2018-02-20
559
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Утверждено
на заседании кафедры физики
28 марта 2008 г.
ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К КОМПЬЮТЕРНОМУ ТЕСТИРОВАНИЮ ПО ФИЗИКЕ.
ЧАСТЬ VI. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
Ростов – на – Дону
2008
УДК 531.383
Информационно-методические указания к компьютерному тестированию по физике. Часть VI. Электромагнетизм.
– Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2008. – 11 с.
Содержатся тестовые задания для проверки уровня подготовки студентов по курсу физики, а также необходимый теоретический материал для самостоятельной работы студентов при подготовке к защите лабораторных работ физического практикума, к промежуточной и итоговой аттестациям студентов, сдаче зачётов и экзаменов.
Предназначены для студентов всех специальностей РГСУ, предусматривающих изучение курса физики.
Составители: проф. Н.Н. Харабаев,
асс. Е.И. Авакян
Рецензент: проф. А.Н. Павлов,
доц. Ю.И. Гольцов
Редактор Н.Е. Гладких
Темплан 2008 г., поз.
Подписано в печать Формат 60х84 1/16. Бумага писчая.
Ризограф. Уч.-изд.л. 0,8. Тираж 100 экз. Заказ
Редакционно-издательский центр
Ростовского государственного строительного университета.
334022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162
© Ростовский государственный
строительный университет, 2008
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ СИСТЕМЫ ТОКОВ
ЗАДАНИЕ № 1
На рисунке изображены сечения двух параллельных прямолинейных длинных проводников с противоположно направленными токами, причём I1=2I2. Индукция В магнитного поля равна нулю в некоторой точке участка …
| I1 |
| I2 |
| a |
| b |
| c |
| d |
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) a; 2) b; 3) c; 4) d.
ЗАДАНИЕ № 2
На рисунке изображены два бесконечно длинных проводника, перпендикулярных плоскостям чертежа. Токи текут "от нас", причем I1 = 2I2. В какой из указанных точек индукция B магнитного поля равна нулю?
| I1 |
| I2 |
| a |
| a |
| a |
| a |
| a |
| a |
| А |
| Б |
| В |
| Г |
| Д |
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) A; 2) Б; 3) В; 4) Г;5) Д.
ЗАДАНИЕ № 3
Вектор магнитной индукции в точке А поля, созданного двумя параллельными одинаковыми по силе (I1 = I2) прямолинейными токами, текущими в одинаковом направлении, ориентирован вдоль …
| 1 |
| 3 |
| 2 |
| 4 |
| А |
| I1 |
| I2 |
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) А1; 2) А2; 3) А3; 4) А4.
ЗАДАНИЕ № 4
Вектор магнитной индукции в точке А поля, созданного двумя параллельными одинаковыми по силе (I1 = I2) прямолинейными токами, текущими в противоположных направлениях, ориентирован вдоль …
| 1 |
| 3 |
| 2 |
| 4 |
| А |
| I1 |
| I2 |
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) А1. 2) А2. 3) А3. 4) А4.
-----------------------------
Указание к заданиям № 1 – 4
Модуль вектора магнитной индукции 
поля, созданного прямолинейным бесконечным проводником с током силой I, в произвольной точке М, находящейся на расстоянии r от проводника:
(μ0 – магнитная постоянная).
Направление вектора в точке М совпадает с направлением касательной к силовой линии магнитного поля, т.е. с направлением касательной к окружности, лежащей в плоскости перпендикулярной проводнику с током и проходящей через точку М.
Направление силовых линий магнитного поля, как и направление вектора может быть определено с помощью правила буравчика (правила правого винта): если при вращении рукоятки буравчика он смещается по направлению тока, то направление вращательного движения рукоятки укажет направление силовых линий магнитного поля и вектора магнитной индукции .
Если магнитное поле создано несколькими токами I1, I2, …, In, то магнитная индукция результирующего магнитного поля :
,
где 
– магнитные индукции полей, созданных отдельными токами I1, I2, …, In.
СИЛА АМПЕРА
ЗАДАНИЕ № 5
На рисунке изображён проводник LM массой m, подвешенный в магнитном поле на нитях, через которые течёт электрический ток. Укажите правильную комбинацию направлений тока в проводнике LM и вектора индукции магнитного поля 
, чтобы сила натяжения нитей стала равной нулю.
| L |
| M |
| l |
1) ток в направлении M-L, от нас;
2) ток в направлении L-M, от нас;
3) ток в направлении M-L, вверх;
4) ток в направлении L-M, вниз.
ЗАДАНИЕ № 6
На расстоянии R1 около очень длинного прямого провода с током I параллельно ему находится небольшой проводник длиной L. По этому проводнику тоже течет ток I. Если проводник переместить перпендикулярно проводу на расстояние R2, то при этом будет совершена работа, пропорциональная …
| I |
| I |
| A |
| B |
| L |
| R1 |
| R2 |
1) 
;
2) 
;
3) 
;
4) 
;
5) 
.
-----------------------------
Указание к заданиям № 5, 6
На элемент проводника 
с током I, помещённый в магнитное поле с индукцией действует сила: 
(
– сила Ампера).
Модуль вектора : 
(α – угол между векторами и ).
Направление вектора можно определить по правилу левой руки (если силовые линии входят в ладонь, а четыре вытянутых пальца располагаются по току, то отведённый большой палец укажет направление силы Ампера).
Элементарная работа dA силы 
при перемещении тела на :
dA = · = F · cos α · dl (α – угол между векторами и ).
Работа А силы при перемещении тела из положения 1 в положение 2:
СИЛА ЛОРЕНЦА
ЗАДАНИЕ № 7
Пучок однократно ионизированных изотопов магния 24 Mg + и 25 Mg +, ускоренных одинаковой разностью потенциалов, влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Радиусы окружностей, по которым движутся ионы, связаны соотношением …
|
| R1 |
| R2 |
|
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) R1=R2 ; 2) 
; 3) 
; 4) 
.
ЗАДАНИЕ № 8
Пучок однократно ионизированных изотопов магния 24 Mg + и 25 Mg +, имеющих одинаковую кинетическую энергию, влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции (рисунок к заданию № 7).
Радиусы окружностей, по которым движутся ионы, связаны соотношением …
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) R1=R2; 2) ; 3) ; 4) .
ЗАДАНИЕ № 9
Вблизи длинного прямолинейного проводника с током I (на рис. ток направлен от нас) пролетает электрон. Указать направление силы Лоренца, действующей на электрон в точке С.
| I |
| C |
|
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) влево; 2) вправо;
3) к нам; 4) от нас;
5) сила равна нулю.
ЗАДАНИЕ № 10
Поле создано двумя параллельными длинными проводами с токами I1=I2=I.
Через точку А пролетает электрон (см. рис.). Как направлена сила, действующая на электрон?
| I |
| I |
|
|
| A |
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) влево; 2) вправо;
3) вверх; 4) вниз;
5) к нам; 6) от нас.
ЗАДАНИЕ № 11
В магнитном поле двух бесконечно длинных параллельных проводников с одинаковыми токами пролетает электрон (см. рис.). Как направлена сила, действующая на электрон в точке А?
|
|
| A |
| I |
| I |
| a |
| a |
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) влево; 2) вправо;
3) вверх; 4) вниз;
5) к нам; 6) от нас.
ЗАДАНИЕ № 12
Период обращения заряженной частицы по окружности в однородном магнитном поле при увеличении скорости частицы в два раза…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) увеличится в 4 раза; 2) увеличится в 2 раза; 3) не изменится;
4) уменьшится в 2 раза; 5) уменьшится в 4 раза.
-----------------------------
Указание к заданиям № 7 – 12
На заряд q, движущейся со скоростью в магнитном поле с индукцией действует сила 
(
– сила Лоренца).
Модуль вектора : Fл = q v B sin α, где α – угол между векторами и .
Направление вектора может быть определено по правилу левой руки для движущихся положительных зарядов и по правилу правой руки для движущихся отрицательных зарядов (если силовые линии магнитного поля входят в ладонь, а четыре вытянутых пальца располагаются по скорости движения частицы, то отведённый большой палец укажет направление силы Лоренца).
РАМКА С ТОКОМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
ЗАДАНИЕ № 13
Рамка с током с магнитным моментом 
, направление которого указано на рисунке, находится в однородном магнитном поле. Момент сил, действующий на рамку, направлен …
|
|
|
|
1) к нам; 2) от нас;
3) вдоль вектора ;
4) перпендикулярно вектору .
ЗАДАНИЕ № 14
Рамка с током с магнитным моментом , направление которого указано на рисунке, находится в однородном магнитном поле. Момент сил, действующий на рамку, направлен …
|
|
|
|
1) к нам; 2) от нас;
3) вдоль вектора ;
4) перпендикулярно вектору .
-----------------------------
Указание к заданиям № 13, 14
Момент силы Ампера (
), действующий на рамку площадью S с током I, помещённую в магнитное поле с индукцией : 
.
|
| S |
| I |
– векторное произведение векторов 
и ;
– вектор магнитного момента рамки с током;
;
– вектор нормали к поверхности рамки с током;
направление вектора определяется по правилу буравчика (правилу правого винта): если направление вращательного движения рукоятки буравчика в плоскости витка с током совпадает с направлением тока, то буравчик смещается по направлению вектора .
Момент силы Ампера, действующий на рамку с током в магнитном поле, стремится сориентировать магнитный момент рамки с током по направлению магнитного поля.
