Задачи для аудиторных занятий. 1. По прямому горизонтальному проводнику пропускают ток 10 А

1. По прямому горизонтальному проводнику пропускают ток 10 А. Под проводником на расстоянии 1,5 см находится параллельный ему алюминиевый провод с током 1,5 А. Определить, какова должна быть площадь поперечного сечения алюминиевого провода, чтобы он удерживался незакреплённым. Плотность алюминия 2700 кг/м³.

Ответ: 7,55∙10^-9 м².

2. По тонкому проволочному кольцу радиусом 20 см течёт ток 100 А. Перпендикулярно плоскости кольца возбуждено однородное магнитное поле с индукцией 2×10^-2 Тл. Найти силу F, растягивающую кольцо.

Ответ: F=0,4 Н.

3. Короткий прямой магнит расположен перпендикулярно к плоскости магнитного меридиана. На оси магнита на расстоянии 50 см (много большем длины магнита) находится магнитная стрелка. Вычислить магнитный момент магнита, если стрелка отклонена на угол 6^о от плоскости магнитного меридиана. Принять горизонтальную составляющую магнитного поля Земли равной 2×10^-5 Тл.

4. Шины генератора представляют собой две параллельные медные полосы по

2 м, отстоящие друг от друга на расстоянии 20 см. Определить силу взаимного отталкивания шин в случае короткого замыкания, когда по ним течёт ток силой 10⁴ А.

Ответ: 200 Н.

5. Заряженная частица, движущаяся с постоянной скоростью, влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции (B=0,2 Тл). Затем в направлении, параллельном магнитному полю, включается электрическое поле напряженностью E=0,5 кВ/м, которое действует в течение 5 мкс. Определить шаг винтовой траектории заряженной частицы, после окончания действия электрического поля.

Ответ: 7,85 см.

6. Электрон, ускоренный разностью потенциалов 0,5 кВ, движется параллельно прямому проводнику на расстоянии 1 см от него. Найти действующую на электрон силу, если через проводник пропустить ток 10 А.

Ответ: 4,24∙10^-16 Н.

7. Протон с кинетической энергией 1 МэВ влетел в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл перпендикулярно линиям поля. Какова должна быть минимальная протяжённость поля, чтобы направление движения протона изменилось на противоположное?

Ответ: 14,5 см.

8. Круговой контур радиусом 2 см помещён в магнитное поле так, что плоскость контура перпендикулярна к направлению магнитного поля с напряжённостью

160 кА/м. По контуру течёт ток 2 А. Какую работу надо совершить, чтобы повернуть контур на 90^о вокруг оси, совпадающей с диаметром контура?

Ответ: 0,5 мДж.