Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть четвертая. Электромагнетизм. Филимонова Л.В. - 63 стр.

UptoLike

Составители: 

63
боту, которую необходимо совершить, чтобы повернуть контур на 180
0
вокруг
оси, перпендикулярной направлению магнитного поля. [0,16 Дж] (8, с. 165)
Указания по решению. В свободном состоянии контур с током устанавливается
в магнитном поле так, что магнитный поток
через его поверхность максимален (0
0
>
B
Ф ) и
магнитный момент контура сонаправлен с
вектором магнитной индукции поляэто
условие минимума потенциальной энергии
(4.5).
При повороте на 180
0
магнитный поток снача-
ла уменьшается до нуля, а потом становится
отрицательным, равным
0
B
Ф
.
Искомую работу теперь легко найти вторым способом (см. задачу 4.5) с
учетом противоположности знака работы внешних сил по сравнению со знаком
работы самого магнитного поля:
2
0
22 lBIФIФIA
B
B
==Δ= .
Подумайте, как можно было бы применить для решения этой задачи первый
способ определения работы в магнитном поле.
Задача 4.6.Пользуясь определением индуктивности определите индуктив-
ность L длинного соленоида.
Указания по решению. Будем пользоваться соотношением (4.4) между пото-
косцеплением соленоида и силой тока в его обмотке:
ILФN
B
=
=
Ψ
,
где Nчисло витков соленоида, Iсила тока в витках.
Внутри достаточно длинного соленоида поле однородно, силовые линии на-
правлены вдоль его оси (т.е. перпендикулярно плоскости витка), и магнитная
индукция равна
I
l
N
B =
0
μ
,
боту, которую необходимо совершить, чтобы повернуть контур на 1800 вокруг
оси, перпендикулярной направлению магнитного поля. [0,16 Дж]       (8, с. 165)
Указания по решению. В свободном состоянии контур с током устанавливается
в магнитном поле так, что магнитный поток
через его поверхность максимален ( ФB0 > 0 ) и

магнитный момент контура сонаправлен с
вектором магнитной индукции поля – это
условие минимума потенциальной энергии
(4.5).
При повороте на 1800 магнитный поток снача-
ла уменьшается до нуля, а потом становится
отрицательным, равным − ФB 0 .

         Искомую работу теперь легко найти вторым способом (см. задачу 4.5) с
учетом противоположности знака работы внешних сил по сравнению со знаком
работы самого магнитного поля:

                         A = − I ⋅ ΔФB = 2 I ⋅ ФB 0 = 2 I Bl 2 .
Подумайте, как можно было бы применить для решения этой задачи первый
способ определения работы в магнитном поле.


Задача №4.6.Пользуясь определением индуктивности определите индуктив-
ность L длинного соленоида.
Указания по решению. Будем пользоваться соотношением (4.4′) между пото-
косцеплением соленоида и силой тока в его обмотке:
                                  Ψ = N ФB = L I ,

где N – число витков соленоида, I – сила тока в витках.
Внутри достаточно длинного соленоида поле однородно, силовые линии на-
правлены вдоль его оси (т.е. перпендикулярно плоскости витка), и магнитная
индукция равна
                                             N
                                    B = μ0     ⋅I,
                                             l

                                          63