Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть четвертая. Электромагнетизм. Филимонова Л.В. - 61 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЕГУ им. Бунина | Елец

Составители: 

Рубрика: 

61
)
2
1
2
1
(
2
2
2
2
2
21
0
2
1
0
2
1
0
a
b
a
b
aIIaI
a
b
I
aI
a
b
I
F
+
−
−
⋅⋅=
+
⋅−
−
⋅=
π
μ
π
μ
π
μ
.
Завершите преобразования самостоятельно.
Для нахождения работы, совершаемой внешними силами при повороте
рамки на 180
0
проследим за изменением магнитного потока сквозь рамку при
таком ее повороте:
1. В исходном положении магнитный поток
m
Ф макимален и положите-
лен, т.к.
m
pB ↑↑
.
2. Далее поток уменьшается до нуля (при повороте на 90
0
) и далее стано-
вится отрицательным.
3. При повороте на 180
0
поток станоаится равным
m
Ф
−
.
Тогда работа внешних сил будет равна
m
ФIФФIФIA 2)(
22122
=
−
=
Δ−= .
Т.к. поле, в котором находится рамка неоднородно, то для нахождения потока
необходимо воспользоваться определением:
2
2
ln
2
1
2
)(
10
2
2
1
0
2
1
a
b
a
b
aI
dra
r
IdSrBФ
a
b
a
b
r
r
m
−
+
===
∫∫
+
−
π
μ
π
μ
.
Завершите решение задачи самостоятельно, произведите вычисления и сравни-
те ответ.
Задача №4.4. Прямой провод длиной l=20 см с током I=5 А, находящийся в
ОМП с В=0,1 Тл, расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.
Определите работу сил поля, под действием которых проводник переместился
на а=2 см. [2 мДж] (8, с. 165) 
                 μ0   I        μ    I        μ                  1      1
            F=      ⋅ 1 I 2 a − 0 ⋅ 1 I 2 a = 0 ⋅ I1 I 2 a ⋅ (      −      ).
                 2π b − a      2π b + a      2π                b−
                                                                  a
                                                                      b+
                                                                         a
                         2                   2                            2   2
Завершите преобразования самостоятельно.


      Для нахождения работы, совершаемой внешними силами при повороте
рамки на 1800 проследим за изменением магнитного потока сквозь рамку при
таком ее повороте:
      1. В исходном положении магнитный поток Фm макимален и положите-

лен, т.к. B ↑↑ p m .
      2. Далее поток уменьшается до нуля (при повороте на 900) и далее стано-
вится отрицательным.
      3. При повороте на 1800 поток станоаится равным − Фm .

Тогда работа внешних сил будет равна
                             A = − I 2 ΔФ = I 2 (Ф1 − Ф2 ) = I 2 2Фm .

Т.к. поле, в котором находится рамка неоднородно, то для нахождения потока
необходимо воспользоваться определением:
                                                    a        a
                                               b+
                          r2
                                    μ             μ Ia
                                                    2                    b+
                                              1              2.
                   Фm = ∫ B( r )dS = 0 I1 ∫ a dr = 0 1 ln
                        r1          2π      ar     2π     b−
                                                             a
                                         b−
                                            2                2
Завершите решение задачи самостоятельно, произведите вычисления и сравни-
те ответ.


Задача №4.4. Прямой провод длиной l=20 см с током I=5 А, находящийся в
ОМП с В=0,1 Тл, расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.
Определите работу сил поля, под действием которых проводник переместился
на а=2 см. [2 мДж]             (8, с. 165)




                                                 61

Страницы