Магнитное поле

1 ЗАДАЧА · 2 БАЛЛА

20. Сравнение полей проводника

В воздухе сравнивают магнитные поля одного и того же длинного прямого проводника. Точка A находится на расстоянии 3 см, а точка B — на расстоянии 6 см от проводника. Во сколько раз магнитная индукция в точке A больше, чем в точке B?

1 ВОПРОС · 1 БАЛЛ

1. Движение частицы в магнитном поле

Протон движется в однородном магнитном поле с индукцией $B$ по окружности радиуса $R$. Как изменится радиус траектории, если скорость протона увеличить в 2 раза, а магнитную индукцию уменьшить в 2 раза?

• Увеличится в 4 раза
• Уменьшится в 4 раза
• Не изменится
• Увеличится в 2 раза

3 ВЫРАЖЕНИЯ · 3 БАЛЛА

2. Расчёт силы Ампера

Вычислите силу Ампера, действующую на проводник в однородном магнитном поле, при условии, что вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику. Ответы запишите с указанием единиц измерения.

3 ПРОПУСКА · 2 БАЛЛА

3. Электромагнитная индукция

Заполните пропуски в описании физического процесса, применив закон Фарадея и правило Ленца.

При изменении магнитного потока на $\Delta \Phi =1,2$ Вб за интервал времени $\Delta t=4$ с в проводящем кольце индуцируется ЭДС, модуль которой составляет В. Индукционный ток направлен так, чтобы своим магнитным полем убыванию или возрастанию внешнего потока. Если сопротивление кольца равно $0,6$ Ом, то величина установившегося индукционного тока составит А.

ЗАДАЧА · 2 БАЛЛА

4. Движение частицы в магнитном поле

Протон влетает в однородное магнитное поле с индукцией $B=0,02$ Тл перпендикулярно линиям индукции со скоростью $v=10^6$ м/с. Найдите радиус окружности, по которой будет двигаться протон. Массу протона примите равной $1,67\cdot 10^{-27}$ кг, заряд $1,6\cdot 10^{-19}$ Кл. Ответ округлите до сантиметров.

ТАБЛИЦА · 2 БАЛЛА

5. Электромагнитная индукция

Заполните таблицу значений для контура, находящегося в меняющемся магнитном поле.

4 ПАРЫ · 1 БАЛЛ

6. Физические величины и их единицы

Установите соответствие между физической величиной, характеризующей магнитное поле, и единицей её измерения в системе СИ.

4 УТВЕРЖДЕНИЯ · 2 БАЛЛА

7. Свойства магнитного потока

Оцените истинность утверждений о магнитном потоке $\Phi =BS\cos \alpha$.

1. Магнитный поток максимален, если плоскость контура параллельна линиям магнитной индукции.ИстинаЛожь
2. Магнитный поток через контур равен нулю, если вектор индукции перпендикулярен нормали к контуру.ИстинаЛожь
3. Единицей измерения магнитного потока в СИ является Вебер (Вб).ИстинаЛожь
4. При увеличении площади контура в 2 раза магнитный поток всегда уменьшается в 2 раза.ИстинаЛожь

ЗАДАЧА · 3 БАЛЛА

8. Энергия магнитного поля катушки

В катушке индуктивностью $L=0,2$ Гн сила тока равномерно возрастает от $I_1=2$ А до $I_2=5$ А за время $\Delta t=0,1$ с. Определите среднее значение ЭДС самоиндукции и изменение энергии магнитного поля катушки.

ГРАФИК · 3 БАЛЛА

9. ЭДС в движущемся проводнике

Проводник длиной $l=0,5$ м движется в однородном магнитном поле с индукцией $B=0,4$ Тл. На рисунке представлен график зависимости ЭДС индукции от скорости движения проводника $\mathcal{E}(v)$. Определите по графику угол $\alpha$ между вектором скорости и вектором магнитной индукции. Учтите, что $\mathcal{E}=Blv\sin \alpha$.

КОМБИНИРОВАННАЯ ЗАДАЧА · 3 БАЛЛА

10. Динамика проводника в поле

Горизонтальный проводник массой $m=20$ г и длиной $l=0,2$ м подвешен на двух невесомых нитях в однородном магнитном поле с индукцией $B=0,5$ Тл, направленной вертикально вниз. Какой ток $I$ нужно пропустить по проводнику, чтобы нити отклонились от вертикали на угол $45^{\circ }$? Примите $g=10$ м/с${}^2$.

ЗАДАЧА · 2 БАЛЛА

11. Изменение магнитного потока при повороте контура

Плоский прямоугольный контур площадью $S=50$ см${}^2$ находится в однородном магнитном поле с индукцией $B=0,4$ Тл. Первоначально вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости контура. Найдите модуль изменения магнитного потока через контур, если его повернули вокруг оси, лежащей в плоскости контура, на угол $\alpha =60^{\circ }$. Ответ дайте в милливеберах (мВб).

ЗАДАЧА · 3 БАЛЛА

12. ЭДС самоиндукции и скорость изменения тока

В катушке индуктивностью $L=0,4$ Гн сила тока равномерно уменьшается от $I_1=10$ А до $I_2=2$ А за промежуток времени $\Delta t=0,2$ с. Определите значение ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке в этот момент, и модуль изменения магнитного потока через катушку. Ответ дайте в вольтах и веберах соответственно.

РАСЧЁТ · 2 БАЛЛА

13. Взаимодействие параллельных проводников

Два бесконечно длинных параллельных проводника находятся в вакууме на расстоянии $20$ см друг от друга. По проводникам текут токи $I_1=10$ А и $I_2=30$ А в одном направлении. Определите модуль силы взаимодействия, приходящейся на каждый метр длины проводников. Ответ выразите в микроньютонах ($\text{мкН}$), приняв магнитную постоянную ${\mu }_0=4\pi \cdot 10^{-7}$ Гн/м.

РАСЧЁТ · 3 БАЛЛА

14. Магнитный момент витка с током

Плоский круговой виток радиусом $R=5$ см находится в однородном магнитном поле. По витку протекает ток $I=2$ А. Вектор магнитной индукции поля $B=0,4$ Тл составляет угол $60°$ с нормалью к плоскости витка. Определите модуль механического момента сил, действующих на виток со стороны магнитного поля. Ответ выразите в миллиньютон-метрах ($\text{мН}\cdot \text{м}$), округлив до целого числа. При расчётах примите $\pi \approx 3,14$.

ЗАДАЧА · 3 БАЛЛА

15. Самоиндукция в катушке

При равномерном изменении силы тока в катушке на $\Delta I=4$ А за время $\Delta t=0,02$ с в ней возникает ЭДС самоиндукции $|{\mathcal{E}}_{is}|=20$ В. Определите индуктивность катушки и энергию магнитного поля, запасённую в ней при силе тока $I=5$ А. Ответ запишите через точку с запятой.

1 ВОПРОС · 2 БАЛЛА

16. Период обращения частицы

Как изменится период обращения заряженной частицы в однородном магнитном поле, если её кинетическую энергию увеличить в 4 раза? Считать, что скорость частицы много меньше скорости света.

• Не изменится
• Увеличится в 2 раза
• Увеличится в 4 раза
• Уменьшится в 2 раза

4 ПАРЫ · 2 БАЛЛА

17. Силы и воздействия в магнитном поле

Установите соответствие между физическим явлением (или законом) и его математическим описанием (формулой). К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.