 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Задача 1
Задача №3.1. В ОМП (В =0,02 Тл) в плоскости, перпендикулярной линиям индукции, расположено проволочное полукольцо (рис.) длины l =3 см, по которому течет ток силы I =0,1 А. Найти результирующую силу, действующую на полукольцо. Изменится ли сила, если проводник распрямить? [38 мкН; увеличится в p/2 раз] (10, с. 242)
Указания по решению. 1) На элемент тока в магнитном поле действует сила (3.1):
,
направление которой определяется по правилу левой руки (рис.). Силы Ампера, действующие на отдельные участки кольца лежат в одной плоскости (плоскости полукольца), т.е. имеют составляющие по 2-м осям х и у.
Результирующая сила, действующая на кольцо, согласно рис. стремиться растянуть его и находится как
,
т.е.
и 
.
В силу симметрии
,
тогда
.
Вычислите самостоятельно.
2) Если проводник распрямить, то становится применимой формула (3.3), тогда
,
т.е. сила увеличивается в 
раз.
Подумайте, чему будет равна сила Ампера в случае, когда полукольцо будет лежать в плоскости, параллельной силовым линиям заданного ОМП?
Задача 2
Квадратная рамка с током закреплена так, что может свободно вращаться вокруг горизонтально расположенной стороны. Рамка находится в вертикальном однородном магнитном поле индукции B. Угол наклона рамки к горизонту a, ее масса m, длина стороны a. Найдите ток в рамке. [ 
]
Указания по решению.
Верхняя сторона рамки закреплена и относительно нее происходит вращение. На каждую из сторон рамки как на линейный проводник с током действует сила Ампера. При этом действие магнитного поля на боковые стороны рамки сводится к ее растяжению, а на нижнюю сторону действует сила, направленная вправо по рис..
Т.к. рамка находится в равновесии, то алгебраическая сумма моментов всех сил, действующих на нее относительно оси вращения равен нулю:
,
,
Þ
Изобразите самостоятельно на рисунке все силы, действующие со стороны магнитного поля на каждую из сторон рамки. Найдите моменты этих сил относительно закрепленной стороны рамки.
Задача 3
В ОМП перпендикулярно линиям магнитной индукции движется прямой проводник длиной l =40 см. Определите силу Лоренца, действующую на свободный электрон проводника, если возникающая на его концах разность потенциалов составляет U =10 мкВ. [4×10-24 Н] (8, с. 161)
Указания по решению.
При движении проводника с такой же скоростью перемещаются относительно магнитного поля и свободные электроны в нем. Тогда на отдельный свободный электрон действует сила Лоренца
.
Под ее действием свободные электроны смещаются к одному краю проводника, создавая на его концах разность потенциалов. Смещение электронов прекращается, когда сила Лоренца уравновешивается силой кулоновского отталкивания электронов. При этом уравниваются и значения работы по перемещению электронов для указанных сил:
Þ 
.
Вычислите самостоятельно.
Поиск по сайту: