Dažādas grūtības pakāpes uzdevumu piemēri. Magnētiskais lauks

Piemērs . Daļiņa ar masu m, kas nes lādiņu q, lido vienmērīgā magnētiskajā laukā perpendikulāri vektoru līnijām IN(10. att.). Nosakiet lādētās daļiņas apļa rādiusu, periodu un apļveida frekvenci.

Risinājums . Lorenca spēka magnētiskā sastāvdaļa saliek daļiņas trajektoriju, bet neizņem to no plaknes, kas ir perpendikulāra laukam. Ātruma absolūtā vērtība nemainās, spēks paliek nemainīgs, tāpēc daļiņa pārvietojas pa apli. Lorenca spēka magnētiskās sastāvdaļas pielīdzināšana centrbēdzes spēkam

daļiņu rādiusam iegūstam vienādību

Daļiņu orbitālais periods

. (3.3.3)

Apļveida frekvence ω daļiņas apgriezieni, tas ir, apgriezienu skaits 2π sekundēs,

(3.3.3 ΄).

Atbilde : R = mv/(qB); ω = qB/m; noteikta veida daļiņām periods un frekvence ir atkarīgi tikai no magnētiskā lauka indukcijas.

Apsveriet daļiņas kustību, kas pārvietojas leņķī< 90° к направлению линий вектора IN(11. att.). Nosakīsim spirāles pagrieziena h piķi. Ātrums v ir divas sastāvdaļas, no kurām viena v çç = v cosβ ir paralēla IN, otrs v ^ = v sin β – perpendikulāri magnētiskās indukcijas līnijām IN.

Kad daļiņa pārvietojas pa līnijām IN spēka magnētiskā sastāvdaļa ir nulle, tāpēc daļiņa vienmērīgi pārvietojas pa lauku ar ātrumu

v çç = v cosβ.

Spirālveida solis

h = v çç T = v T cosβ.

Aizvietojot T izteiksmi no formulas (1.3.3.), iegūstam:

(3.3.4)

Katram vadītāja elementam ar strāvas ID l Ampēra spēks darbojas magnētiskajā laukā.

vai skalārā formā

dF = I dl B sinα, (3.3.5.)

kur α ir leņķis starp vadītāja elementu un magnētisko indukciju.

Galīga garuma vadītājam ir jāņem integrālis:

F= I ∫ . (3.3.6.)

Ampēra spēka virzienu, tāpat kā Lorenca spēku (skatīt iepriekš), nosaka kreisās puses likums. Bet ņemot vērā to, ka četri pirksti šeit ir vērsti pa straumi.

Piemērs . Vienmērīgā magnētiskajā laukā novietots pusloka formas vadītājs ar rādiusu R = 5 cm (12. att.), kura spēka līnijas ir vērstas prom no mums (attēlotas ar krustiņiem). Atrodiet spēku, kas iedarbojas uz vadītāju, ja caur vadītāju plūstošā strāva ir I = 2 A un magnētiskā lauka indukcija B = 1 µT.

Risinājums . Izmantosim formulu (3.3.6.), ņemot vērā, ka zem integrāļa atrodas vektora reizinājums un līdz ar to, galu galā, vektora daudzums. Ir ērti atrast vektoru summu, projicējot vektorus - terminus uz koordinātu ass un saskaitot to projekcijas. Tāpēc, atrisinot problēmu skalārā formā, integrāli var attēlot kā integrāļu summu:

F = ∫ dF i, F = ∫ dF x + ∫ dF y.

Izmantojot kreisās puses likumu, atrodam spēka vektorus d F, iedarbojoties uz katru vadītāja elementu (12. att.).

Pirmais integrālis labajā pusē ir vienāds ar nulli, jo projekciju summa d F ir vienāds ar nulli, kā izriet no attēla: attēla simetrijas dēļ katra pozitīvā projekcija atbilst tāda paša lieluma negatīvai. Tad nepieciešamais spēks ir vienāds tikai ar otro integrāli

F = ∫ dF y = ∫ dF cosβ,

kur β ir leņķis starp vektoriem d F un OΥ ass, un vadītāja garuma elementu var attēlot kā dl = R cos β. Tā kā leņķi mēra no OΥ ass pa kreisi un pa labi, integrācijas robežas būs vērtības 90 0 un 90 0. Aizstājot dl ar dF un atrisinot otro integrāli, iegūstam

F=

Skaitliskais aprēķins dod: F = 2 2 A 10 -6 T 0,05 m = 2 10 -7 N.

Atbilde: F = 2 10–7 N.

Ampera likums sniedz izteiksmi spēkam, ar kuru mijiedarbojas divi bezgala gari paralēli viens otram vadītājs ar strāvām , kas atrodas attālumā b viens no otra:

(3.3.7)

Var parādīt, ka vadi, kuru strāvas plūst vienā virzienā, tiek piesaistīti un atgrūsti strāvu pretparalēlā virziena gadījumā.

Uz rāmja ( ķēde) spēki iedarbojas uz strāvu magnētiskajā laukā. Kuri cenšas to pagriezt šādā virzienā. Tā ka magnētiskais moments R m no rāmja sakrita ar magnētiskās indukcijas virzienu. Šajā gadījumā griezes moments M iedarbojoties uz apgabala S ķēdi ar strāvu I ir vienāda ar

M = I S B sinα, (3.3.8.)

kur α ir leņķis starp magnētisko indukciju un rāmja normālu. Vektora formā

M = [ P m, B].

Pozīcija, kurā leņķis α = 0 0 . sauca stabils līdzsvars, un pozīcija ar α = 180 0 - nestabils līdzsvars.

Magnētiskā lauka elementārs darbs, kad rāmis tiek pagriezts leņķī α

1. iespēja

A1. Kas izskaidro divu paralēlu vadītāju mijiedarbību ar līdzstrāvu?

1. elektrisko lādiņu mijiedarbība;
2. viena vadītāja elektriskā lauka ietekme ar strāvu uz strāvu citā vadītājā;
3. viena vadītāja magnētiskā lauka ietekme uz strāvu citā vadītājā.

A2. Kuru daļiņu ietekmē magnētiskais lauks?

1. uz kustīga uzlādēta;
2. uz kustīgu neuzlādētu;
3. uz stacionāru uzlādētu;
4. uz neuzlādētu miera stāvoklī.

A4. Taisns 10 cm garš vadītājs atrodas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju 4 Teslas un atrodas 30 leņķī 0 uz magnētiskās indukcijas vektoru. Kāds spēks iedarbojas uz vadītāju no magnētiskā lauka, ja strāva vadītājā ir 3 A?

1. 1,2 N; 2) 0,6 N; 3) 2,4 N.

A6. Elektromagnētiskā indukcija ir:

1. parādība, kas raksturo magnētiskā lauka ietekmi uz kustīgu lādiņu;
2. elektriskās strāvas rašanās parādība slēgtā kontūrā, mainoties magnētiskajai plūsmai;
3. parādība, kas raksturo magnētiskā lauka ietekmi uz strāvu nesošo vadītāju.

A7. Bērni šūpojas šūpolēs. Kāda veida vibrācija ir šī?

1. brīvs 2. piespiedu 3. Pašsvārstības

A8. Ķermenis ar masu m uz vītnes ar garumu l svārstās ar periodu T. Kāds būs ķermeņa ar masu m/2 svārstību periods uz vītnes ar garumu l/2?

1. ½ T 2. T 3. 4 T 4. ¼ T

A9. Skaņas ātrums ūdenī ir 1470 m/s. Kāds ir skaņas viļņa garums ar svārstību periodu 0,01 s?

1. 147 km 2. 1,47 cm 3. 14,7 m 4. 0,147 m

A10 . Kā sauc svārstību skaitu 2πs?

1. biežums 2. Periods 3. Fāze 4. Cikliskā frekvence

A11. Zēns dzirdēja atbalsi 10 sekundes pēc ieroča šāviena. Skaņas ātrums gaisā ir 340 m/s. Cik tālu ir šķērslis no zēna?

A12. Nosakiet brīvo elektromagnētisko svārstību periodu, ja svārstību ķēdē ir spole ar induktivitāti 1 μH un kondensators ar jaudu 36 pF.

1. 40 ns 2. 3 * 10 -18 s 3. 3,768 * 10 -8 s 4, 37,68 * 10 -18 s

A13. Vienkāršākā svārstību sistēma, kas satur kondensatoru un induktors, tiek saukta...

1. pašoscilācijas sistēma 2. svārstību sistēma

3. Svārstību ķēde 4. Oscilācijas instalācija

A14. Kā un kāpēc mainās pusvadītāju elektriskā pretestība, palielinoties temperatūrai?

1. Samazinās, palielinoties elektronu kustības ātrumam.

2. Palielinās kristāla režģa pozitīvo jonu vibrāciju amplitūdas pieauguma dēļ.

3. Samazinās brīvo elektrisko lādiņnesēju koncentrācijas palielināšanās dēļ.

4. Palielinās brīvo elektrisko lādiņnesēju koncentrācijas pieauguma dēļ.

IN 1.

AT 2. Daļiņa ar masu m , lādiņš q B apkārtmēra rādiuss R ar ātrumu v . Kas notiek ar daļiņas orbītas rādiusu, orbītas periodu un kinētisko enerģiju, palielinoties tās ātrumam?

C1. Spolē ar induktivitāti 0,4 H radās pašinduktīvā emf 20 V Aprēķiniet spoles magnētiskā lauka strāvas stipruma un enerģijas izmaiņas, ja tas notika 0,2 s.

2. iespēja

A1. Magnētiskās adatas griešanās pie vadītāja, kas nes strāvu, ir izskaidrojama ar to, ka to ietekmē:

1. magnētiskais lauks, ko rada lādiņi, kas pārvietojas vadītājā;
2. elektriskais lauks, ko rada vadītāju lādiņi;
3. elektriskais lauks, ko rada vadītāja kustīgi lādiņi.

A2.

1. tikai elektriskais lauks;
2. tikai magnētiskais lauks.

A4. 5 cm garš taisns vadītājs atrodas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju 5 T un atrodas 30 leņķī 0 uz magnētiskās indukcijas vektoru. Kāds spēks iedarbojas uz vadītāju no magnētiskā lauka, ja strāva vadītājā ir 2 A?

1. 0,25 N; 2) 0,5 N; 3) 1,5 N.

A6. Lorenca spēks darbojas

1. uz neuzlādētu daļiņu magnētiskajā laukā;
2. uz uzlādētu daļiņu miera stāvoklī magnētiskajā laukā;
3. uz uzlādētas daļiņas, kas pārvietojas pa magnētiskās indukcijas lauka līnijām.

A7. Kvadrātveida rāmim ar laukumu 2 m 2 pie 2 A strāvas maksimālais griezes moments ir 4 N∙m. Kāda ir magnētiskā lauka indukcija pētāmajā telpā?

1. Tl; 2) 2 T; 3) 3T.

A8. Kāda veida svārstības tiek novērotas, kad svārsts šūpojas pulkstenī?

1. brīvs 2. piespiedu

A9. Skaņas ātrums gaisā ir 330 m/s. Kāda ir skaņas vibrāciju frekvence, ja viļņa garums ir 33 cm?

1. 1000 Hz 2. 100 Hz 3. 10 Hz 4. 10 000 Hz 5. 0,1 Hz

A10 Nosakiet brīvo elektromagnētisko svārstību periodu, ja svārstību ķēdē ir kondensators ar jaudu 1 μF un induktivitātes spoli 36 H.

1. 4 * 10 -8 s 2. 4 * 10 -18 s 3. 3,768 * 10 -8 s 4, 37,68 * 10 -3 s

A11 . Nosakiet emitēto viļņu frekvenci ar sistēmu, kas satur spoli ar induktivitāti 9 H un kondensatoru ar elektrisko jaudu 4 F.

1.72πHz 2.12πHz 3.36Hz 4.6Hz 5.1/12πHz

A12. Kura gaismas viļņa īpašība nosaka tā krāsu?

1. pēc viļņa garuma 2. pēc frekvences

3. Pēc fāzes 4. Pēc amplitūdas

A13. Neslāpētas svārstības, kas rodas sistēmas iekšpusē esoša enerģijas avota dēļ, sauc par...

1. brīvs 2. piespiedu

3. Pašsvārstības 4. Elastīgās vibrācijas

A14. Tīrs ūdens ir dielektriķis. Kāpēc NaCl ūdens šķīdums ir vadītājs?

1. Sāls ūdenī sadalās lādētos Na jonos+ un Cl - .

2. Pēc tam, kad sāls izšķīst, NaCl molekulas pārnes lādiņu

3. Šķīdumā elektroni tiek izņemti no NaCl molekulas un pārnes lādiņu.

4. Mijiedarbojoties ar sāli, ūdens molekulas sadalās ūdeņraža un skābekļa jonos

IN 1. Izveidojiet atbilstību starp fiziskajām

Pārvietojas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju B apkārtmēra rādiuss R ar ātrumu v. Kas notiek ar daļiņas orbītas rādiusu, orbītas periodu un kinētisko enerģiju, palielinoties daļiņas lādiņam?

Katrai pozīcijai pirmajā kolonnā atlasiet atbilstošo pozīciju otrajā un pierakstiet atlasītos ciparus tabulā zem atbilstošajiem burtiem

C1. Kādā leņķī pret magnētiskā lauka līnijām ar indukciju 0,5 Teslas jāpārvietojas vara vadītājam ar šķērsgriezumu 0,85 mm? 2 un pretestība 0,04 omi, lai ar ātrumu 0,5 m/s tā galos tiktu ierosināts inducētais emf, kas vienāds ar 0,35 V? (vara pretestība ρ = 0,017 Ohm∙mm 2/m)

3. iespēja

A1. Tiek izveidoti magnētiskie lauki:

1. gan stacionāri, gan kustīgi elektriskie lādiņi;
2. stacionāri elektriskie lādiņi;
3. kustīgie elektriskie lādiņi.

A2. Magnētiskais lauks ietekmē:

1. tikai uz stacionāriem elektriskiem lādiņiem;
2. tikai uz kustīgiem elektriskiem lādiņiem;
3. gan kustīgi, gan stacionāri elektriskie lādiņi.

A4. Kāds spēks iedarbojas no vienmērīga magnētiskā lauka ar 30 mT indukciju uz 50 cm garu taisnu vadītāju, kas atrodas laukā un nes strāvu 12 A? Vads veido taisnu leņķi ar magnētiskā lauka indukcijas vektora virzienu.

1. 18 N; 2) 1,8 N; 3) 0,18 N; 4) 0,018 N.

A6. Ko, nosakot, parāda kreisās rokas četri izstieptie pirksti

Ampēra spēki

1. lauka indukcijas spēka virziens;
2. strāvas virziens;
3. ampēra spēka virziens.

A7. Magnētiskais lauks ar indukciju 10 mT iedarbojas uz vadītāju, kurā strāva ir 50 A, ar spēku 50 mN. Atrodiet vadītāja garumu, ja lauka indukcijas līnijas un strāva ir savstarpēji perpendikulāras.

1. 1 m; 2) 0,1 m; 3) 0,01 m; 4) 0,001 m.

A8. Lustra šūpojas pēc viena piespiešanas. Kāda veida vibrācija ir šī?

1. brīvas 2 piespiedu 3. Pašsvārstības 4. Elastīgās svārstības

A9 .Ķermenis ar masu m uz vītnes ar garumu l svārstās ar periodu T. Kāds būs 2m masas ķermeņa svārstību periods uz vītnes ar garumu 2l?

1. ½ T 2. 2T 3. 4T 4. ¼ T 5. T

A10 . Skaņas ātrums gaisā ir 330 m/s. Kāds ir gaismas viļņa garums, ja svārstību frekvence ir 100 Hz?

1. 33 km 2. 33 cm 3. 3,3 m 4. 0,3 m

A11. Kāda ir rezonanses frekvence ν 0 spoles ķēdē ar induktivitāti 4H un kondensatoru ar elektrisko jaudu 9F?

1.72πHz 2.12πHz 3.1/12πHz 4.6Hz

A12 . Zēns dzirdēja pērkonu 5 sekundes pēc zibens uzliesmojuma. Skaņas ātrums gaisā ir 340 m/s. Kādā attālumā no zēna pazibēja zibens?

A. 1700 m B. 850 m C. 136 m D. 68 m

A13. Nosakiet brīvo elektromagnētisko svārstību periodu, ja svārstību ķēdē ir spole ar induktivitāti 4 μH un kondensators ar jaudu 9 pF.

A14. Kāda veida vadītspēja ir pusvadītāju materiāliem ar donoru piemaisījumiem?

1. Galvenokārt elektroniski. 2. Galvenokārt cauruma tipa.

3. Vienlīdz elektronisks un caurums. 4. Jonisks.

IN 1. Izveidojiet atbilstību starp fiziskajāmlielumus un mērvienības

AT 2. Daļiņa ar masu m, kas nes lādiņu q , pārvietojas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju B apkārtmēra rādiuss R ar ātrumu v. Kas notiek ar daļiņas orbītas rādiusu, orbītas periodu un kinētisko enerģiju, palielinoties magnētiskā lauka indukcijai?

Katrai pozīcijai pirmajā kolonnā atlasiet atbilstošo pozīciju otrajā un pierakstiet atlasītos ciparus tabulā zem atbilstošajiem burtiem

C1. Spolē, kas sastāv no 75 apgriezieniem, magnētiskā plūsma ir 4,8∙10-3 Vb. Cik ilgs laiks nepieciešams, lai šī plūsma pazūd, lai spolē parādītos vidējais inducētais emf 0,74 V?

4. iespēja

A1. Kas tiek novērots Orsteda eksperimentā?

1. strāvu nesošais vadītājs iedarbojas uz elektriskajiem lādiņiem;
2. magnētiskā adata griežas pie strāvu nesošā vadītāja;
3. magnētiskā adata pagriež uzlādētu vadītāju

A2. Kustīgs elektriskais lādiņš rada:

1. tikai elektriskais lauks;
2. gan elektriskais lauks, gan magnētiskais lauks;
3. tikai magnētiskais lauks.

A4. Vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju 0,82 T 1,28 m garš vadītājs atrodas perpendikulāri magnētiskās indukcijas līnijām. Nosakiet spēku, kas iedarbojas uz vadītāju, ja tajā ir 18 A.

1) 18,89 N; 2) 188,9 N; 3) 1,899 N; 4) 0,1889 N.

A6. Indukcijas strāva rodas jebkurā slēgtā vadošā ķēdē, ja:

1. Ķēde atrodas vienmērīgā magnētiskajā laukā;
2. Ķēde virzās uz priekšu vienmērīgā magnētiskajā laukā;
3. Magnētiskā plūsma, kas iet caur ķēdi, mainās.

A7. Uz taisnu vadītāju 0,5 m garumā, kas atrodas perpendikulāri lauka līnijām ar 0,02 T indukciju, iedarbojas 0,15 N spēks. Atrodiet caur vadītāju plūstošās strāvas stiprumu.

1)0,15 A; 2)1,5 A; 3) 15 A; 4) 150 A.

A8 . Kāda veida svārstības tiek novērotas, kad uz vītnes piekārtā slodze novirzās no līdzsvara stāvokļa?

1. brīvs 2. Piespiedu

3. Pašsvārstības 4. Elastīgās vibrācijas

A9. Nosakiet sistēmas izstaroto viļņu frekvenci, ja tajā ir spole ar induktivitāti 9 H un kondensators ar elektrisko jaudu 4 F.

1. 72πHz 2. 12πHz

3,6 Hz 4,1/12πHz

A10. Nosakiet, ar kādu frekvenci jums ir nepieciešams noregulēt svārstību ķēdi, kas satur 4 μH induktors un 9 Pf kondensatoru.

1. 4 * 10 -8 s 2. 3 * 10 -18 s 3. 3,768 * 10 -8 s 4, 37,68 * 10 -18 s

A11. Nosakiet ķēdes dabisko svārstību periodu, ja tā ir noregulēta uz 500 kHz frekvenci.

1. 1 μs 2. 1 ks 3. 2 μs 4. 2 ks

A12. Zēns dzirdēja pērkonu 2,5 sekundes pēc zibens uzliesmojuma. Skaņas ātrums gaisā ir 340 m/s. Kādā attālumā no zēna pazibēja zibens?

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

A13. Svārstību skaitu laika vienībā sauc...

1. biežums 2. periods 3. Fāze 4. Cikliskā frekvence

A14. Kā un kāpēc mainās metālu elektriskā pretestība, palielinoties temperatūrai?

1. Palielinās elektronu kustības ātruma palielināšanās dēļ.

2. Samazinās elektronu kustības ātruma palielināšanās dēļ.

3. Palielinās kristāla režģa pozitīvo jonu vibrāciju amplitūdas palielināšanās dēļ.

4. Samazinās kristāla režģa pozitīvo jonu vibrāciju amplitūdas palielināšanās dēļ

IN 1. Izveidojiet atbilstību starp fiziskajāmlielumus un formulas, pēc kurām šos lielumus nosaka

AT 2. Daļiņa ar masu m, kas nes lādiņu q , pārvietojas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju B apkārtmēra rādiuss R ar ātrumu v U. Kas notiek ar daļiņas orbītas rādiusu, orbītas periodu un kinētisko enerģiju, kad daļiņas masa samazinās?

Katrai pozīcijai pirmajā kolonnā atlasiet atbilstošo pozīciju otrajā un pierakstiet atlasītos ciparus tabulā zem atbilstošajiem burtiem

C1. Spole ar diametru 4 cm atrodas mainīgā magnētiskajā laukā,kuru spēka līnijas ir paralēlas spoles asij. Kad lauka indukcija mainījās par 1 T 6,28 s, spolē radās 2 V EMF. Cik apgriezienu ir spolei?

, CMC Zel UO metodiķe

Lai atbildētu uz KIM vienotā valsts eksāmena jautājumiem par šo tēmu, jums jāatkārto jēdzieni:

Magnētu polu mijiedarbība,

Strāvu mijiedarbība,

Magnētiskās indukcijas vektors, magnētiskā lauka līniju īpašības,

Stikla noteikuma pielietošana, lai noteiktu līdzstrāvas un cirkulārās strāvas lauka magnētiskās indukcijas virzienu,

ampēru jauda,

Lorenca spēks

Kreisās rokas noteikums ampēra spēka virziena noteikšanai, Lorenca spēks,

Lādētu daļiņu kustība magnētiskajā laukā.

Vienotā valsts eksāmena KIM materiālos bieži ir testa uzdevumi ampēra spēka un Lorenca spēka virziena noteikšanai, un dažos gadījumos magnētiskās indukcijas vektora virziens ir norādīts netieši (tiek attēloti magnēta stabi ). Populāra ir virkne uzdevumu, kuros rāmis ar strāvu atrodas magnētiskajā laukā un ir jānosaka, kā katrā rāmja pusē iedarbojas ampērspēks, kā rezultātā rāmis griežas, pārvietojas, stiepjas, saraujas ( jums jāizvēlas pareizā atbilde). Tradicionālā uzdevumu sērija ir formulu analīze kvalitatīvā līmenī, kurā ir jāizdara secinājums par viena fiziskā lieluma izmaiņu raksturu atkarībā no daudzkārtējām izmaiņām citos.

Uzdevums parādās zem numura A15.

1. Uz magnētiskās adatas tika pievests pastāvīgs lentes magnēts (ziemeļpols ir aptumšots, skatīt attēlu), kas var griezties ap vertikālu asi, kas ir perpendikulāra zīmējuma plaknei. Šajā gadījumā bultiņa

2. Taisna vadītāja garums L ar strāvu es novietots vienmērīgā magnētiskajā laukā perpendikulāri indukcijas līnijām IN . Kā mainīsies ampērspēks, kas iedarbojas uz vadītāju, ja tā garums tiek palielināts 2 reizes un strāvas stiprums vadītājā tiek samazināts 4 reizes?

3. Protons lpp, kas lido spraugā starp elektromagnēta poliem, ir ātrums, kas ir perpendikulārs magnētiskā lauka indukcijas vektoram, vērsts vertikāli (sk. attēlu). Kur ir vērsts Lorenca spēks, kas uz to iedarbojas?

4. Taisnā vadītāja garums L ar strāvu es novietots vienmērīgā magnētiskajā laukā, indukcijas līniju virziens IN kas ir perpendikulāra strāvas virzienam. Ja strāvas stiprumu samazina 2 reizes un magnētiskā lauka indukciju palielina 4 reizes, tad ampērspēks, kas iedarbojas uz vadītāju

5. Daļiņa ar negatīvu lādiņu q ielidoja spraugā starp elektromagnēta poliem ar ātrumu, kas vērsts horizontāli un perpendikulāri magnētiskā lauka indukcijas vektoram (sk. attēlu). Kur ir vērsts Lorenca spēks, kas uz to iedarbojas?

6. Attēlā parādīts cilindrisks vadītājs, caur kuru plūst elektriskā strāva. Strāvas virziens ir norādīts ar bultiņu. Kāds ir magnētiskās indukcijas vektora virziens punktā C?

7. Attēlā parādīta stieples spole, caur kuru plūst elektriskā strāva bultiņas norādītajā virzienā. Spole atrodas vertikālā plaknē. Spoles centrā ir vērsts strāvas magnētiskā lauka indukcijas vektors

8. Attēlā redzamajā shēmā visi vadītāji ir plāni, atrodas vienā plaknē, paralēli viens otram, attālumi starp blakus esošajiem vadītājiem ir vienādi, I ir strāvas stiprums. Šajā gadījumā ampērspēks, kas iedarbojas uz vadītāju Nr. 3:

9. Leņķis starp strāvu nesošo vadītāju un magnētiskā lauka magnētiskās indukcijas vektora virzienu palielinās no 30° līdz 90°. Šajā gadījumā ampērspēks:

10. Lorenca spēks, kas iedarbojas uz elektronu, kas pārvietojas magnētiskajā laukā ar ātrumu 107 m/s pa apli vienmērīgā magnētiskajā laukā B = 0,5 T ir vienāds ar:

1. (B1) Daļiņa ar masu m, pārnēsājot lādiņu q IN apkārtmēra rādiuss R ar ātrumu u. Kas notiek ar daļiņas orbītas rādiusu, orbītas periodu un kinētisko enerģiju, palielinoties tās ātrumam?

pie galda

(131. atbilde)

2 IN 1). Daļiņa ar masu m, pārnēsājot lādiņu q, pārvietojas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju IN apkārtmēra rādiuss R ar ātrumu u. Kas notiek ar daļiņas orbītas rādiusu, orbītas periodu un kinētisko enerģiju, palielinoties magnētiskā lauka indukcijai?

Katrai pozīcijai pirmajā kolonnā atlasiet atbilstošo pozīciju otrajā un pierakstiet pie galda atlasītos ciparus zem atbilstošajiem burtiem.

(Atbilde 223)

3. (B4). Taisnā vadītāja garums l= 0,1 m, caur kuru plūst strāva, atrodas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju B = 0,4 T un atrodas 90° leņķī pret vektoru. Kāds ir strāvas stiprums, ja spēks, kas iedarbojas uz vadītāju no magnētiskā lauka, ir 0,2 N?

13. variants

C1. Elektriskā ķēde sastāv no virknē savienota galvaniskā elementa ε, spuldzes un induktora L Aprakstiet parādības, kas rodas, atverot slēdzi.

metrs. Ja pēc tam slēdzi atver, tad, kad spolē pazūd magnētiskā plūsma, radīsies papildu atvēršanas strāva I.

ψ = Li,

dL dt = dL di dtdi .

ε si = − L + dL di .

ε si = − L dt di .

10. Kad ķēdē tiek piegādāta strāva 13.1.3. attēlā redzamajai ķēdei, strāvas vērtība noteiktā laika periodā palielināsies no nulles līdz nominālajai vērtībai pašindukcijas fenomena dēļ. Iegūtās ārpusstrāvas saskaņā ar Lenca likumu vienmēr tiek virzītas pretējā virzienā, t.i. tie traucē cēloni, kas tos izraisa. Tie novērš pieaugumu

kādu laiku.

ε + εsi = iR,

L dt di +iR = ε.

i(t) = R ε − cons te− RL t .

const = R ε .

16. No vienādojuma jo īpaši izriet, ka, atverot slēdzi (13.1.1. att.), strāvas stiprums samazināsies saskaņā ar eksponenciālu likumu. Pirmajos brīžos pēc ķēdes atvēršanas inducētais emf un pašindukcijas emf summējas un radīs īslaicīgu strāvas stipruma pieaugumu, t.i. spuldze uz īsu brīdi palielinās savu spilgtumu (13.1.4. att.).

Rīsi. 13.1.4. Strāvas stipruma atkarība ķēdē ar induktivitāti no laika

C2. Slēpotājs ar masu m = 60 kg startē no atpūtas no tramplīna, kura augstums pacelšanās brīdī ir H = 40 m, viņa ātrums ir horizontāls. Pārvietojoties pa tramplīnu, berzes spēks veica darbu AT = 5,25 kJ. Nosakiet slēpotāja lidojuma diapazonu horizontālā virzienā, ja nosēšanās punkts ir h = 45 m zem pacelšanās līmeņa no tramplīna. Ignorēt gaisa pretestību.

Rīsi. 13.2 Slēpotājs uz tramplīna

1. Enerģijas nezūdamības likums, slēpotājam pārvietojoties pa tramplīnu:

5. Gāzei nodotais siltuma daudzums:

Q = A + U = 37,5 J;

C4. Elektriskā ķēde sastāv no avota ar ε = 21 V ar iekšējo pretestību r = 1 omi un diviem rezistoriem: R1 = 50 omi un R2 = 30 omi. Paša voltmetra pretestība ir Rv = 320 omi, ampērmetra pretestība ir RA = 5 omi. Noteikt instrumentu rādījumus.

C5. Daļiņa ar masu m = 10 - 7 kg, kas nes lādiņu q = 10 - 5 C, vienmērīgi pārvietojas pa apli ar rādiusu R = 2 cm magnētiskajā laukā ar indukciju B = 2 T. Apļa centrs atrodas uz galvenās optiskās lēcas attālumā d = 15 cm no tā. Lēcas fokusa attālums ir F = 10 cm. Ar kādu ātrumu daļiņas attēls pārvietojas objektīvā?

3. Attēlam leņķiskais ātrums paliks nemainīgs, bet apļa rādiuss dubultosies, tāpēc:

vx = ω 2R = 8 m s;

C6. Uz plātnes ar krītošās gaismas atstarošanas koeficientu ρ ik sekundi perpendikulāri nokrīt N identiski fotoni, un tiek pielikts gaismas spiediena spēks F. Kāds ir krītošās gaismas viļņa garums?

p = St ε f (1+ ρ ); pS = N hc λ (1+ ρ ); pS = F; F = N hc λ (1+ ρ ); 2. Krāsu gaismas garums:

λ = Nhc (1 + ρ); F

Rīsi. 14.1.1. Pašindukcijas parādība

Rīsi. 14.1.2. Pašindukcija

14. variants

C1. Elektriskā ķēde sastāv no virknē savienota galvaniskā elementa ε, spuldzes un induktora L Aprakstiet parādības, kas rodas, kad slēdzis ir aizvērts.

1. Elektromagnētiskās indukcijas parādība tiek novērota visos ķēdes magnētiskās plūsmas izmaiņu gadījumos. Jo īpaši inducēto emf var ģenerēt pašā ķēdē, kad tajā mainās strāvas vērtība, kas izraisa papildu strāvu parādīšanos. Šo parādību sauc par pašindukciju, un papildus tiek sauktas radušās strāvas

ģenerē papildu strāvas vai pašindukcijas strāvas.

2. Pašindukcijas fenomenu var pētīt, izmantojot instalāciju, kuras shematiskā diagramma parādīta att. 14.1.2. Spole L ar lielu apgriezienu skaitu caur reostatu r un slēdzi k ir savienota ar emf ε avotu. Turklāt spolei ir pievienots galvanometrs G Kad slēdzis ir īsslēgts punktā A, strāva sazarosies, un caur spoli plūdīs strāva i1, bet caur galvanometru. Ja pēc tam atver slēdzi, tad, kad spolē pazūd magnētiskais lauks

strāva, radīsies papildu atvēršanas strāva I.

3. Saskaņā ar Lenca likumu papildu strāva neļaus magnētiskajai plūsmai samazināties, t.i. tiks virzīts uz dilstošo strāvu, bet caur galvanometru papildus strāva ies virzienā, kas ir pretējs sākotnējam, kas novedīs pie galvanometra adatas metiena pretējā virzienā. Ja spole ir aprīkota ar dzelzs serdi, palielinās papildu strāvas daudzums. Galvanometra vietā šajā gadījumā var ieslēgt kvēlspuldzi, kas faktiski ir norādīta problēmas apstākļos, kad notiek pašindukcijas strāva, spuldze mirgos spilgti.

4. Ir zināms, ka magnētiskā plūsma, kas savienota ar spoli, ir proporcionāla caur to plūstošās strāvas stiprumam

ψ = Li,

proporcionalitātes koeficientu L sauc par ķēdes induktivitāti. Induktivitātes izmēru nosaka vienādojums:

L = d i ψ , [ L] = Wb A = Gn(henrijs) .

5. Iegūsim spoles pašinduktīvās emf ε si vienādojumu:

6. Vispārīgā gadījumā induktivitāte kopā ar spoles ģeometriju vidē var būt atkarīga no strāvas stipruma, t.i. L = f (i), to var ņemt vērā, veicot diferenciāciju

dL dt = dL di dtdi .

7. Pašindukcijas emf, ņemot vērā pēdējo attiecību, tiks attēlots ar šādu vienādojumu:

ε si = − L + dL di .

8. Ja induktivitāte nav atkarīga no strāvas lieluma, vienādojums tiek vienkāršots

ε si = − L dt di .

9. Tādējādi pašindukcijas emf ir proporcionāls pašreizējās vērtības izmaiņu ātrumam.

10. Kad ķēdei tiek pieslēgta strāva,

Pašindukcijas fenomena dēļ 14.1.3. attēlā redzamā strāvas vērtība ķēdē noteiktā laika periodā palielināsies no nulles līdz nominālvērtībai. Iegūtās ārpusstrāvas saskaņā ar Lenca likumu vienmēr tiek virzītas pretējā virzienā, t.i. tie traucē cēloni, kas tos izraisa. Tie novērš strāvas palielināšanos ķēdē. Dotajā

gadījumā, kad atslēga ir aizvērta, gaisma Rīsi. 13.1.3. Aizvēršanas un atvēršanas strāvas neuzliesmo uzreiz, bet tā intensitāte kādu laiku palielināsies.

11. Kad slēdzis ir pievienots 1. pozīcijā, papildu strāvas novērsīs strāvas palielināšanos ķēdē, savukārt 2. pozīcijā, gluži pretēji, papildu strāvas palēninās galvenās strāvas samazināšanos. Analīzes vienkāršības labad pieņemsim, ka ķēdē iekļautā pretestība R raksturo ķēdes pretestību, avota iekšējo pretestību un spoles L aktīvo pretestību. Ohma likumam šajā gadījumā būs šāda forma:

ε + εsi = iR,

kur ε ir avota emf, ε si ir pašindukcijas emf, i ir strāvas momentānā vērtība, kas ir laika funkcija. Aizstāsim pašindukcijas EML vienādojumu Ohma likumā:

L dt di +iR = ε.

12. Sadalīsim mainīgos lielumus diferenciālvienādojumā:

un integrē, ņemot vērā L konstantu vērtību: L ∫ ε − di iR = ∫ dt ,

R L ln(ε − iR) = t + konst.

13. Redzams, ka diferenciālvienādojuma vispārīgo atrisinājumu var attēlot formā:

i(t) = R ε − cons te− RL t .

14. Mēs nosakām integrācijas konstanti no sākotnējiem nosacījumiem. Pie t =0

V strāvas padeves brīdī strāva ķēdē ir nulle i(t) = 0. Aizvietojot nulles strāvas vērtību, iegūstam:

const = R ε .

15. Vienādojuma i(t) atrisinājumam būs galīgā forma:

16. No vienādojuma jo īpaši izriet, ka, aizverot atslēgu (13.1.1. att.), strāvas stiprums pieaugs eksponenciāli.

C2. Pēc trieciena punktā A kaste slīd augšup pa slīpo plakni ar sākotnējo ātrumu v0 = 5 m/s. Punktā B kaste ir atrauta no slīpās plaknes. Kādā attālumā S no slīpās plaknes kaste nokritīs? Berzes koeficients starp kasti un plakni ir μ = 0,2. Slīpās plaknes garums AB = L = 0,5 m, plaknes slīpuma leņķis α = 300. Neņemiet vērā gaisa pretestību.

1. Pārvietojoties no sākotnējās pozīcijas, sākotnēji ziņotais lodziņš

Rīsi. 14.2. Lidojuma kaste kinētiskā enerģija tiek pārvērsta darbā pret spēku

berze, kinētiskā enerģija punktā B un potenciālās enerģijas kastes pieaugums:

2. No punkta B kastes pārvietosies pa parabolisko trajektoriju:

3. Attālums no slīpās plaknes līdz krišanas punktam: x(τ ) = vB cosατ ≈ 4 0,87 0,57 ≈ 1,98 m;

C3. Ideāla monatomiskā gāze apjomā ν = 2 mol vispirms tika atdzesēta, samazinot spiedienu 2 reizes, un pēc tam uzsildīta līdz sākotnējai temperatūrai T1 = 360 K. Cik daudz siltuma gāze saņēma 2. - 3. sadaļā?

4. Gāzes darbs sadaļā 2 → 3:

A2 → 3 = p(V3 − V2 ) = ν R(T3 − T2 ) ≈ 2992J; 5. Ar gāzi saņemtais siltums:

Q = U2 → 3 + A2 → 3 ≈ 7478J;

C4. Elektriskā ķēde sastāv no EML avota ar ε = 21 V ar iekšējo pretestību r = 1 omi, rezistori R1 = 50 omi, R2 = 30 omi, voltmetra ar savu pretestību RV = 320 omi un ampērmetra ar pretestību RA = 5. Ohm. Noteikt instrumentu rādījumus.

1. Slodzes pretestība:

RV,A = RV + RA = 325 omi; R1,2 = R1 + R2 = 80 omi; V ≈ 20,4 V;

C5. Daļiņa ar masu m = 10 − 7 kg un lādiņu q = 10 − 5 C pārvietojas ar nemainīgu ātrumu v = 6 m/s pa apli magnētiskajā laukā ar indukciju B = 1,5 T. Apļa centrs atrodas uz savācējlēcas galvenās optiskās ass, un apļa plakne ir perpendikulāra galvenajai optiskajai asij un atrodas attālumā d = 15 cm no tās. Lēcas fokusa attālums ir F = 10 cm. Pa kādu rādiusa apli pārvietojas daļiņas attēls lēcā?

1. Daļiņu kustības rādiuss:

C6. Gaisma ar viļņa garumu λ = 600 nm krīt perpendikulāri uz plāksnes ar laukumu S = 4 cm2, kas atstaro 70% un absorbē 30% no krītošās gaismas. Gaismas plūsmas jauda N = 120 W. Cik lielu spiedienu uz ierakstu rada gaisma?