さまざまな難易度のタスクの例。 磁場

例 。 電荷 q を運ぶ質量 m の粒子は、ベクトル線に垂直な均一な磁場に飛び込みます。 で(図10)。 荷電粒子の円の半径、周期、円周波数を決定します。

解決 。 ローレンツ力の磁気成分は粒子の軌道を曲げますが、磁場に垂直な面から粒子を外すことはありません。 速度の絶対値は変化せず、力は一定のままであるため、粒子は円を描くように動きます。 ローレンツ力の磁気成分を遠心力と同等にする

粒子の半径については次の等式が得られます。

粒子の軌道周期

. (3.3.3)

粒子の円周波周波数 ω 回転、つまり 2π 秒間の回転数、

(3.3.3΄)。

答え : R = mv/(qB); ω = qB/m; 特定の種類の粒子の場合、周期と周波数は磁場の誘導のみに依存します。

ある角度で動く粒子の動きを考えてみましょう< 90° к направлению линий вектора で(図11)。 スパイラルターンのピッチ h を決定しましょう。 スピード v 2 つの成分があり、そのうちの 1 つは v çç = v cosβ であり、並列です。 で、もう一方の v ^ = v sin β – 磁気誘導線に垂直 で.

粒子が線に沿って移動するとき で力の磁気成分はゼロであるため、粒子は磁場に沿って一定の速度で移動します。

v çç = v cosβ。

スパイラルピッチ

h = v çç T = v T cosβ。

式 (1.3.3) の T の式を代入すると、次のようになります。

(3.3.4)

電流 Id を持つ導体要素ごと 私 アンペア力は磁場内で作用します。

またはスカラー形式で

dF = I dl B sinα、(3.3.5)

ここで、α は導体要素と磁気誘導の間の角度です。

有限長の導体の場合、次の積分を求める必要があります。

F= I ∫ . (3.3.6)

アンペール力の方向は、ローレンツ力 (上記参照) と同様、左手の法則によって決まります。 ただし、ここでは4本の指が流れに沿って方向付けられているという事実を考慮に入れてください。

例 。 半径 R = 5 cm の半リングの形の導体（図 12）は均一な磁場の中に置かれ、その力線は私たちから離れる方向に向いています（十字で示されています）。 導体を流れる電流が I = 2 A、磁界誘導 B = 1 µT の場合に、導体に作用する力を求めます。

解決 。 積分の下にベクトル積があり、したがって最終的にベクトル量が存在することを考慮して、式 (3.3.6) を使用しましょう。 ベクトル、つまり項を座標軸に投影し、その投影を加算することによってベクトルの和を求めると便利です。 したがって、問題をスカラー形式で解くと、積分は積分の合計として表すことができます。

F = ∫ dF i、F = ∫ dF x + ∫ dF y。

左手の法則を使用して、力ベクトル d を求めます。 F、導体の各要素に作用します（図12）。

投影 d の合計であるため、右側の最初の積分はゼロに等しくなります。 F図からわかるように、 はゼロに等しくなります。画像の対称性により、各正の射影は同じ大きさの負の射影に対応します。 この場合、必要な力は 2 番目の積分にのみ等しくなります。

F = ∫ dF y = ∫ dF cosβ、

ここで、β はベクトル d 間の角度です。 Fと OΥ 軸であり、導体長要素は dl = R cos β として表すことができます。 角度は OΥ 軸から左右に測定されるため、積分の限界は値 90 0 と 90 0 になります。 dl を dF に代入して 2 番目の積分を解くと、次のようになります。

F=

数値計算により、F = 2 2 A 10 -6 T 0.05 m = 2 10 -7 N が得られます。

答え： F = 2 10 -7 N。

アンペールの法則は、2 つの相互作用の力を表します。 無限に長くて互いに平行 電流のある導体 、互いに距離 b の位置にあります。

(3.3.7)

一方向に電流が流れる導体は、電流の方向が反平行の場合には引き付けられ、反発することがわかります。

フレーム上（ 回路) 力は磁場内の電流に作用します。 それをこの方向に変えようと努力している人。 したがって、磁気モーメントは Rフレームのｍは磁気誘導の方向と一致した。 この場合のトルクは、 M電流 I が等しい面積 S の回路に作用する

M = I S B sinα、(3.3.8)

ここで、α は磁気誘導とフレームの法線との間の角度です。 ベクトル形式で

M = [ Pうーん、 B].

角度 α = 0 0 となる位置。 呼ばれた 安定した平衡、α = 180 0 の位置 - バランスが不安定。

フレームを角度 α だけ回転させたときの磁場の基本的な働き

オプション1

A1. 2 つの平行な導体と直流電流の相互作用は何によって説明されますか?

1. 電荷の相互作用。
2. 電流のある 1 つの導体の電界が他の導体の電流に及ぼす影響。
3. ある導体の磁界が別の導体の電流に及ぼす影響。

A2. どの粒子が磁場の影響を受けるでしょうか?

1. 移動中の充電中のもの。
2. 動く無充電のものへ。
3. 静止した充電されたものに。
4. 静止している充電されていないものに。

A4. 長さ 10 cm の直線導体は、4 テスラの誘導を持つ均一な磁場内にあり、30 度の角度で配置されています。 0 磁気誘導ベクトルに変換します。 導体に流れる電流が 3 A の場合、磁場から導体に作用する力はいくらですか?

1. 1.2N; 2) 0.6N; 3) 2.4N。

A6. 電磁誘導とは次のとおりです。

1. 移動する電荷に対する磁場の影響を特徴付ける現象。
2. 磁束が変化すると閉ループ内に電流が発生する現象。
3. 電流が流れる導体に対する磁場の影響を特徴付ける現象。

A7. 子どもたちはブランコに乗ります。 これは何の種類の振動ですか？

1. フリー 2. 強制 3. 自己発振

A8. 長さ l の糸上の質量 m の物体は、周期 T で振動します。長さ l/2 の糸上の質量 m/2 の物体の振動の周期は何でしょう?

1. 1/2 T 2. T 3. 4 T 4. 1/4 T

A9. 水中での音の速さは1470m/sです。 振動周期が0.01秒の音波の長さはいくらですか?

1. 147 km 2. 1.47 cm 3. 14.7 m 4. 0.147 m

A10 。 2πs内の振動数を何といいますか?

1. 周波数 2. 周期 3. 位相 4. サイクリック周波数

A11. 少年は銃が発砲されてから10秒後に反響音を聞いた。 空気中の音速は340m/sです。 障害物は少年からどのくらい離れていますか?

A12. 発振回路にインダクタンス 1 μH のコイルと容量 36 pF のコンデンサが含まれる場合、自由電磁振動の周期を求めます。

1. 40ns 2. 3*10 -18 s 3. 3.768*10 -8 s 4. 37.68*10 -18 s

A13. コンデンサとインダクタを含む最も単純な発振システムは...と呼ばれます。

1. 自己振動系 2. 振動系

3. 発振回路 4. 発振装置の設置

A14. 半導体の電気抵抗は温度の上昇とともにどのように、そしてなぜ変化するのでしょうか?

1. 電子の移動速度の増加により減少します。

2. 結晶格子の正イオンの振動の振幅の増加により増加します。

3. 自由電荷キャリア濃度の増加により減少します。

4. 自由電荷キャリアの濃度の増加により増加します。

1で。

AT2。 質量mの粒子 、運送料金q B 円周半径速度vのR 。 粒子の速度が増加すると、粒子の軌道半径、軌道周期、運動エネルギーはどうなるでしょうか?

C1. インダクタンス 0.4 H のコイルでは、20 V の自己誘導起電力が発生しました。これが 0.2 秒以内に発生した場合の電流の強さとコイルの磁場のエネルギーの変化を計算します。

オプション 2

A1. 電流が流れる導体の近くでの磁針の回転は、次の影響を受けるという事実によって説明されます。

1. 導体中を移動する電荷によって生成される磁場。
2. 導体の電荷によって生成される電場。
3. 導体の電荷の移動によって生成される電場。

A2.

1. 電界のみ。
2. 磁場だけ。

A4. 長さ 5 cm の直線導体は、誘導 5 T の均一な磁場内にあり、角度 30 度で配置されています。 0 磁気誘導ベクトルに変換します。 導体に流れる電流が 2 A の場合、磁場から導体に作用する力はいくらですか?

1. 0.25N; 2) 0.5N; 3) 1.5N。

A6. ローレンツ力が働く

1. 磁場中の帯電していない粒子に対して。
2. 磁場中で静止している荷電粒子に。
3. 磁気誘導場の線に沿って移動する荷電粒子上で。

A7. 面積2mの正方形フレームの場合 2 電流2A時の最大トルクは4N・mです。 研究対象の空間における磁場誘導とは何ですか?

1. TL; 2) 2T; 3) 3T。

A8. 時計の振り子が揺れるとどのような振動が観察されますか?

1. 無料 2. 強制

A9. 空気中の音速は330m/sです。 波長が 33 cm の場合、音の振動の周波数は何ですか?

1. 1000Hz 2. 100Hz 3. 10Hz 4. 10,000Hz 5. 0.1Hz

A10 発振回路に容量 1 μF のコンデンサと 36 H のインダクタンス コイルが含まれる場合の自由電磁振動の周期を求めます。

1. 4*10 -8 秒 2. 4*10 -18 秒 3. 3.768*10 -8 秒 4. 37.68*10 -3 秒

A11 。 インダクタンス 9H のコイルと電気容量 4F のコンデンサを含むシステムによって放射される波の周波数を決定します。

1. 72πHz 2. 12πHz 3. 36Hz 4. 6Hz 5. 1/12πHz

A12. 光波のどの特性がその色を決定しますか?

1. 波長による 2. 周波数による

3. 位相による 4. 振幅による

A13. システム内にあるエネルギー源によって発生する非減衰振動は...と呼ばれます。

1. 無料 2. 強制

3. 自己発振 4. 弾性振動

A14. 純水は誘電体です。 なぜNaCl水溶液は導体なのでしょうか?

1. 水中の塩は荷電したNaイオンに分解されます。+ と Cl - 。

2. 塩が溶解すると、NaCl 分子が電荷を移動します。

3. 溶液中では、NaCl 分子から電子が除去され、電荷が移動します。

4. 塩と相互作用すると、水分子は水素イオンと酸素イオンに分解されます。

1で。 物理的な対応関係を確立する

誘導により均一な磁場内で移動します。 B 円周半径スピードvのR。 粒子の電荷が増加すると、粒子の軌道半径、軌道周期、運動エネルギーはどうなるでしょうか?

最初の列の各位置について、2 番目の列の対応する位置を選択し、表内の対応する文字の下に選択した数字を書き留めます。

C1. 0.85 mm の断面積を持つ銅導体は、0.5 テスラの誘導による磁力線に対してどの角度で動くべきでしょうか? 2 抵抗が 0.04 オームなので、速度 0.5 m/s では、0.35 V に等しい誘導起電力が両端で励起されることになります。 (銅の抵抗率 ρ= 0.017 オーム・mm 2/分)

オプション 3

A1. 磁場が生成されます。

1. 静止電荷と移動電荷の両方。
2. 固定電荷。
3. 移動する電荷。

A2. 磁場は次のような影響を与えます。

1. 定常的な電荷のみ。
2. 移動する電荷のみ。
3. 移動電荷と静止電荷の両方。

A4. 磁場内に配置され、12 A の電流が流れる長さ 50 cm の直線導体に、誘導 30 mT の均一な磁場からどのような力が作用しますか? ワイヤは磁場誘導ベクトルの方向と直角を形成します。

1. 18N; 2) 1.8N; 3) 0.18N; 4) 0.018N。

A6. 判断するときに左手の伸ばした4本の指は何を示していますか

アンペア力

1. 磁場誘導力の方向。
2. 電流の方向。
3. アンペア力の方向。

A7. 10 mT の誘導を持つ磁場が、50 mN の力で 50 A の電流が流れる導体に作用します。 磁場誘導線と電流が互いに垂直な場合の導体の長さを求めます。

1. 1メートル; 2) 0.1メートル。 3) 0.01メートル。 4) 0.001メートル。

A8. ひと押しでシャンデリアが揺れます。 これは何の種類の振動ですか？

1. 自由振動 2 強制振動 3. 自己振動 4. 弾性振動

A9 .長さ l の糸上の質量 m の物体は、周期 T で振動します。長さ 2l の糸上の質量 2m の振動の周期は何でしょう?

1. 1/2 T 2. 2T 3. 4T 4. 1/4 T 5. T

A10 。 空気中の音速は330m/sです。 発振周波数100Hzの光の波長は何ですか?

1. 33km 2. 33cm 3. 3.3m 4. 0.3m

A11. 共振周波数νとは何ですか 0 インダクタンス4Hのコイルと電気容量9Fのコンデンサの回路では？

1. 72πHz 2. 12πHz 3. 1/12πHz 4. 6Hz

A12 。 稲光が走ってから5秒後に少年は雷鳴を聞いた。 空気中の音速は340m/sです。 稲妻は少年からどのくらいの距離で光りましたか?

A. 1700m B. 850m C. 136m D. 68m

A13. 発振回路にインダクタンス 4 μH のコイルと容量 9 pF のコンデンサが含まれる場合、自由電磁振動の周期を求めます。

A14. ドナー不純物を含む半導体材料はどのような導電性を持っていますか?

1. 主に電子的。 2.主に穴タイプ。

3. 同様に電子とホール。 4.イオン性。

1で。 物理的な対応関係を確立する量と測定単位

AT2。 電荷qを運ぶ質量mの粒子 、誘導により均一な磁場内で移動します。 B 円周半径スピードvのR。 磁場の誘導が増加すると、粒子の軌道半径、軌道周期、運動エネルギーはどうなるでしょうか?

最初の列の各位置について、2 番目の列の対応する位置を選択し、表内の対応する文字の下に選択した数字を書き留めます。

C1. 75 巻きのコイルでは、磁束は 4.8∙10 になります。-3 Vb. コイル内に平均誘導起電力 0.74 V が発生するまで、この磁束が消えるまでどれくらいの時間がかかりますか?

オプション 4

A1. エルステッドの実験では何が観察されたのでしょうか?

1. 電流が流れる導体は電荷に作用します。
2. 磁針は通電導体の近くで回転します。
3. 磁針が帯電した導体を回転させる

A2. 移動する電荷によって次のものが生成されます。

1. 電界のみ。
2. 電界と磁界の両方。
3. 磁場だけ。

A4. 誘導 0.82 テスラの均一磁場内で、長さ 1.28 m の導体が磁気誘導線に垂直に配置され、電流強度が 18 A の場合に導体に作用する力を求めます。

1)18.89N; 2) 188.9 N; 3) 1.899N; 4) 0.1889 N。

A6. 誘導電流は、次の場合に閉じた導体回路で発生します。

1. 回路は均一な磁場内にあります。
2. 回路は均一な磁場の中を前進します。
3. 回路を通過する磁束が変化します。

A7. 磁力線に垂直に配置された長さ 0.5 m の直線導体に、誘導 0.02 T で 0.15 N の力が作用します。導体を流れる電流の強度を求めます。

1)0.15A; 2)1.5A; 3) 15A; 4) 150A。

A8 。 ねじ山に吊り下げられた荷重が平衡位置からずれると、どのような種類の振動が観察されますか?

1. 無料 2. 強制

3. 自己発振 4. 弾性振動

A9. システムにインダクタンスが 9 H のコイルと電気容量が 4 F のコンデンサが含まれている場合、システムから放射される波の周波数を決定します。

1. 72πHz 2. 12πHz

3.6Hz 4.1/12πHz

A10. 4 μH インダクタと 9 Pf コンデンサを含む発振回路を調整するために必要な周波数を決定します。

1. 4*10 -8 秒 2. 3*10 -18 秒 3. 3.768*10 -8 秒 4. 37.68*10 -18 秒

A11. 回路が 500 kHz の周波数に同調されている場合の回路の固有振動の周期を決定します。

1. 1μs 2. 1ks 3. 2μs 4. 2ks

A12. 少年は稲妻が光ってから2.5秒後に雷鳴を聞いた。 空気中の音速は340m/sです。 稲妻は少年からどのくらいの距離で光りましたか?

1. 1700m 2. 850m 3. 136m 4. 68m

A13. 単位時間あたりの振動数は...と呼ばれます。

1. 周波数 2. 周期 3. 位相 4. サイクリック周波数

A14. 金属の電気抵抗は温度の上昇とともにどのように、またなぜ変化するのでしょうか?

1. 電子の移動速度の増加により増加します。

2. 電子の移動速度の増加により減少します。

3. 結晶格子の正イオンの振動の振幅の増加により増加します。

4. 結晶格子の正イオンの振動振幅の増加による減少

1で。 物理的な対応関係を確立する量と、それらの量を決定するための式

AT2。 電荷qを運ぶ質量mの粒子 、誘導により均一な磁場内で移動します。 B 円周半径スピードvUのR。 粒子の質量が減少すると、粒子の軌道半径、軌道周期、運動エネルギーはどうなるでしょうか?

最初の列の各位置について、2 番目の列の対応する位置を選択し、表内の対応する文字の下に選択した数字を書き留めます。

C1. 直径4cmのコイルが交流磁場の中にあり、力線はコイルの軸に平行です。 磁界誘導が 6.28 秒間 1 T 変化すると、コイル内に 2 V の EMF が発生します。コイルの巻き数は何ですか?

、CMC Zel UO の方法論者

このトピックに関する KIM 統一国家試験の質問に答えるには、次の概念を繰り返す必要があります。

磁極の相互作用、

電流の相互作用、

磁気誘導ベクトル、磁力線の性質、

ギムレット規則を適用して、直流および円形電流の場の磁気誘導の方向を決定します。

アンペア電力、

ローレンツ力

アンペール力、ローレンツ力、

磁場中の荷電粒子の動き。

統一国家試験 KIM の資料では、アンペール力やローレンツ力の方向を求める試験問題がよく出題され、磁気誘導ベクトルの方向が暗黙的に指定されている場合もあります (磁石の極が描かれています)。 ）。 電流が流れるフレームが磁場の中にあり、アンペア力がフレームの両側にどのように作用するかを判断する必要がある一連のタスクが一般的です。その結果、フレームが回転、移動、伸縮、収縮します (正しい答えを選択する必要があります)。 従来の一連のタスクは、数式を定性レベルで分析することであり、他の物理量の複数の変化に応じて、1 つの物理量の変化の性質について結論を導く必要があります。

タスクは番号 A15 の下に表示されます。

1. 永久ストリップ磁石が磁針 (N 極が黒く表示されています、図を参照) に配置され、図面の平面に垂直な垂直軸の周りを回転できます。 この場合の矢印は、

2. 直線導体長さ L電流あり 私誘導線に垂直な均一磁場の中に置かれる で 。 導体の長さが 2 倍に増加し、導体の電流強度が 4 倍に減少した場合、導体に作用するアンペア力はどのように変化しますか?

3. プロトン p電磁石の極間のギャップに飛び込む磁束は、垂直方向の磁場誘導ベクトルに垂直な速度を持ちます (図を参照)。 それに作用するローレンツ力はどこに向かうのでしょうか?

4. 直線導体長さ L電流あり 私均一な磁場に置かれた場合、誘導線の方向 で それは電流の方向に対して垂直です。 電流の強さが 2 倍に減少し、磁界の誘導が 4 倍に増加すると、導体に作用するアンペア力は

5. 負の電荷 q を持つ粒子が、水平方向および磁場誘導ベクトルに垂直な方向の速度で電磁石の極間のギャップに飛び込みました (図を参照)。 それに作用するローレンツ力はどこに向かうのでしょうか?

この図は、電流が流れる円筒状の導体を示しています。 電流の方向は矢印で示されます。 点 C における磁気誘導ベクトルの方向は何ですか?

この図は、矢印で示された方向に電流が流れるコイルを示しています。 コイルは垂直面内に配置されます。 コイルの中心では、電流の磁場誘導ベクトルは次の方向に向いています。

図の回路では、すべての導体は薄く、同じ平面上にあり、互いに平行で、隣接する導体間の距離は同じです。I は電流の強さです。 この場合、導体 No. 3 に作用するアンペア力:

9. 電流が流れる導体と磁場の磁気誘導ベクトルの方向との間の角度は、30° から 90° に増加します。 この場合のアンペア力:

10. 均一磁場 B = 0.5 T 内の円周上を 107 m/s の速度で磁場中を移動する電子に作用するローレンツ力は、次と等しくなります。

1. (B1). 質量を持つ粒子 メートル、手数料 q で円周半径 Rスピードを持って あなた。 粒子の速度が増加すると、粒子の軌道半径、軌道周期、運動エネルギーはどうなるでしょうか?

テーブルへ

(答え131)

2IN1)。 質量のある粒子 メートル、手数料 q、誘導により均一な磁場内で移動します。 で円周半径 Rスピードを持って あなた。 磁場の誘導が増加すると、粒子の軌道半径、軌道周期、運動エネルギーはどうなるでしょうか?

最初の列の各位置について、2 番目の列で対応する位置を選択し、書き留めます。 テーブルへ対応する文字の下にある選択した数字。

（答え 223)

3. (B4)。 直線導体長さ 私電流が流れる = 0.1 m は、誘導 B = 0.4 T を持つ均一磁場内にあり、ベクトルに対して 90° の角度に位置します。 磁界から導体に働く力が0.2Nの場合、電流の強さはいくらですか?

オプション 13

C1. 電気回路はガルバニ素子ε、電球、インダクタLを直列に接続したもので、スイッチが開いたときに起こる現象を説明します。

メーター。 その後スイッチが開くと、コイル内の磁束が消えると、余分な開放電流 I が発生します。

ψ = Li、

dL dt = dL ディ dtdi 。

ε si = − L + dL di 。

ε si = − L dt di 。

10. 図13.1.3に示す回路に電源を供給すると、自己誘導現象により電流値がゼロから一定時間かけて定格値まで増加します。 結果として生じる余剰電流は、レンツの法則に従って、常に反対方向に向けられます。 それらはそれらを引き起こす原因を妨害します。 彼らは増加を防ぎます

しばらくの間。

ε + εsi = iR、

L dt di +iR = ε。

i(t) = R ε − cons te− RL t 。

定数 = R ε 。

16. 特にこの式から、スイッチが開くと (図 13.1.1)、電流の強さは指数関数に従って減少することがわかります。 回路を開いた後の最初の瞬間には、誘導起電力と自己誘導起電力が加算され、電流強度が短期間に上昇します。 電球の明るさが一時的に増加します (図 13.1.4)。

米。 13.1.4. インダクタンスのある回路内の電流の時間依存性

C2. 体重 m = 60 kg のスキーヤーは、高さ H = 40 m の踏み台から静止状態からスタートし、離陸の瞬間の速度は水平になります。 踏み台に沿って移動する過程で、摩擦力は AT = 5.25 kJ の仕事を行いました。 着地点が踏み台からリフトオフレベルより h = 45 m 低い場合のスキーヤーの水平方向の飛行範囲を決定します。 空気抵抗は無視してください。

米。 13.2 踏み台に乗るスキーヤー

1. スキーヤーが踏み台に沿って移動するときのエネルギー保存の法則:

5. ガスに与えられる熱量:

Q = A + U = 37.5 J;

C4. 電気回路は、内部抵抗 r = 1 オームの ε = 21 V の電源と、2 つの抵抗器 R1 = 50 オームと R2 = 30 オームで構成されます。 電圧計自体の抵抗は Rv = 320 オーム、電流計の抵抗は RA = 5 オームです。 機器の測定値を決定します。

C5. 電荷 q = 10 − 5 C を帯びた質量 m = 10 − 7 kg の粒子は、誘導 B = 2 T の磁場中を半径 R = 2 cm の円に沿って均一に移動します。 円の中心は、主光学レンズから d = 15 cm の距離にあります。 レンズの焦点距離は F = 10 cm ですが、粒子の像はレンズ内でどのくらいの速度で移動しますか?

3. 画像の場合、角速度は変化しませんが、円の半径は 2 倍になります。したがって、次のようになります。

vx = ω 2R = 8 ミリ秒;

C6. 入射光の反射係数ρを持つ板上に、毎秒N個の同一の光子が垂直に落ち、光圧Fの力が加わります。入射光の波長は何ですか?

p = St ε f (1+ ρ ) ; pS = N hc λ (1+ ρ ) ; ps = F; F = N hc λ (1+ ρ ) ; 2. 入射光の長さ:

λ = Nhc (1 + ρ); F

米。 14.1.1. 自己誘導現象

米。 14.1.2. 自己誘導

オプション 14

C1. 電気回路はガルバニ素子ε、電球、インダクタLを直列に接続したもので、スイッチが閉じたときに起こる現象を説明します。

1. 電磁誘導現象は、回路を通る磁束の変化のすべての場合に観察されます。 特に、電流値が変化すると回路自体に誘導起電力が発生し、追加電流が発生する可能性があります。 この現象を自己誘導といい、さらに発生する電流を自己誘導といいます。

余分な電流または自己誘導電流によって発生します。

2. 自己誘導現象は、図に概略図を示した装置を使用して研究できます。 14.1.2. 多数の巻数を有するコイル L は、加減抵抗器 r とスイッチ k を介して起電力 ε の発生源に接続されています。 また、コイルには検流計 G が接続されており、A 点でスイッチが短絡すると電流が分岐し、コイルには大きさ i の電流が流れ、検流計には電流 i1 が流れます。 その後スイッチが開くと、コイル内の磁場が消えます。

電流が増加すると、余分な開放電流 I が発生します。

3. レンツの法則によれば、余分な電流は磁束の減少を妨げます。 電流は減少する方向に向けられますが、検流計を介して余分な電流は元の電流とは反対の方向に流れ、検流計の針が逆方向に振れることになります。 コイルに鉄心が入っていると余分な電流が増えます。 この場合、検流計の代わりに白熱電球をオンにすることができます。これは問題の条件で実際に指定されており、自己誘導電流が発生すると電球が明るく点滅します。

4. コイルに結合する磁束はコイルに流れる電流の大きさに比例することが知られています。

ψ = Li、

比例係数 L は回路インダクタンスと呼ばれます。 インダクタンスの寸法は次の方程式で決定されます。

L = d i ψ 、 [ L] = Wb A = Gn(henry) 。

5. コイルの自己誘導起電力 ε si の方程式を取得しましょう。

6. 一般的な場合、インダクタンスは、媒体内のコイルの形状とともに、電流の強さに依存します。 L = f (i)、これは微分するときに考慮できます。

dL dt = dL ディ dtdi 。

7. 最後の関係を考慮すると、自己誘導起電力は次の方程式で表されます。

ε si = − L + dL di 。

8. インダクタンスが電流の大きさに依存しない場合、方程式は単純化されます。

ε si = − L dt di 。

9. したがって、自己誘導起電力は電流値の変化率に比例します。

10. 回路に電力が供給されると、

回路内の図14.1.3に示す電流値は、自己誘導現象によりゼロから一定時間かけて公称値まで増加します。 結果として生じる余剰電流は、レンツの法則に従って、常に反対方向に向けられます。 それらはそれらを引き起こす原因を妨害します。 回路内の電流の増加を防ぎます。 与えられた中で

ケース、キーを閉めるとライトが点灯 米。 13.1.3. 開閉電流すぐには燃え上がりませんが、時間が経つとその強度は増します。

11. スイッチが位置 1 に接続されている場合、余分な電流によって回路内の電流の増加が妨げられ、逆に位置 2 では、余分な電流によって主電流の減少が遅くなります。 分析を簡単にするために、回路に含まれる抵抗 R が回路抵抗、電源の内部抵抗、およびコイル L のアクティブ抵抗を特徴付けると仮定します。この場合のオームの法則は次の形式になります。

ε + εsi = iR、

ここで、ε は電源起電力、ε si は自己誘導起電力、i は時間の関数である電流の瞬時値です。 自己誘導起電力方程式をオームの法則に代入してみましょう。

L dt di +iR = ε。

12. 微分方程式の変数を分割してみましょう。

L を定数値とみなして積分します: L ∫ ε − di iR = ∫ dt 、

R L ln(ε − iR) = t + const 。

13. 微分方程式の一般解は次の形式で表すことができることがわかります。

i(t) = R ε − cons te− RL t 。

14. 初期条件から積分定数を決定します。 t =0 で

V 電力が供給された瞬間、回路内の電流はゼロです (i(t) = 0)。電流のゼロ値を代入すると、次のようになります。

定数 = R ε 。

15. 方程式 i(t) の解は最終的な形式になります。

16. この式から、特に、キーが閉じられると (図 13.1.1)、電流の強さは指数関数的に増加することがわかります。

C2. 点 A での衝突後、ボックスは初速度 v0 = 5 m/s で傾斜面を滑り上がります。 点 B で、箱が傾斜面から引き裂かれます。 箱は傾斜面からどのくらいの距離 S で落下しますか? 箱と平面の間の摩擦係数は μ = 0.2 です。 傾斜面の長さ AB = L = 0.5 m、面の傾斜角 α = 300。 空気抵抗は無視してください。

1. 初期位置から移動すると、最初に報告されたボックスが

米。 14.2. フライトボックス運動エネルギーは力に対する仕事に変換されます

摩擦、点 B の運動エネルギー、および位置エネルギーの増加ボックス:

2. 点 B から、ボックスは放物線の軌道に沿って移動します。

3. 傾斜面から入射点までの距離: x(τ ) = vB cosατ ≈ 4 0.87 0.57 ≈ 1.98 m。

C3. ν = 2 mol の理想単原子気体をまず冷却して圧力を 2 倍に下げ、その後初期温度 T1 = 360 K まで加熱しました。セクション 2 ～ 3 で気体はどのくらいの熱を受け取りましたか?

4. セクション 2 → 3 のガス作業:

A2 → 3 = p(V3 − V2 ) = ν R(T3 − T2 ) ≈ 2992J; 5. ガスが受け取る熱:

Q = U2 → 3 + A2 → 3 ≈ 7478J;

C4. 電気回路は、内部抵抗 r = 1 Ω、ε = 21 V の EMF 源、抵抗 R1 = 50 Ω、R2 = 30 Ω、独自の抵抗 RV = 320 Ωの電圧計、および抵抗 RA = 5 の電流計で構成されます。オーム。 機器の測定値を決定します。

1.負荷抵抗:

RV,A = RV + RA = 325 オーム; R1,2 = R1 + R2 = 80 オーム; V ≈ 20.4 V;

C5. 質量 m = 10 − 7 kg、電荷 q = 10 − 5 C の粒子は、誘導 B = 1.5 T の磁場中を円周上を一定速度 v = 6 m/s で運動します。 円の中心は集光レンズの主光軸上にあり、円の平面は主光軸に垂直で、そこから距離 d = 15 cm の位置にあります。 レンズの焦点距離は F = 10 cm ですが、レンズ内の粒子の像は半径何円に沿って移動しますか?

1. 粒子の動きの半径:

C6. 波長 λ = 600 nm の光は、面積 S = 4 cm2 のプレートに垂直に当たり、入射光の 70% が反射され、30% が吸収されます。 光束電力 N = 120 W。 光がレコードに与える圧力はどれくらいですか?