Сборник задач по физике с примерами решений. Молекулярная физика и термодинамика. Электромагнетизм. Александров В.Н - 76 стр.

UptoLike

75
9.5 Ток I =20А, протекая по кольцу из медной проволоки сечением S =1,0мм
2
,
создает в центре кольца напряженность магнитного поля Н =178 А/м. Ка-
кая разность потенциалов U приложена к концам проволоки, образующей
кольцо? Удельное сопротивление меди
=1,7·10
-5
Ом·м. (Ответ: 0,12В).
9.6 Определите индукцию магнитного поля на оси тонкого проволочного
кольца радиусом R=5см, по которому течет ток I =1А, в точке А, располо-
женной на расстоянии d =10см от центра кольца. ( Ответ: 112 мкТл).
9.7 В центре витка радиуса r =30см находится компас, установленный в го-
ризонтальной плоскости. При отсутствии тока в контуре плоскость
витка параллельна к оси магнитной стрелки. Если по витку пропустить
ток I =5А, стрелка поворачивается на угол
=30
0
. Определите горизон-
тальную составляющую индукции и напряженности магнитного поля
Земли. (Ответ: 1.82·10
-5
Тл; 14,5 А/м).
9.8 Длинный прямой соленоид из проволоки диаметром d=0,5мм намотан
так, что витки плотно прилегают друг к другу. Какова напряженность
магнитного поля внутри соленоида при силе тока I=4А? Толщиной изоля-
ции пренебречь. (Ответ: 8·10
3
А/м).
9.9 Из проволоки диаметром d=м надо намотать соленоид, внутри кото-
рого должна быть напряженность магнитного поля Н=24кА/м. По про-
волоке можно пропускать предельный ток I=. Из какого числа слоев
будет состоять обмотка соленоида, если витки наматывать плотно друг к
другу? Диаметр катушки считать малым по сравнению с ее длиной.
(Ответ: 4 слоя).
9.10 По прямому бесконечно длинному проводнику течет ток I=1А. Опреде-
лить, пользуясь теоремой о циркуляции вектора В, магнитную индукцию в
точке А, расположенной на расстоянии r=10см от проводника.
Дано: I=1А; r=10см=0,1м.
Найти: В.
Решение
Согласно условию задачи, воспользуемся теоремой о циркуляции век-
тора В (9.15а). Так как
constВ
,
ldB
и точка А находится на рас-
стоянии r от проводника, то в качестве контура интегрирования выберем
окружность радиусом r.
Тогда из (9.15а) получим:
IldB
0
L
, (1)
где L=2
r длина окружности, вдоль которой проводится интегрирование.
Подставив в (1) пределы интегрирования, получим искомое выраже-
ние для модуля вектора В:
Тл102
1,014,32
11014,34
r2
I
B
6
7
0
.
Ответ: В=2мкТл.
9.5 Ток I =20А, протекая по кольцу из медной проволоки сечением S =1,0мм2,
     создает в центре кольца напряженность магнитного поля Н =178 А/м. Ка-
     кая разность потенциалов U приложена к концам проволоки, образующей
     кольцо? Удельное сопротивление меди  =1,7·10-5 Ом·м. (Ответ: 0,12В).
9.6 Определите индукцию магнитного поля на оси тонкого проволочного
     кольца радиусом R=5см, по которому течет ток I =1А, в точке А, располо-
     женной на расстоянии d =10см от центра кольца. ( Ответ: 112 мкТл).
9.7 В центре витка радиуса r =30см находится компас, установленный в го-
     ризонтальной плоскости. При отсутствии тока в контуре плоскость
     витка параллельна к оси магнитной стрелки. Если по витку пропустить
     ток I =5А, стрелка поворачивается на угол =300. Определите горизон-
     тальную составляющую индукции и напряженности магнитного поля
     Земли. (Ответ: 1.82·10-5Тл; 14,5 А/м).
9.8 Длинный прямой соленоид из проволоки диаметром d=0,5мм намотан
     так, что витки плотно прилегают друг к другу. Какова напряженность
     магнитного поля внутри соленоида при силе тока I=4А? Толщиной изоля-
     ции пренебречь. (Ответ: 8·103 А/м).
9.9 Из проволоки диаметром d=1мм надо намотать соленоид, внутри кото-
     рого должна быть напряженность магнитного поля Н=24кА/м. По про-
     волоке можно пропускать предельный ток I=6А. Из какого числа слоев
     будет состоять обмотка соленоида, если витки наматывать плотно друг к
     другу? Диаметр катушки считать малым по сравнению с ее длиной.
     (Ответ: 4 слоя).
9.10 По прямому бесконечно длинному проводнику течет ток I=1А. Опреде-
     лить, пользуясь теоремой о циркуляции вектора В, магнитную индукцию в
     точке А, расположенной на расстоянии r=10см от проводника.
     Дано: I=1А; r=10см=0,1м.
     Найти: В.
                                     Решение
        Согласно условию задачи, воспользуемся теоремой о циркуляции век-
   тора В (9.15а). Так как В  const , B  d l и точка А находится на рас-
   стоянии r от проводника, то в качестве контура интегрирования выберем
   окружность радиусом r.
        Тогда из (9.15а) получим:
                                   Bd l  0 I ,                  (1)
                                  L

   где L=2r – длина окружности, вдоль которой проводится интегрирование.
         Подставив в (1) пределы интегрирования, получим искомое выраже-
   ние для модуля вектора В:
                             0 I 4  3,14  10 7  1
                          B                           2  10 6 Тл .
                             2r     2  3,14  0 ,1
    Ответ: В=2мкТл.
                                                                          75