, если сила тока изменяется практически до нуля за время Δt =5 мс. 66. В электрической цепи, содержащей резистор сопротивлением R =20 Ом и катушку индуктивностью L =0,06 Гн, течет ток I =20 А. Определить силу тока I в цепи через Δt =0,2 мс после размыкания цепи. 67. Цепь состоит из катушки индуктивностью L =0,1 Гн и источника тока. Источник тока отключили, не разрывая цепи. Время, за которое сила тока уменьшится до 0,001 первоначального значения, равно t =0,07 с. Определить сопротивление катушки. 68. Источник тока замкнули на катушку сопротивлением R =10 Ом и индуктивностью L =0,2 Гн. Через какое время сила тока в цепи достигнет 50% максимального значения? 69. Источник тока замкнули на катушку сопротивлением R =20 Ом. Через время t =0,1 с сила тока I в катушке достигла 0,95 предельного значения. Определить индуктивность L катушки. 70. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С и катушки с индуктивностью L и сопротивлением R. Добротность контура равна Q. Контур настроен на длину волны λ. Определить длину волны λ, если L =38 мкГн; R =5,3 Ом; Q =110. 71. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С и катушки с индуктивностью L и сопротивлением R. Добротность контура равна Q. Контур настроен на длину волны λ. Определить добротность контура Q, если С =68 пФ; R =1,2 Ом; λ =27 м. 72. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С и катушки с индуктивностью L и сопротивлением R. Добротность контура равна Q. Контур настроен на длину волны λ. Определить сопротивление R, если С =810 пФ; Q =95; λ =170 м. 73. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С= 0,5 нФ и катушку индуктивностью L =0,4 мГн. Определить длину волны излучения, генерируемого контуром. 74. Определить длину электромагнитной волны в вакууме, на которую настроен колебательный контур, если максимальный заряд на обкладках конденсатора Q =50 нКл, а максимальная сила тока в контуре I =1,5 А. активным сопротивлением контура пренебречь. 75. На какой диапазон волн можно настроить колебательный контур, если его индуктивность равна 2∙10-3 Гн, а емкость может меняться от 62 до 480 см? Сопротивление контура ничтожно мало. 76. Колебательный контур имеет индуктивность L =1,6 мГн, емкость С= 0,04 мкФ и максимальное напряжение на зажимах U =200 В. Чему равна максимальная сила тока в контуре? Сопротивление контура ничтожно мало. 77. Колебательный контур состоит из параллельно соединенных конденсатора емкостью С= 1 мкФ и катушки индуктивности L =1 мГн. Сопротивление контура ничтожно мало. Найти частоту колебаний ν? 78. Индуктивность колебательного контура L =0,5 мГн. Какова должна быть емкость контура, чтобы он резонировал на длину волны λ =300 м? 79. Колебательный контур имеет индуктивность L =0,5 мГн, емкость С= 8 пФ и максимальное значение силы тока Imax =40 мА. Каково максимальное напряжение на обкладках конденсатора? 80. На какую длину волны будет резонировать контур, состоящий из катушки индуктивностью L =4 мкГн и конденсатора емкостью С= 1,11 нФ.
Дата добавления: 2015-03-31; Просмотров: 1469; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |