При вращении в однородном магнитном поле плоскости металлического кольца
Обновлено: 21.09.2024
А24-1. Две частицы, имеющие отношение зарядов q1/q2 = 2, и отношение масс m1/m2 = 1, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции и движутся по окружностям. Определите отношение периодов обращения этих частиц T1/T2.
А24-1. Две частицы, имеющие отношение зарядов q1/q2 = 2, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям. Определите отношение масс m1/m2 этих частиц, если отношение периодов обращения этих частиц T1/T2 = 0,5.
С1-1. Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита (см. рисунок). Полярность подключения источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет двигаться рамка на неподвижной оси MО, если рамку не удерживать? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения. Считать, что рамка испытывает небольшое сопротивление движению со стороны воздуха.
С1-2. Маленькая замкнутая рамка из медного провода падает из состояния покоя (см. рисунок 1), попадая по пути в зазор между полюсами постоянного магнита. Когда рамка входит в зазор и выходит из него, в ней возникает электрический ток. В каком из случаев (изображенных на рисунках 2 и 3) модуль силы тока в рамке имеет большее значение? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.
С1-3. Мягкая пружина из нескольких крупных витков провода подвешена к потолку. Верхний конец пружины подключается к источнику тока через ключ К, а нижний — с помощью достаточно длинного мягкого провода (см. рисунок). Как изменится длина пружины через достаточно большое время после замыкании ключа К? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения. Эффектами, связанными с нагреванием провода, пренебречь.
С5-4. Металлический стержень длиной l = 0,1 м и массой m = 10 г, подвешенный на двух параллельных проводящих нитях длиной L = 1 м, располагается горизонтально в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл, как показано на рисунке. Вектор магнитной индукции направлен вертикально. Какую максимальную скорость приобретёт стержень, если по нему пропустить ток силой 10 А в течение 0,1 с? Угол φ отклонения нитей от вертикали за время протекания тока мал.
С5-5. Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 4 · 10 -4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля и движется по окружности радиуса R = 10 мм. Вычислите скорость электрона.
С5-6. В однородном магнитном поле с индукцией 1,67 · 10 5 Тл протон движется перпендикулярно вектору В индукции со скоростью 8 км/с. Определите радиус траектории протона.
С5-7. По прямому горизонтальному проводнику длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1,25 • 10 -5 м 2 , подвешенному с помощью двух одинаковых невесомых пружинок жесткостью 100 Н/м, течет ток I = 10 А (см. рисунок). Какой угол а составляют оси пружинок с вертикалью при включении вертикального магнитного поля с индукцией В = 0,1 Тл, если абсолютное удлинение каждой из пружинок при этом составляет 7 • 10 -3 м? (Плотность материала проводника — 8 • 10 3 кг/м 3 .)
С5-8. 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 = 0,2 Тл. Ускорение стержня a = 1,9 м/с 2 . Чему равна сила тока в стержне?
С5-9. 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 = 4А. Угол наклона плоскости α = 30°. Отношение массы стержня к его длине m/L = 0,1 кг/м. Модуль индукции магнитного поля В = 0,2 Тл. Чему равно ускорение стержня?
С5-10. На проводящих рельсах, проложенных по наклонной плоскости, в однородном вертикальном магнитном поле B находится горизонтальный прямой проводник прямоугольного сечения массой m = 20 г. Плоскость наклонена к горизонту под углом α = 30°. Расстояние между рельсами L = 40 см. Когда рельсы подключены к источнику напряжения, по проводнику протекает постоянный ток I = 11 A. При этом проводник поступательно движется вверх по рельсам равномерно и прямолинейно. Коэффициент трения между проводником и рельсами μ = 0,2. Чему равен модуль индукции магнитного поля В?
С5-11. На непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит проводящая жёсткая рамка из однородной тонкой проволоки, согнутой в виде равностороннего треугольника ADС со стороной, равной a (см. рисунок). Рамка, по которой течет ток I, находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции которого B перпендикулярен стороне CD. Каким должен быть модуль индукции магнитного поля, чтобы рамка начала поворачиваться вокруг стороны CD, если масса рамки m?
На непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит жёсткая рамка массой m из однородной тонкой проволоки, согнутая в виде квадрата AСDЕ со стороной a (см. рисунок). Рамка находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции B которого перпендикулярен сторонам AE 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?
С5-12. Ион, заряд которого равен элементарному заряду, движется в однородном магнитном поле так, что его скорость перпендикулярна линиям магнитной индукции. Радиус дуги, по которой движется ион, равен 10 –3 м. Импульс иона равен 2,4•10 –23 кг•м/с. Какова индукция магнитного поля? Полученный ответ округлите до сотых.
С5-13. Ион, заряд которого равен элементарному заряду, движется в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,15 Тл. Импульс движущегося иона равен 2,4•10 -23 кг м/с и перпендикулярен вектору . Каков радиус дуги, по которой движется ион? Ответ выразите в мм
С5-14. Две частицы, имеющие отношение зарядов q1/q2 = 2 и отношение масс m1/m2 = 4, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям с отношением радиусов R1/R2 = 2. Определите отношение кинетических энергий W1/W2 этих частиц.
С5-15. Две частицы, имеющие отношение зарядов q1/q2 = ¼ и отношение масс m1/m2 = 2, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям. Определите отношение радиусов траекторий R1/R2 частиц, если отношение их скоростей v1/v2 = 2.
С5-16. Протон с импульсом р = 1,6•10 –21 кг•м/с движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом 1 см. Найдите индукцию магнитного поля В.
С5-17. Протон с импульсом р = 1,6•10 –21 кг•м/с движется по окружности в однородном магнитном поле с индукцией В = 1 Тл. Найдите радиус окружности. Ответ выразите в сантиметрах.
С5-18. Протон движется в однородном магнитном поле с индукцией В = 1 Тл по окружности радиуса 1 см. Найдите импульс протона. Ответ умножьте на 10 21 .
С5-20. Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов U = 10 кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции B (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле R = 0,2 м, отношение массы иона к его электрическому заряду m/q = 5•10 –7 кг/Кл. Определите значение модуля индукции магнитного поля. Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите.
С5-21. Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов U = 10 кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции B (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле R = 0,2 м, модуль индукции магнитного поля равен 0,5 Тл. Определите отношение массы иона к его электрическому заряду m/q. Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите.
С5-22. В однородном магнитном поле с индукцией В, 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 α, скорость движения шарика равна v . Найдите заряд шарика q.
С5-23. В однородном магнитном поле с индукцией В, направленной вертикально вниз, равномерно вращается в горизонтальной плоскости против часовой стрелки шарик, имеющий положительный заряд q. Шарик подвешен на нити длиной l (конический маятник). Угол отклонения нити от вертикали равен α, скорость движения шарика равна v. Найдите массу шарика m .
С5-24. Пучок ионов попадает в камеру масс-спектрометра через отверстие в точке А со скоростью v = 3•10 4 м/с, направленной перпендикулярно стенке АС. В камере создается однородное магнитное поле, линии вектора индукции которого перпендикулярны вектору скорости ионов. Двигаясь в этом поле, ионы попадают на мишень, расположенную в точке С на расстоянии 18 см от точки А (см. рисунок). Чему равна индукция магнитного поля В, если отношение массы иона к его заряду m/q = 6•10 -7 кг/Кл?
Задание EF19000
Проволочная рамка площадью 2×10 –3 м 2 вращается в однородном магнитном поле вокруг оси, перпендикулярной вектору магнитной индукции. Магнитный поток, пронизывающий площадь рамки, изменяется по закону Ф=4×10 –6 cos 10π t , где все величины выражены в СИ. Чему равен модуль магнитной индукции? Ответ выразите в мТл.
Алгоритм решения
Решение
Запишем исходные данные:
Запишем формулу для определения потока магнитной индукции:
Выразим модуль вектора индукции магнитного поля:
Так как рамка вращается в однородном магнитном поле, угол между нормалью, проведенной к ее плоскости, и вектором магнитной индукции постоянно меняется. Если мы примем этот угол за 0 градусов, то косинус этого угла будет равен 1. Тогда мы получим максимальное значение магнитного потока, пронизывающего рамку, и сможем вычислить модуль вектора магнитной индукции.
Добавить комментарий Отменить ответ
Похожие задания:
На рисунках А, Б и В приведены спектры излучения паров кальция Ca.
На рисунке приведены спектр поглощения разреженных атомарных паров неизвестного.
На рисунке приведены спектр поглощения неизвестного газа и спектры поглощения.
На плоскую непрозрачную пластину с узкими параллельными щелями падает по.
Точечные источники света S1 и S2 находятся близко друг от друга и создают на.
На две щели в экране слева падает плоская монохроматическая световая волна.
На поверхность тонкой прозрачной плёнки падает по нормали пучок белого света. В.
Узкий пучок белого света после прохождения через стеклянную призму даёт на.
Дисперсия проявляется в следующих явлениях:
А. изменение видимого цвета белой.
На рисунке показан ход двух лучей от точечного источника света А через тонкую.
Какая точка является изображением точки S (см. рисунок), создаваемым тонкой.
Предмет S отражается в плоском зеркале ab. На каком рисунке верно показано.
На рисунке показан ход лучей от точечного источника света А через тонкую линзу.
Стеклянную линзу (показатель преломления стекла nстекла = 1,54), показанную на.
Свет падает на горизонтальное плоское зеркало. Угол между падающим и отражённым.
На рисунке приведён график зависимости силы тока i от времени t при свободных.
В идеальном колебательном контуре (см. рисунок) напряжение между обкладками.
Как изменится период собственных электромагнитных колебаний в контуре (см.
Выберите среди приведённых примеров электромагнитное излучение с минимальной.
Какой объект, согласно классической электродинамике, не.
В электромагнитной волне, распространяющейся со скоростью →v, происходят.
Энергия магнитного поля катушки с током равна 0,64 Дж. Индуктивность катушки.
Катушка индуктивности подключена к источнику постоянного тока. Как изменится.
Плоская рамка помещена в однородное магнитное поле, линии магнитной индукции.
При вращении в однородном магнитном поле плоскости металлического кольца из.
На рисунке запечатлён тот момент демонстрации по проверке правила Ленца, когда.
Линии индукции однородного магнитного поля пронизывают рамку площадью 0,5.
Задание EF18180
Плоская рамка помещена в однородное магнитное поле, линии магнитной индукции которого перпендикулярны её плоскости. Если площадь рамки увеличить в 3 раза, а индукцию магнитного поля уменьшить в 3 раза, то магнитный поток через рамку
а) увеличится в 9 раз
в) уменьшится в 3 раза
г) уменьшится в 9 раз
1. Записать формулу, раскрывающую зависимость магнитным потоком, площадью рамки, помещенной в магнитное поле и индукции этого поля.
Магнитный поток, пронизывающий площадь, ограниченную рамкой, определяется формулой:
По условию задачи площадь рамки увеличивают в 3 раза, а индукцию магнитного поля уменьшают во столько же раз. Следовательно:
Φ 1 = B 1 S 1 cos . α = 3 S · B 3 . . cos . α = B S cos . α = Φ
Следовательно, магнитный поток не изменится.
Проволочная рамка площадью 2×10–3 м2 вращается в однородном магнитном поле.
При вращении в однородном магнитном поле плоскости металлического кольца
На рисунке изображен прибор, состоящий из двух проводящих алюминиевых колец, скрепленных легкой планкой. Размеры и массы колец одинаковы, но одно из них разрезано. Прибор установлен на подставке и может свободно вращаться. Если в сплошное кольцо вдвигать южный полюс магнита, то кольцо будет удаляться от магнита. Какой(-ие) метод(-ы) изучения явления в этом случае используется(-ются)?
Отзыв
Вопрос 2
Текст вопроса
На рисунке изображена схема опыта Фарадея. При введении магнита в катушку стрелка гальванометра отклоняется вправо. При выведении магнита из катушки стрелка гальванометра
Вопрос 3
CA1ADD На рисунке запечатлен тот момент демонстрации по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится вблизи сплошного алюминиевого кольца. Коромысло с алюминиевыми кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. Если теперь передвинуть магнит вправо, то ближайшее к нему кольцо будет
удаляться от магнита
Вопрос 4
FB2041 На рисунке изображен момент демонстрационного эксперимента по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится внутри сплошного металлического кольца, но не касается его. Коромысло с металлическими кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. При выдвижении магнита из кольца оно будет
перемещаться вслед за магнитом
Вопрос 5
335263 Учитель продемонстрировал опыт по наблюдению напряжения, возникающего в катушке при пролёте через неё магнита (рис. 1). Напряжение с катушки поступало в компьютерную измерительную систему и отображалось на мониторе (рис. 2).
Что исследовалось в опыте?
зависимость направления индукционного тока от изменения магнитного потока
Вопрос 6
При каком направлении движения контура в магнитном поле в нем возникает индукционный ток?
При повороте вокруг стороны АВ
Вопрос 7
Проволочную рамку вдвигают в однородное магнитное поле (как показано на рисунке). Индукционный ток направлен:
I — по часовой стрелке, II — равен нулю, III — против часовой стрелки
Вопрос 8
I — против часовой стрелки, II — равен нулю, III — против часовой стрелки
Вопрос 9
Металлический стержень движется со скоростью в однородном магнитном поле так, как показано на рисунках А, Б. Какие заряды образуются на краях стержня в обоих случаях?
В обоих случаях 1 — отрицательные, 2 — положительные
Вопрос 10
Металлический стержень движется со скоростью V, в однородном магнитном поле так, как показано на рисунках А, Б. Какие заряды образуются на краях стержня в обоих случаях?
В обоих случаях 1 — положительные, 2 — отрицательные
Вопрос 11
На рисунке изображена схема опыта Фарадея. При введении
магнита в катушку стрелка гальванометра отклоняется вправо. При выведении магнита из катушки стрелка гальванометра
Вопрос 12
На рисунке изображён момент демонстрационного эксперимента по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится внутри сплошного металлического кольца, но не касается его. Коромысло с металлическими кольцами может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. При выдвижении магнита из кольца оно будет
Вопрос 13
Постоянный магнит вводят в замкнутое алюминиевого кольцо на тонком длинном подвесе (рис.). Первый раз — северным полюсом, второй раз — южным полюсом. При этом
в обоих опытах кольцо отталкивается от магнита
Вопрос 14
Вблизи северного полюса магнита падает медная рам ка ABCD (рис.). При прохождении верхнего и нижне го положений рамки, показанных на рисунке, индукционный ток в стороне АВ рамки
направлен вверх и вниз соответственно
Вопрос 15
Два рельса замкнуты на конце проводником (рис., вид сверху). Другой проводник, параллельный ему и имеющий с рельсами надежный контакт в точках 1 и 2, скользит по ним с постоянной скоростью v в магнитном поле, вектор магнитной индукции которого В. Как направлен индукционный ток на участке цепи 1—2 и каково соотношение потенциалов в точках 1 и 2?
Вопрос 16
Проволочное кольцо покоится в магнитном поле, линии индукции которого перпендикулярны плоскости кольца. В первый промежуток времени проекция вектора магнитной индукции на некоторую фиксированную ось линейно растет от Во до 5В0, во второй — за то же время уменьшается от 5_В0 до 0, затем за третий такой же промежуток времени уменьшается от 0 до -5В0. На каких отрезках времени совпадают направления тока в кольце?
Читайте также: