Zadania z fizyki

Zadania z fizyki. Studia zaoczne.
5. Magnetyzm.
Zadanie 5.1. Na rysunku poniżej przedstawiono przekrój dwóch prostoliniowych,
nieskończenie długich przewodników z prądem. Odległość AB między przewodnikami jest
równa 10 cm, a prądy płynące w przewodnikach A i B wynoszą odpowiednio 20 i 30
amperów. Znaleźć w punktach M1, M2 i M3 natężenia pola magnetycznego. Odległość M1A=2
cm, AM2=4 cm, BM3=3 cm. Rozwiązać zadanie, gdy prądy płyną w przeciwnych kierunkach
(jak na rysunku) oraz gdy płyną w tym samym kierunku.
A
M1
B
M2
M3
Zadanie 5.2. Przez długi pionowy przewodnik z góry na dół płynie prąd I=8 A. W jakiej
odległości r od niego natężenie wypadkowego, otrzymanego w wyniku nałożenia się
ziemskiego pola magnetycznego i pola prądu, jest skierowane pionowo w górę? Składowa
pozioma ziemskiego pola magnetycznego H=0.2 Oe.
Zadanie 5.3. Obliczyć natężenie pola magnetycznego, wytwarzanego przez odcinek AB
prostoliniowego przewodnika z prądem, w punkcie C, leżącym w odległości 5 cm od odcinka,
na prostopadłej poprowadzonej przez jego środek. Przez przewodnik płynie prąd 20 A.
Odcinek AB przewodnika jest widoczny z punktu C pod kątem 600.
Zadanie 5.4. Prąd o natężeniu 20 A przepływając przez pierścień z drutu miedzianego o
przekroju S=1 mm2, wytwarza w środku pierścienia natężenie pola magnetycznego H=2.24
Oe. Jakie napięcie jest przyłożone na końcach drutu pierścienia?
Zadanie 5.5. Dwa równoległe, długie przewodniki prostoliniowe znajdują się w odległości 10
cm od siebie. Przez przewodniki płyną w tym samym kierunku prądy I1=20 A oraz I2=30 A.
Jaką pracę należy wykonać (na jednostkę długości przewodników), aby rozsunąć te
przewodniki do odległości 20 cm?
Zadanie 5.6. Kołowy obwód jest umieszczony w jednorodnym polu magnetycznym tak, że
jego płaszczyzna jest prostopadła do linii sił pola. Natężenie pola magnetycznego jest równe
2000 Oe. W obwodzie o promieniu 2 cm przepływa prąd o natężeniu 2 A. Jaką pracę należy
wykonać, aby obrócić obwód o 900 wokół osi pokrywającej się z jego średnicą?
Zadanie 5.7. Elektron przyspieszony różnicą potencjałów 1000 V wlatuje do jednorodnego
pola magnetycznego, prostopadłego do linii sił pola. Indukcja magnetyczna jest równa 10-3 T.
Jak wielkie jest przyspieszenie styczne i normalne elektronu w polu magnetycznym?
Zadanie 5.8. Proton przyspieszony różnicą potencjałów U=6 kV wlatuje do jednorodnego
pola magnetycznego pod kątem =30 0 do kierunku pola i zaczyna poruszać się po spirali.
Indukcja pola magnetycznego B=2500 Gs. Znaleźć: (1) promień zwoju spirali, (2) skok
spirali.
Zadanie 5.9. Okrągły zwój druciany o polu powierzchni 100 cm2 znajduje się w jednorodnym
polu magnetycznym o natężeniu 500 Oe. Płaszczyzna zwoju jest prostopadła do kierunku pola
magnetycznego. Jaka jest średnia wartość SEM indukcji wzbudzonej w zwoju przy włączaniu
pola w ciągu 0.01 s?
Zadanie 5.10. Pręt poziomy o długości 1 m obraca się wokół osi pionowej, przechodzącej
przez jeden z jego końców. Oś obrotu jest równoległa do linii sił pola magnetycznego o
indukcji 0.3 T. Przy jakiej liczbie obrotów na sekundę różnica potencjałów na końcach tego
pręta będzie równa 1 mV?
Zadanie 5.11. Ramka o polu powierzchni 150 cm2 obraca się ruchem jednostajnym z
prędkości kątową 15 rad/s w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji 0.8 T. Oś obrotu
znajduje się w płaszczyźnie ramki i tworzy kąt 300 z kierunkiem linii sił pola magnetycznego.
Znaleźć maksymalną SEM indukcji w wirującej ramce.
Zadanie 5.12. Uzwojenie solenoidu składa się z N zwojów drutu miedzianego o przekroju
poprzecznym S=1 mm2. Długość solenoidu l=25 cm, a jego opór R=0.2 . Znaleźć
indukcyjność solenoidu.
Zadanie 5.13. Solenoid o długości 50 cm i polu przekroju poprzecznego 2 cm2 ma
indukcyjność 2*10-7 H. Przy jakim natężeniu prądu gęstość objętościowa energii pola
magnetycznego wewnątrz solenoidu jest równa 10-3 J/m3.
Zadanie 5.14. Ile zwojów ma cewka o indukcyjności L=0.001 H, jeśli przy natężeniu prądu
I=1 A strumień magnetyczny przenikający przez cewkę =200 Mx?