Электромагнитная индукция

Ион с зарядом q=3,2⋅10−19 Кл и массой m=1,5⋅10−25 кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=103 В и после этого попадает в однородное магнитное поле, в котором движется по окружности радиусом R=0,3 м. Определите модуль индукции B магнитного поля. Считать, что установка находится в вакууме. Силой тяжести и скоростью иона до прохождения ускоряющей разности потенциалов пренебречь.

По горизонтально расположенным шероховатым рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением могут скользить два одинаковых стержня массой m=100 г и сопротивлением R=0,1 Ом каждый. Расстояние между рельсами l=10 см, а коэффициент трения между стержнями и рельсами μ=0,1. Рельсы со стержнями находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией B=1 Тл (см. рисунок). Под действием горизонтальной силы, действующей на первый стержень вдоль рельс, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго? Самоиндукцией контура пренебречь.

На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним сопротивлением r=1 Ом, двух резисторов с сопротивлениями R1 = 7 Ом и R2 = 4 Ом, конденсатора электроёмкостью С = 3 мкФ и катушки с индуктивностью L = 32 мкГн. Какое количество теплоты выделится на резисторе R2 после размыкания ключа К? Сопротивлением провода катушки пренебречь.

Металлический стержень, согнутый в виде буквы П, закреплён в горизонтальном положении (см. рисунок). На параллельные стороны стержня опирается концами перпендикулярная перемычка прямоугольного поперечного сечения массой 370 г и длиной 1 м. Сопротивление перемычки равно 0,025 Ом. Вся система находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Какую горизонтальную силу нужно приложить к перемычке, чтобы двигать её с постоянной скоростью 2 м/с, если коэффициент трения между стержнем и перемычкой равен 0,2? Сопротивлением стержня пренебречь. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на перемычку.

Тонкий алюминиевый брусок прямоугольного сечения, имеющий длину L = 0,5 м, соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости из диэлектрика в вертикальном однородном магнитном поле индукцией В (см. рисунок). Плоскость наклонена к горизонту под углом α = 30°. Продольная ось бруска при движении сохраняет горизонтальное направление. В момент, когда брусок пройдёт по наклонной плоскости расстояние l = 1,6 м, величина ЭДС индукции на концах бруска ℰ=0,17 В. Найдите величину индукции магнитного поля В.

На горизонтальном столе лежат два параллельных друг другу рельса: a и b, замкнутых двумя одинаковыми металлическими проводниками: AC и ED (см. рисунок). Вся система проводников находится в однородном магнитном поле, направленном вертикально вниз. Модуль индукции магнитного поля равен В, расстояние между рельсами l, скорости проводников υ 1 и υ 2, сопротивление каждого из проводников R. Какова сила тока в цепи? Сопротивлением рельсов пренебречь.

На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=24 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом, двух резисторов с сопротивлениями R1 = 8 Ом и R2 = 3 Ом, конденсатора электроёмкостью С = 2 мкФ и катушки с индуктивностью L = 12 мкГн. В начальном состоянии ключ длительное время замкнут. Какое количество теплоты выделится на резисторе R2 после размыкания ключа К? Активным сопротивлением катушки пренебречь.

На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом, двух резисторов с сопротивлениями R1 = 8 Ом и R2 = 3 Ом, конденсатора электроёмкостью С = 4 мкФ и катушки с индуктивностью L = 24 мкГн. В начальном состоянии ключ К длительное время замкнут. Какое количество теплоты выделится на резисторе R2 после размыкания ключа К? Сопротивлением катушки пренебречь.

Многовитковая катушка медного провода подключена к источнику тока через реостат. Вблизи торца катушки на шёлковых нитях подвешено замкнутое медное кольцо с малым сопротивлением. Ось кольца совпадает с осью катушки (см. рисунок). Опишите, как начнёт двигаться кольцо (притянется, оттолкнётся или останется неподвижным относительно катушки), если движок реостата резко сдвинуть вверх в крайнее положение. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Резистор R и катушка индуктивности L с железным сердечником подключены к источнику постоянного тока, как показано на схеме. Первоначально ключ К замкнут, а через лампочки проходят соответственно токи I1=0,2 А и I2=1,5 А. Что произойдёт с величиной и направлением тока через резистор после размыкания ключа К? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Катушка № 1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка № 2 помещена внутрь катушки № 1 и замкнута (см. рисунок). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы, происходящие в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь.

Катушка, обладающая индуктивностью L, соединена последовательно с источником постоянного тока с ЭДС ℰ и резисторами R1 и R2, имеющими одинаковое сопротивление R 1 = R 2 =R, как показано на рисунке. В начальный момент ключ в цепи разомкнут. Как изменятся сила тока в цепи и напряжение на участке цепи, содержащем резистор R1, после замыкания ключа? Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики. Внутренним сопротивлением источника тока и сопротивлением катушки пренебречь.

Проволочная рамка площадью 50 см2 помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции B→. Проекция Bn индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется во времени t согласно графику на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения о процессах, происходящих в рамке.

На рисунке изображены две электрические цепи. Первая содержит последовательно соединённые источник тока (1), реостат, катушку индуктивности и амперметр, а вторая – проволочный моток, к концам которого присоединён гальванометр, изображённый на рисунке справа. Катушка и моток надеты на железный сердечник (2). Как будут изменяться показания приборов при плавном уменьшении сопротивления реостата? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Катушка № 1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка № 2 помещена внутрь катушки № 1 и замкнута (см. рисунок). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата вправо. ЭДС самоиндукции в катушке пренебречь.

По двум горизонтально расположенным параллельным проводящим рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением, замкнутым на конденсатор электроёмкостью С = 100 мкФ, поступательно и равномерно скользит проводящий стержень. Расстояние между рельсами l = 1 м. Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией B = 1 Тл (см. рисунок, вид сверху). Энергия электрического поля конденсатора через достаточно большой промежуток времени от начала движения W= 50 мкДж. Какова скорость движения стержня? Рельсы закреплены на диэлектрической подложке.

В медное кольцо № 1 вносят северный полюс полосового магнита, а в пластмассовое кольцо № 2 – южный полюс такого же магнита (см. рисунок). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этих опытов.

По гладким параллельным проводящим рельсам, которые расположены на диэлектрической подножке и замкнуты на резистор R, перемещают лёгкий тонкий проводник MN. Рельсы, резистор и проводник образуют контур, который находится в однородном магнитном поле с вектором магнитной индукции B →, как показано на рисунке а. При движении проводника площадь, ограниченная контуром, изменяется с течением времени так, как указано на рисунке б. Выберите все верные утверждения, соответствующие приведённым данным и описанию опыта. ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре, пренебречь. Рис. а Рис. б

Катушка № 1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка № 2 помещена внутрь катушки № 1 и замкнута (см. рисунок). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата вправо. ЭДС самоиндукции в катушках пренебречь.

Катушка № 1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка № 2 помещена внутрь катушки № 1, и её обмотка замкнута. Вид схемы электрической цепи с торца катушек представлен на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы, которые происходят в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь.

На рисунке приведён график зависимости силы тока I от времени t в электрической цепи, индуктивность которой равна 3 мГн. Определите модуль ЭДС самоиндукции, возникающей в цепи в интервале времени от 0 до 4 с.

Плоская рамка помещена в однородное магнитное поле, линии магнитной индукции которого перпендикулярны плоскости рамки. Во сколько раз увеличится магнитный поток через рамку, если площадь рамки увеличить в 3 раза, а индукцию магнитного поля увеличить в 2 раза?