Projekt - "Informatyka - inwestycją w przyszłość"

Projekt „Informatyka – inwestycją w przyszłość”
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Zajęcia wyrównawcze z fizyki
-Zestaw 11
dr M.Gzik-Szumiata
Pole magnetyczne. Wektor indukcji pola magnetycznego, siła Lorentza, ruch ładunków
elektrycznych w polu magnetycznym. Pole magnetyczne przewodników z prądem.
Zadanie 1. Na rysunku przedstawiono dwa długie
przewodnik prostoliniowe, w których płynie prąd stały o
jednakowym natężeniu I1=I2=1A. Odległość między
przewodnikami wynosi 10 cm.
a) Narysuj linie pola magnetycznego wytworzonego
przez przewodniki w odległości 5 cm, 10 cm i 20 cm
od każdego przewodnika.
b) Oblicz wartość indukcji pola magnetycznego w
punktach A, B i C.
C
10cm
A
10cm
B
5cm
Zadanie 2. Oblicz wartość indukcji pola magnetycznego w
punkcie X zaznaczonym na rysunkach, jeśli w każdym
przewodniku płynie prąd o natężeniu 1 A. Przyjmij, że
przewodniki znajdują się w próżni. Przenikalność
magnetyczna próżni wynosi µ = 4π·10-7 N/A2.
Wzory na wartość wektora indukcji pola magnetycznego
wytwarzanego przez przewodniki o różnym kształcie jest podana obok.
Zadanie 3. Zwojnica wytwarzająca pole magnetyczne ma długość 20 cm i posiada 1500 zwojów.
1. O jakim natężeniu prąd należy przepuścić przez zwojnicę, aby wytwarzała ona pole magnetyczne o
wartości wektora indukcji 0,01 T ?
2. Do zastosowań praktycznych konieczne jest pole magnetyczne o indukcji 100-krotnie większej od
indukcji pola wytwarzanego przez rozważaną zwojnicę. Ze względu na ciepło wydzielane podczas
przepływu prądu w zwojnicy, nie można zwiększyć natężenia prądu elektrycznego. Jakie inne
rozwiązanie pozwoli zwiększyć wartość wektora indukcji pola magnetycznego do żądanej wartości?
Biuro Projektu: Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego
26-600 Radom, ul. Chrobrego 27, pok. nr 44, tel. 48 361 78 50, 48 361 70 81
www.zamawiane.pr.radom.pl; e-mail: [email protected]
Projekt „Informatyka – inwestycją w przyszłość”
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Zadanie 4. Określić siłę działająca na dodatni ładunek poruszający się w polu magnetycznym tak, jak
pokazano na rysunku poniżej. W każdej z czterech pokazanych konfiguracji zaznaczono wektor
prędkości ładunku i wektor indukcji magnetycznej. Narysuj wektor siły Lorentza.
Zad.4.
Zad.5.
Zadanie 5. Na rysunku przedstawiono tor ruchu elektronu i protonu (bez zachowania proporcji)
wstrzelonych w obszar pola magnetycznego z takimi samymi prędkościami.
a) Zaznacz przerywaną linią granice pola magnetycznego.
b) Ustal, po którym torze poruszał się elektron, a po którym proton oraz zaznacz zwrot linii pola
magnetycznego.
c) Oblicz, w jakim stosunku pozostają do siebie promienie okręgów, po których poruszają się te
cząstki. Przyjmij, że masa protonu jest 1836 razy większa od masy elektronu.
Zadanie 6. Napięcie przyspieszające elektrony w kineskopie telewizyjnym wynosi 25kV. Oblicz
promień okręgu, po którym poruszałby się elektron w kineskopie pod wpływem ziemskiego pola
magnetycznego o indukcji (składowa pozioma) 0,005 T.
Zadanie 7. Ile „waży” prąd? W laboratorium na szalce wagi
umieszczono przewodnik z prądem w taki sposób, że jest on
prostopadły do linii ziemskiego pola magnetycznego.
a) Wyjaśnij, w jaki sposób zachowa się szalka wagi, będącej w
równowadze, gdy w przewodniku popłynie prąd ze strony
lewej do strony prawej.
b) Oblicz masę odważnika, który należy umieścić na drugiej
szalce wagi, aby układ pozostał w równowadze po
przepuszczeniu przez przewodnik prądu o natężeniu 0,5 A za
strony prawej na lewą. Przyjmij, że masa przewodnika wynosi
100 g, jego długość 1m, a indukcja ziemskiego pola magnetycznego ma wartość 4,7·10-5 T.
Biuro Projektu: Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego
26-600 Radom, ul. Chrobrego 27, pok. nr 44, tel. 48 361 78 50, 48 361 70 81
www.zamawiane.pr.radom.pl; e-mail: [email protected]