Обобщение и систематизация знаний

1. На рисунке 189 представлен график зависимости модуля сил магнитного взаимодействия двух длинных расположенных параллельно друг другу прямолинейных проводников, по которым проходят постоянные электрические токи, от расстояния между ними. Определите модуль сил магнитного взаимодействия проводников, если, не меняя сил токов в проводниках, увеличить расстояние между ними до r = 10 м, сохранив длину прямолинейных параллельных участков неизменной.

2. Если тонкие длинные прямолинейные проводники 1 и 2, по которым проходят постоянные электрические токи (рис. 190), параллельны друг другу, то направление силы Ампера, действующей на проводник 1 со стороны магнитного поля проводника 2:

1) совпадает с положительным направлением оси z;

2) противоположно положительному направлению оси z;

3) совпадает с положительным направлением оси у;

4) противоположно положительному направлению оси у;

5) совпадает с положительным направлением оси х.

3. При перемещении прямолинейного участка проводника на расстояние s = 17 см перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля внешней силой совершена работа А = 38 мДж. Модуль индукции однородного магнитного поля B = 0,56 Тл, а сила тока в проводнике I = 4,0 А. Определите длину участка проводника, если силу тока в нём и скорость его движения поддерживали постоянной.

4. Маленький положительно заряженный шарик, подвешенный на лёгкой нерастяжимой непроводящей нити, движется по окружности в горизонтальной плоскости (рис. 191) в однородном магнитном поле. Как направлена сила Лоренца, действующая на шарик в момент прохождения им точки А:

1) совпадает с положительным направлением оси z;

2) направлена противоположно положительному направлению оси z;

3) совпадает с положительным направлением оси у;

4) направлена противоположно положительному направлению оси у;

5) совпадает с положительным направлением оси х?

5. Две частицы, массы которых m₁ и m₂ = , движутся в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Кинетические энергии частиц одинаковые, а соотношение между радиусами траекторий, описываемых частицами, R₂ = 2R₁. Определите отношение модулей зарядов частиц.

6. Протон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите, через какой промежуток времени направление скорости движения протона изменится на угол α = 90°, если модуль магнитной индукции поля В = 0,50 мТл. Масса протона m_р = 1,67 · 10^–27 кг.

7. Ось соленоида составляет с индукцией однородного магнитного поля угол α = 30°. Площадь поверхности, ограниченной каждым из N = 100 витков соленоида, S₁ = 12 см². Определите ЭДС индукции, которая возникает в соленоиде, если модуль индукции магнитного поля равномерно изменяется со скоростью .

8. На рисунке 192 представлен график зависимости модуля индукции однородного магнитного поля от времени. Определите максимальное значение ЭДС индукции, возникающей в витке, если линии индукции магнитного поля перпендикулярны плоскости витка и площадь поверхности, ограниченной витком, S = 24 см².

9. Магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, изготовленным из проводника, изменяется с течением времени по закону Ф = А – Сt, где А = 2,5 Вб, С = 0,20 . Определите силу индукционного тока в контуре, если его сопротивление R = 5,0 Ом.

10. На рисунке 193 представлен график зависимости силы тока, проходящего по замкнутому проводящему контуру с постоянной индуктивностью, от времени. Укажите интервал времени, в пределах которого значение модуля ЭДС самоиндукции  минимально.

11. Сила тока в контуре с постоянным коэффициентом самоиндукции изменяется с течением времени по закону I = C + Dt, где C = 5,0 А, D = –1,0 . Определите магнитный поток в конце четвёртой секунды, если в момент начала отсчёта времени магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, Ф₀ = 85 мВб.

12. В течение промежутка времени Δt = 10 мс сила тока в катушке индуктивности равномерно возрастала от I₁ = 2,0 А до I₂ = 6,0 А. При этом в катушке возникала ЭДС самоиндукции  = –20 В. Определите собственный магнитный поток в конце процесса нарастания силы тока.

13. В вершинах квадрата, длина стороны которого l = 40 см, расположены четыре длинных прямолинейных параллельных проводника. По трём проводникам проходят токи в одном направлении, а по четвёртому — в противоположном. Определите модуль индукции результирующего магнитного поля в центре квадрата, если силы токов в проводниках I₁ = I₂ = I₃ = I₄ = 8,0 А, а проводники расположены перпендикулярно плоскости квадрата.

14. К однослойному соленоиду с числом витков провода N = 1,8 · 10³ подведено напряжение U = 5,0 В. Определите модуль магнитной индукции поля в центральной части соленоида, если его длина l = 30 см, а сопротивление провода R = 120 Ом.

15. Определите модуль сил взаимодействия, приходящихся на единицу длины Δl = 1,0 м проводов воздушной линии электропередачи, если сила тока в проводах I = 480 А, а расстояние между ними r = 60 см.

16. Длинный проводник согнут в виде буквы П. По параллельным сторонам проводника под действием постоянной силы, модуль которой F = 0,18 мН, скользит проводящая перемычка (рис. 193.1). Проводник расположен в горизонтальной плоскости и находится в однородном магнитном поле, модуль индукции которого В = 0,15 Тл. Длина перемычки l = 20 см, её сопротивление R = 2,0 Ом. Определите модуль установившейся скорости движения перемычки, если линии магнитной индукции поля направлены перпендикулярно плоскости проводника. Сопротивлением проводника, трением перемычки и самоиндукцией контура пренебречь.