Физика. Иродов Е.А. Постоянное магнитное поле. Магнетики.

Узнай цену своей работы

В данной главе представлены задачи по физике из раздела Постоянное магнитное поле. Магнетики задачника Иродова Е.А.
3.219 По круговому витку радиуса R = 100 мм из тонкого провода циркулирует ток I = 1,00 А. Найти магнитную индукцию:
3.220 Ток I течет по тонкому проводнику, который имеет вид правильного n-угольника, вписанного в окружность радиуса R. Найти магнитную индукцию в центре данного контура. Исследовать полученное выражение при n → ∞.
3.221 Найти индукцию магнитного поля в центре контура, имеющего вид прямоугольника, если его диагональ d = 16 см, угол между диагоналями φ = 30° и ток в контуре I = 5,0 А.
3.222 Ток I = 5,0 А течет по тонкому проводнику, изогнутому, как показано на рис. 3.59. Радиус изогнутой части проводника R = 120 мм, угол 2φ = 90°. Найти индукцию магнитного поля в точке О.
3.223 Найти индукцию магнитного поля в точке О контура с током I, который показан:
3.224 Ток I течет вдоль длинной тонкостенной трубы радиуса R, имеющей по всей длине продольную прорезь ширины h. Найти индукцию магнитного поля внутри трубы при условии h << R.
3.225 Ток I течет по длинному прямому проводнику, сечение которого имеет форму тонкого полукольца радиуса R (рис. 3.61). Найти индукцию магнитного поля в точке О.
3.226 Определить индукцию магнитного поля в точке О, если проводник с током I имеет вид, показанный на рис. 3.62: а, б, в. Радиус изогнутой части проводника равен R, прямолинейные участки проводника предполагаются очень длинными.
3.227 Очень длинный проводник с током I = 5,0 А изогнут в форме прямого угла. Найти индукцию магнитного поля в точке, которая отстоит от плоскости проводника на l = 35 см и находится на перпендикуляре к проводникам, проходящем через точку изгиба.
3.228 Найти индукцию магнитного поля в точке О, если проводник с током I = 8,0 А имеет вид, показанный на рис. 3.63: а, б, в. Радиус изогнутой части проводника R = 100 мм, прямолинейные участки проводника очень длинные.
3.229 Определить модуль и направление вектора B магнитного поля:
3.230 Однородный ток плотности j течет внутри неограниченной пластины толщины 2d параллельно ее поверхности. Найти индукцию магнитного поля этого тока как функцию расстояния x от средней плоскости пластины. Магнитную проницаемость всюду считать равной единице.
3.232 Имеется круговой виток с током I. Найти интеграл ∫ B dt вдоль оси витка в пределах от -∞ до +∞. Объяснить полученный результат.
3.233 По круглому однородному прямому проводу, радиус сечения которого R, течет постоянный ток плотности j. Найти вектор индукции магнитного поля этого тока в точке, положение которой относительно оси провода определяется радиус-вектором r. Магнитную проницаемость всюду считать равной единице.
3.234 Внутри однородного длинного прямого провода круглого сечения имеется круглая длинная цилиндрическая полость, ось которой параллельна оси провода и смещена относительно последней на расстояние l. По проводу течет постоянный ток плотности j. Найти вектор индукции магнитного поля внутри полости. Рассмотреть, в частности, случай l = 0.
3.235 Найти плотность тока как функцию расстояния r от оси аксиально-симметричного параллельного потока электронов, если индукция магнитного поля внутри потока зависит от r как B = br
3.236 Однослойная катушка (соленоид) имеет длину l и радиус сечения R. Число витков на единицу длины n. Найти индукцию магнитного поля в центре катушки при пропускании через нее тока I.
3.237 Очень длинный прямой соленоид имеет радиус сечения R и n витков на единицу длины. По соленоиду течет постоянный ток I. Пусть x — расстояние, отсчитываемое вдоль оси соленоида от его торца. Найти:
3.240 Постоянный ток I = 10 А течет по длинному прямому проводнику круглого сечения. Найти магнитный поток через одну из половин осевого сечения проводника в расчете на один метр его длины.
3.242 На рис. 3.65 показан кольцевой соленоид прямоугольного сечения. Найти магнитный поток через это сечение, если ток в обмотке I = 1,7 А, полное число витков N = 1000, отношение внешнего диаметра к внутреннему η = 1,6 и толщина h = 5,0 см.
3.243 Найти магнитный момент тонкого кругового витка с током, если радиус витка R = 100 мм и индукция магнитного поля в его центре B = 6,0 мкТ.
3.244 Вычислить магнитный момент тонкого проводника с током I = 0,8 А, плотно навитого на половину тора (рис. 3.66). Диаметр сечения тора d = 5,0 см, число витков N = 500.
3.245 Тонкий провод (с изоляцией) образует плоскую спираль из N = 100 плотно расположенных витков, по которым течет ток I = 8 мА. Радиусы внутреннего и внешнего витков (рис. 3.67) равны а = 50 мм, b = 100 мм. Найти:
3.246 Непроводящий тонкий диск радиуса R, равномерно заряженный с одной стороны с поверхностной плотностью σ, вращается вокруг своей оси с угловой скоростью ω. Найти:
3.247 Непроводящая сфера радиуса R = 50 мм, заряженная равномерно с поверхностной плотностью σ = 10,0 мкКл/м
3.248 Заряд q равномерно распределен по объему однородного шара массы m и радиуса R, который вращается вокруг оси, проходящей через его центр, с угловой скоростью ω. Найти соответствующий магнитный момент и его отношение к механическому моменту.
3.250 Два протона движутся параллельно друг другу с одинаковой скоростью v = 300 км/с. Найти отношение сил магнитного и электрического взаимодействия данных протонов.
3.251 Найти модуль и направление вектора силы, действующей на единицу длины тонкого проводника с током I = 8,0 А в точке О, если проводник изогнут, как показано:
3.252 Катушку с током I = 10 мА поместили в однородное магнитное поле так, что ее ось совпала с направлением поля. Обмотка катушки однослойная из медного провода диаметром d = 0,10 мм, радиус витков R = 30 мм. При каком значении индукции внешнего поля обмотка катушки может быть разорвана?
3.253 Медный провод сечением S = 2,5 мм
3.254 Укрепленную на конце коромысла весов небольшую катушку К с числом витков N = 200 поместили в зазор между полюсами магнита, как показано на рис. 3.70. Площадь сечения катушки S = 1,0 см
3.255 Квадратная рамка с током I = 0,90 А расположена в одной плоскости с длинным прямым проводником, по которому течет ток I
3.256 Двa длинных параллельных провода с пренебрежимо малым сопротивлением замкнуты с одного конца на некоторое сопротивление R, а с другого конца подключены к источнику постоянного напряжения. Расстояние между осями проводов в η = 20 раз больше радиуса сечения каждого провода. При каком значении сопротивления R результирующая сила взаимодействия между проводами обратится в нуль?
3.258 По двум длинным тонким параллельным проводникам, вид которых показан на рис. 3.71, текут постоянные токи I
3.260 Проводящую плоскость с током поместили во внешнее однородное магнитное поле. В результате индукция магнитного поля с одной стороны плоскости оказалась B
3.261 В электромагнитном насосе для перекачки расплавленного металла участок трубы с металлом находится в однородном магнитном поле с индукцией B (рис. 3.73). Через этот участок трубы в перпендикулярном к вектору B и оси трубы направлении пропускают ток I. Найти избыточное давление, создаваемое насосом при B = 0,10 Т, I = 100 А и a = 2,0 см.
3.263 Какое давление испытывает боковая поверхность длинного прямого соленоида, содержащего n витков на единицу длины, когда по нему течет ток I?
3.264 Ток I течет по длинному однослойному соленоиду, радиус сечения которого равен R. Число витков на единицу длины соленоида n. Найти предельную силу тока, при которой может наступить разрыв обмотки, если предельная нагрузка на разрыв проволоки обмотки равна F
3.267 При измерении эффекта Холла в натриевом проводнике напряженность поперечного поля оказалась Е = 5,0 мкВ/см при плотности тока j = 200 А/см
3.268 Найти подвижность электронов проводимости в медном проводнике, если при измерении эффекта Холла в магнитном поле с индукцией В = 100 мТ напряженность поперечного электрического поля у данного проводника оказалась в η = 3,1*10
3.269 Небольшой виток с током находится на расстоянии r от длинного прямого проводника с током I. Магнитный момент витка равен p
3.270 Небольшая катушка с током, имеющая магнитный момент p
3.271 Найти силу взаимодействия двух катушек с магнитными моментами p
3.273 Индукция магнитного поля в вакууме вблизи плоской поверхности однородного изотропного магнетика равна B, причем вектор B составляет угол α с нормалью к поверхности. Магнитная проницаемость магнетика равна μ. Найти модуль вектора индукции B' магнитного поля в магнетике вблизи поверхности.
3.274 Индукция магнитного поля в вакууме вблизи плоской поверхности магнетика равна В, и вектор В составляет угол ϑ с нормалью n к поверхности (рис. 3.74). Магнитная проницаемость магнетика равна μ. Найти:
3.276 Бесконечно длинный прямой соленоид с током «наполовину» заполнен магнетиком, как показано на рис. 3.75. Изобразить примерные графики магнитной индукции В, напряженности H и магнитной поляризованности J на оси соленоида в зависимости от x.
3.277 Прямой бесконечно длинный проводник с током I лежит в плоскости раздела двух непроводящих сред с магнитными проницаемостями μ
3.279 Если шар из однородного магнетика поместить во внешнее однородное магнитное поле с индукцией B
3.281 Постоянный магнит имеет вид кольца с узким зазором между полюсами. Средний диаметр кольца d = 20 см. Ширина зазора b = 2,0 мм, индукция магнитного поля в зазоре B = 40 мТ. Пренебрегая рассеянием магнитного потока на краях зазора, найти модуль вектора напряженности магнитного поля внутри магнита.
3.282 На железном сердечнике в виде тора со средним радиусом R = 250 мм имеется обмотка с общим числом витков N = 1000. В сердечнике сделана поперечная прорезь шириной b = 1,00 мм. При токе I = 0,85 А через обмотку индукция магнитного поля в зазоре В = 0,75 Т. Пренебрегая рассеянием магнитного потока на краях зазора, найти магнитную проницаемость железа в этих условиях.
3.284 Тонкое железное кольцо со средним диаметром d = 50 см несет на себе обмотку из N = 800 витков с током I = 3,0 А. В кольце имеется поперечная прорезь шириной b = 2,0 мм. Пренебрегая рассеянием магнитного потока на краях зазора, найти с помощью графика (см. рис. 3.76) магнитную проницаемость железа в этих условиях.
3.285 Длинный тонкий цилиндрический стержень из парамагнетика с магнитной восприимчивостью χ и площадью поперечного сечения S расположен вдоль оси катушки с током. Один конец стержня находится в центре катушки, где индукция магнитного поля равна В, а другой конец — в области, где магнитное поле практически отсутствует. С какой силой катушка действует на стержень?
3.286 В установке (рис. 3.77) измеряют с помощью весов силу, с которой парамагнитный шарик объема V = 41 мм