Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Основные формулы и законы электромагнетизмаСодержание книги Поиск на нашем сайте Электромагнетизм Вектор магнитной индукции: где Магнитный момент рамки с током: где Механический момент сил, действующих на рамку с током в магнитном поле:
модуль которого Работа, совершаемая силами магнитного поля при вращении рамки с током:
где Потенциальная энергия рамки с током в магнитном поле: где Закон Био-Савара-Лапласа:
где Модуль вектора
где Согласно принципу суперпозиции, вектор магнитной индукции При наложении двух магнитных полей модуль вектора магнитной индукции результирующего поля в данной точке:
где Модуль вектора магнитной индукции
где Модуль вектора магнитной индукции
где Модуль вектора магнитной индукции
где Циркуляция вектора где Закон полного тока для магнитного поля в вакууме:
где Модуль вектора магнитной индукции где Модуль вектора магнитной индукции где По закону Ампера сила, действующая на элемент
где направление вектора Модуль силы Ампера: где Модуль силы взаимодействия двух прямых бесконечно длинных параллельных проводников с токами
Сила Лоренца Модуль силы Лоренца: где Если заряженная частица массой
Поток вектора магнитной индукции
где В однородном поле (
где Поток вектора
Теорема Гаусса для магнитного поля индукции
Полный магнитный поток (потокосцепление), сцепленный со всеми витками соленоида:
где
Работа, совершаемая силами Ампера по перемещению проводника с током
где Работа, совершаемая силами Ампера по перемещению замкнутого контура с током
где По закону Фарадея электродвижущая сила (Э.Д.С.) электромагнитной индукции, возникающая в проводящем контуре или соленоиде:
где Разность потенциалов
где Э.Д.С. электромагнитной индукции, возникающая в рамке, содержащей
где Магнитный поток
где Электродвижущая сила (Э.Д.С.) самоиндукции Мгновенное значение силы тока а) после замыкания цепи: б) после размыкания цепи: где Амплитуды переменных Э.Д.С. где Энергия
Объемная плотность энергии однородного магнитного поля длинного соленоида:
Период собственных колебаний напряжения и тока в контуре, содержащем катушку с индуктивностью
Уравнения плоской монохроматической электромагнитной волны, распространяющейся вдоль положительного направления оси
где Скорость электромагнитной волны в среде, имеющей диэлектрическую проницаемость
где
Из уравнений Максвелла следует, что в электромагнитной волне:
где Объемная плотность энергии электромагнитной волны равна сумме объемных плотностей энергий электрического и магнитного полей:
где Поскольку объемные плотности энергий электрического и магнитного полей равны, то объемная плотность энергии электромагнитной волны:
Контрольное задание №4 Вариант 1 1. По контуру в виде равностороннего треугольника идет ток силой 10 А. Длина стороны треугольника 30 см. Определить магнитную индукцию в точке пересечения высот. Для сравнения определить индукцию магнитного поля в центре кругового провода, вписанного в этот треугольник. 2. По двум параллельным и бесконечно длинным проводам, расположенным на расстоянии 8 см друг от друга, идут в одном направлении токи силой I1 = I2 = 40 А. Определить индукцию магнитного поля в точке, отстоящей от одного проводника на расстоянии 6 см, а от другого – на расстоянии 10 см. 3. Виток, по которому идет ток силой 20 А, свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией 0,016 Тл. Диаметр витка равен 10 см. Определить работу, которую нужно совершить, чтобы повернуть виток на угол 4. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл расположен прямолинейный участок проводника с силой тока 5 А. Участок находится под углом 30o к вектору магнитной индукции. Определить силу, с которой поле действует на каждый сантиметр этого участка проводника. 5. В однородное магнитное поле с напряженностью 8×103 А/м внесен медный проводник. Плотность тока в проводнике 3 А/мм2. С каким ускорением будет двигаться проводник, если направление тока перпендикулярно направлению магнитного поля? 6. Электрон, ускоренный разностью потенциалов 300 В, движется параллельно прямолинейному проводнику на расстоянии 4 мм от него. Какая сила будет действовать на электрон, если по проводнику пустить ток силой 5 А? 7. В магнитном поле с индукцией 1,2 Тл по круговой орбите радиусом 50 см движется a- частица. Определить скорость и разность потенциалов, которую должна пройти a- частица, чтобы приобрести такую скорость. Заряд a- частицы 3,2×10-19 Кл, масса ее 6,64×10-27 кг. 8. Определить относительную магнитную проницаемость железного сердечника катушки при токе силой 4 А. Индуктивность катушки 0,4 Гн, площадь поперечного сечения 10 см2, число витков 1000 (воспользоваться графиком В= f(Н), см. прил. 2). 9. Проволочная рамка площадью 50 см2 расположена перпендикулярно магнитному полю, индукция которого изменяется по закону В = (А + Вt2), где А=1 Тл; В=1 Тл/с2. Определить ЭДС, индуцируемую в контуре в момент t = 0,5 с. 10. По соленоиду идет ток силой 1,5 А. Магнитный поток, пронизывающий поперечное сечение соленоида, равен 2×10-6 Вб. Определить индуктивность соленоида, если он имеет 800 витков. 11. Соленоид длиной 50 см и площадью сечения 2 см2 имеет индуктивность 2×107 Гн. При какой силе тока плотность энергии магнитного поля внутри соленоида равна 10-3 Дж/м3? 12. Вычислить циркуляцию вектора индукции вдоль контура, охватывающего токи силой 2 А, 4 А, 6 А, идущие в одном направлении. Вариант 2 1. По двум параллельным и бесконечно длинным проводам, расположенным на расстоянии 4 см друг от друга, идут в противоположных направлениях токи силой I1= I2 = 40 А. Определить индукцию магнитного поля в точке, отстоящей от одного проводника на расстоянии 3 см, а от другого – на расстоянии 5 см. 2. Напряженность магнитного поля в центре витка радиусом 2 см равна 40 А/м. Определить напряженность и индукцию поля на оси витка в точке, расположенной на расстоянии 6 см от его центра. Какова напряженность в центре витка, если ему придать форму квадрата, не изменяя силу тока? 3. Рамка площадью 6 см2, содержащая 400 витков проволоки, находится в магнитном поле с напряженностью 1,6×105 А/м. По рамке идет ток силой 10-7 А. Определить магнитный момент рамки и вращающий момент, действующий на нее со стороны поля, если плоскость рамки составляет с направлением магнитного поля угол 60o. 4. Плоский контур с силой тока 10 А свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Площадь контура 100 см2. Поддерживая ток в контуре неизменным, его повернули относительно оси, лежащей в плоскости контура, на угол 60o. Определить совершенную при этом работу. 5. Между полюсами электромагнита создается однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. По проводу длиной 70 см, помещенному перпендикулярно направлению магнитного поля, идет ток силой 70 А. Найти величину силы, действующей на проводник. 6. Определить энергию и её плотность в железном сердечнике объемом 400 см3, если индукция равна 1,2 Тл (воспользоваться графиком В = f (H), см. прил. 2). 7. Пройдя ускоряющую разность потенциалов 3×103 В, электрон влетает в однородное магнитное поле нормально линиям индукции. Индукция магнитного поля 0,01 Тл, радиус траектории 2 см. Определить удельный заряд электрона. 8. Определить при какой скорости пучок заряженных частиц, проходя перпендикулярно область, в которой созданы однородные поперечные электрическое и магнитное поля с Е=10кВ/м и В=0,2Тл, не отклоняются 9. Катушка радиусом 5 см, имеющая 100 витков, находится в магнитном поле. Определить среднее значение ЭДС индукции в ней, если индукция магнитного поля увеличится в течение 0,5 с от 0 до 1,5 Тл. 10. Электродвижущая сила самоиндукции, возникшая в цепи с индуктивностью 0,4 Гн, изменяется с течением времени по закону 11. Вычислить энергию магнитного поля соленоида, по обмотке которого идет ток силой 2 А. Обмотка выполнена в один слой из проволоки диаметром 0,4 мм; витки плотно прилегают друг к другу; объем соленоида 1500 см3; сердечник немагнитный.
Вариант 3 1. По двум длинным параллельным проводникам, расстояние между которыми 6 см, идут токи силой 12 А. Определить индукцию и напряженность магнитного поля в точке, удаленной от каждого провода на расстояние 6 см, если токи идут в одном направлении. 2. Проволочный виток радиусом 20 см расположен в плоскости магнитного меридиана. В центре витка установлена небольшая магнитная стрелка, которая может вращаться вокруг вертикальной оси. На какой угол отклонится стрелка, если по витку пустить ток силой 12 А? Горизонтальную составляющую индукции земного магнитного поля принять равной 2×10-5 Тл. 3. На проволочный виток радиусом 10 см, помещенный между полюсами магнита, действует механический момент 6,2×10-7 Н×м. Сила тока в витке 2 А. Найти магнитную индукцию поля между полюсами магнита. Действием магнитного поля Земли пренебречь. 4. Прямой провод длиной 40 см, по которому идет ток силой 100 А, движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. Какую работу совершат силы, действующие на проводник со стороны поля, при его перемещении на расстояние 40 см, если направление перемещения перпендикулярно линиям индукции и проводу? 5. В однородное магнитное поле с напряженностью 8×103 А/м внесен медный проводник. Плотность тока в проводнике 3 А/мм2. С каким ускорением будет двигаться проводник, если направление тока перпендикулярно направлению магнитного поля? 6. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В=10 МТл по винтовой линии, радиус которой 1,5 см, а шаг 10 см. Определить период обращения электрона и его скорость. 7. Магнитная индукция однородного магнитного поля равна 0,5 Тл. Найти магнитный поток через площадку в 25 см2, расположенную под углом 30o к линиям магнитного поля. Определить напряженность поля. 8. Какое сечение должен иметь соленоид длиной 30 см с железным сердечником, чтобы при силе тока 0,3 А энергия магнитного поля в нем была равна 0,4 Дж, если в обмотке соленоида – 3500 витков (воспользоваться графиком В=f (Н), см. прил. 2)? 9. На длинный картонный каркас диаметром 5 см уложена однослойная обмотка из проволоки диаметром 0,2 мм. Определить магнитный поток, создаваемый таким соленоидом при силе тока 0,5 А. 10. Соленоид сечением 10 см2 содержит 103 витков. При силе тока 5 А магнитная индукция поля внутри соленоида равна 0,05 Тл. Определить индуктивность соленоида. 11. Соленоид содержит 800 витков. Площадь сечения сердечника 10 см2. По обмотке идет ток, создающий поле с индукцией 8 мТл. Определить среднее значение ЭДС самоиндукции, которая возникает на зажимах соленоида, если сила тока уменьшится до нуля за время 0,8 мс. 12. Соленоид длиной 50 см и площадью поперечного сечения 2 см2 имеет индуктивность 0,2 мкГн. При какой силе тока объемная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида будет равна 1 мДж/м3?
Вариант 4 1. По двум длинным параллельным проводам в одинаковом направлении идут токи силой 10 А и 15 А. Расстояние между проводами 10 см. Определить индукцию и напряженность магнитного поля в точке, удаленной от первого провода на расстояние 8 см, а от второго – на 6 см. 2. Напряженность магнитного поля в центре кругового витка радиусом 8 см равна 30 А/м. Определить напряженность поля на оси витка в точке, расположенной на расстоянии 6 см от центра витка. 3. Прямой проводник длиной 20 см, по которому идет ток силой 10 А, помещен в магнитное поле под углом 30o к его направлению. Индукция магнитного поля равна 5 Тл. Найти напряженность поля и силу, действующую на проводник. 4. Прямой провод длиной 40 см, по которому идет ток силой 100 А, движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. Какую работу совершат силы, действующие на провод со стороны поля, при перемещении его на расстояние 40 см, если направление перемещения перпендикулярно линиям индукции и проводу? 5. Виток площадью 25 см2 установился в однородном магнитном поле напряженностью 3000 А/м. По витку идет ток силой 10 А. Какую работу нужно совершить, чтобы повернуть виток на 90o вокруг оси, совпадающей с одним из диаметров? 6. Электрон движется в магнитном поле с индукцией 4 мТл по окружности радиусом 0,8 см. Какова кинетическая энергия электрона? 7. Определить энергию и её плотность в железном сердечнике объемом 400 см3, если индукция равна 1,2 Тл (воспользоваться графиком В = f (H), см. прил. 2). 8. Магнитный поток сквозь сечение соленоида равен 50 мкВб. Длина соленоида 50 см. Найти магнитный момент соленоида, если его витки плотно прилегают друг к другу. 9. На картонный каркас длиной 0,8 м и диаметром 4 см намотан в один слой провод диаметром 0,25 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу. Вычислить индуктивность получившегося соленоида. 10. Катушка радиусом 4 см, имеющая 100 витков, находится в магнитном поле. Определить среднее значение ЭДС индукции в ней, если индукция магнитного поля увеличивается в течение 0,4 с от 0 до 1,2 Тл. 11. Рамка, содержащая 200 витков, может вращаться относительно оси, лежащей в её плоскости. Площадь рамки 5 см2. Ось рамки перпендикулярна линиям индукции однородного магнитного поля, величина которого равна 0,05 Тл. Определить максимальную ЭДС, которая индуцируется в рамке при ее вращении с частотой 40 с-1. 12. Индуктивность катушки 0,1 мГн. При какой силе тока энергия магнитного поля равна 10-4 Дж.
Вариант 5 1. По двум параллельным проводам в противоположных направлениях идут токи силой I1=I2=10 А. Расстояние между проводами 30 см. Определить магнитную индукцию в точке, удаленной от первого и второго проводов соответственно на расстояния 15 см и 20 см. 2. Проволочный виток радиусом 20 см расположен в плоскости магнитного меридиана. В центре витка установлена небольшая магнитная стрелка, которая может вращаться вокруг вертикальной оси. На какой угол отклонится стрелка, если по витку пустить ток силой 12 А? Горизонтальную составляющую индукции земного магнитного поля принять равной 2×10-5 Тл. 3. Между полюсами электромагнита создается однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. По проводу длиной 70 см, помещенному перпендикулярно направлению магнитного поля, идет ток силой 70 А. Найти величину силы, действующей на проводник. 4. Плоский контур с током силой 5 А свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл. Площадь контура 200 см2. Поддерживая ток неизменным, контур повернули относительно оси, лежащей в его плоскости, на угол 40o. Определить совершенную при этом работу. 5. В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции расположен плоский контур площадью 100 см2. Поддерживая в контуре постоянную силу тока 50 А, его переместили из поля в область пространства, где поле отсутствует. Определить индукцию магнитного поля, если при перемещении контура была совершена работа 0,4 Дж. 6. Заряженная частица с кинетической энергией 2 кэВ движется в однородном поле по окружности радиусом 4 мм. Определить силу Лоренца, действующую на частицу со стороны поля. 7. Обмотка соленоида содержит 2 слоя прилегающих друг к другу витков провода диаметром 0,2 мм. Определить напряженность магнитного поля на оси соленоида, если по проводу идет ток силой 0,5 А. 8. Соленоид содержит 500 витков. При силе тока 2 А магнитный поток в соленоиде равен 4×10-3 Вб. Определить индуктивность соленоида. 9. Определить индуктивность соленоида с железным сердечником и энергию магнитного поля в нем при силе тока 0,6 А, если площадь сечения соленоида 10 см2, число витков 103, а его длина 20 см, (воспользоваться графиком В=f(Н), см. прил. 2). 10. По катушке индуктивностью 8 мкГн идет ток силой 6 А. Определить среднее значение ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре, если сила тока изменится за 5 мс до нуля. 11. Квадратная рамка с длиной стороны 80 см вращается в однородном магнитном поле с частотой 8 об/с. Ось вращения рамки перпендикулярна линиям индукции поля. Магнитное поле изменяется по закону В= 12. По соленоиду радиусом 20 см, содержащему 500 витков, идет ток силой 1 А. Определить объемную плотность энергии магнитного поля в центре соленоида. Вариант 6 1. Два бесконечно длинных прямых проводника скрещены под прямым углом. По ним идут токи силой 100 А и 50 А. Расстояние между проводниками 20 см. Определить индукцию магнитного поля в точке, лежащей в середине общего перпендикуляра к проводникам. 2. Проволочный виток радиусом 20 см расположен в плоскости магнитного меридиана; горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли равна 5,92 А/м. В центре витка установлен компас. Какой силы ток идет по витку, если магнитная стрелка компаса отклонена на угол 9o от плоскости магнитного меридиана? 3. Рамка площадью 6 см2, содержащая 400 витков проволоки, находится в магнитном поле с напряженностью 1,6×105 А/м. По рамке идет ток силой 10-7 А. Определить магнитный момент рамки и вращающий момент, действующий на нее со стороны поля, если плоскость рамки составляет с направлением магнитного поля угол 60°. 4. В однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл движется равномерно проводник длиной 10 см. По проводнику идет ток силой 2 А. Скорость движения проводника 20 см/с и направлена перпендикулярно магнитному полю. Найти работу при перемещении проводника за время 10 с. 5. В средней части соленоида, содержащего 8 витков на каждый сантиметр, помещен круговой виток диаметром 4 см. Плоскость витка расположена под углом 60o к оси соленоида. Определить магнитный поток, пронизывающий виток, если по обмотке соленоида идет ток силой 1 А. 6. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влетел в однородное магнитное поле напряженностью 2,4×105 А/м и начал двигаться по окружности. Определить радиус окружности. 7. Индуктивность соленоида с немагнитным сердечником равна 0,16 мГн. Длина соленоида 1 м, площадь сечения 1 см2. Сколько витков на каждый сантиметр длины содержит обмотка соленоида? 8. Определить относительную магнитную проницаемость железного сердечника катушки при токе силой 4 А. Индуктивность катушки 0,4 Гн, площадь поперечного сечения 10 см2, число витков 1000 (воспользоваться графиком В= f(Н), см. прил. 2). 9. Скорость самолета с реактивным двигателем 950 км/ч. Найти ЭДС индукции, возникающую на концах крыльев такого самолета, если вертикальная составляющая напряженности земного магнитного поля 39,8 А/м; размах крыльев 12,5 м. 10. Электродвижущая сила самоиндукции, возникшая в цепи с индуктивностью 0,4 Гн, изменяется с течением времени по закону 11. Обмотка соленоида содержит 20 витков на каждый сантиметр длины. При какой силе тока объемная плотность энергии магнитного поля будет равна 0,1 Дж/м3 ? Сердечник выполнен из немагнитного материала, и магнитное поле во всем объеме однородно.
|