-->
|
|
|
Ãëàâà 5. Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ Óïðàæíåíèå 91. Êàòóøêà èç 2. Ïðÿìîóãîëüíàÿ ðàìêà ABCD ðàñïîëîæåíà â ïëîñêîñòè áåñêîíå÷íîãî ïðÿìîëèíåéíîãî ïðîâîäíèêà ñ òîêîì, ïðè÷åì ñòîðîíû AD è ÂÑ ïàðàëëåëüíû ïðîâîäíèêó (ðèñ. 5.20).  ñåðåäèíå ñòîðîíû DC âêëþ÷åí ïðèáîð, èçìåðÿþùèé çàðÿä, ïðîòåêàþùèé ïî êîíòóðó (íà ðèñóíêå íå ïîêàçàí). Ðàìêó ìîæíî ïåðåâåñòè â íîâîå ïîëîæåíèå, èçîáðàæåííîå íà ðèñóíêå 5.20 øòðèõîâîé ëèíèåé, äâóìÿ ñïîñîáàìè: à) ïåðåìåùàÿ åå ïàðàëëåëüíî ñàìîé ñåáå; á) âðàùàÿ íà 180° âîêðóã ñòîðîíû ÂÑ.  êàêîì ñëó÷àå çàðÿä, ïðîòåêøèé ÷åðåç ïðèáîð, áîëüøå? 3. Ïðÿìîóãîëüíûé êîíòóð ABCD ïåðåìåùàåòñÿ ïîñòóïàòåëüíî â ìàãíèòíîì ïîëå òîêà I, òåêóùåãî ïî äëèííîìó ïðÿìîìó ïðîâîäó OO' (ðèñ. 5.21). Ñòîðîíû AD è ÂÑ ïàðàëëåëüíû ïðîâîäó. Îïðåäåëèòå ñèëó òîêà, èíäóöèðîâàííîãî â êîíòóðå, åñëè êîíòóð ïåðåìåùàåòñÿ ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ
4. Ñòåðæåíü äëèíîé L = 1 ì âðàùàåòñÿ â ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêîñòè ñ ïîñòîÿííîé óãëîâîé ñêîðîñòüþ ω = 2 ðàä/ñ â îäíîðîäíîì ìàãíèòíîì ïîëå ñ èíäóêöèåé  = 10-2 Òë âîêðóã îñè, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç îäèí èç êîíöîâ ñòåðæíÿ. Èíäóêöèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ íàïðàâëåíà âåðòèêàëüíî. Îïðåäåëèòå ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ U ìåæäó êîíöàìè ñòåðæíÿ. 5. Îïðåäåëèòå ñèëó òîêà â ïðîâîäíèêàõ öåïè, èçîáðàæåííîé íà ðèñóíêå 5.22, åñëè èíäóêöèÿ îäíîðîäíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïåðïåíäèêóëÿðíà ïëîñêîñòè ÷åðòåæà è ìîäóëü åå èçìåíÿåòñÿ ïî çàêîíó  = kt. Ñîïðîòèâëåíèå åäèíèöû äëèíû ïðîâîäíèêîâ ðàâíî ã. 6. Ïåðåìåííîå ìàãíèòíîå ïîëå ñîçäàåò â êîëüöåâîì ïðîâîäíèêå ADBKA ïîñòîÿííóþ ÝÄÑ èíäóêöèè 7. Ïðÿìîóãîëüíàÿ ïðîâîëî÷íàÿ ðàìêà ñî ñòîðîíàìè à = 5 ñì è b = 10 ñì âõîäèò ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ υ = 1ì/ñ ñâîåé ìåíüøåé ñòîðîíîé â áîëüøóþ îáëàñòü îäíîðîäíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ, èíäóêöèÿ êîòîðîãî, ðàâíàÿ ïî ìîäóëþ  — 0,01 Òë, íàïðàâëåíà ïî íîðìàëè ê ïëîñêîñòè ðàìêè. Ñîïðîòèâëåíèå ðàìêè Ä = 0,01 Îì. Êàêóþ ðàáîòó À ñîâåðøàåò èíäóêöèîííûé òîê çà âðåìÿ Δt = 0,5 ñ ñ ìîìåíòà, êîãäà ðàìêà íà÷èíàåò âõîäèòü â ïîëå? 8. Ïî äâóì âåðòèêàëüíûì ðåéêàì À è CD (ðèñ. 5.24), ñîåäèíåííûì ðåçèñòîðîì R, ìîæåò áåç òðåíèÿ ñêîëüçèòü ïðîâîäíèê äëèíîé l è ìàññîé m. Ñèñòåìà íàõîäèòñÿ â îäíîðîäíîì ìàãíèòíîì ïîëå, èíäóêöèÿ êîòîðîãî
9. Ïðîâîäíèê äëèíîé l ìîæåò áåç òðåíèÿ ñêîëüçèòü ïî ðåéêàì À è CD, ñîåäèíåííûì ÷åðåç ðåçèñòîð ñîïðîòèâëåíèåì R (ðèñ. 5.25), â îäíîðîäíîì ìàãíèòíîì ïîëå, èíäóêöèÿ êîòîðîãî 10. Ïðîâîëî÷íàÿ ðàìêà â ôîðìå ðàâíîñòîðîííåãî òðåóãîëüíèêà ñî ñòîðîíîé à = 5 ñì âõîäèò â îáëàñòü îäíîðîäíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ðàìêà äâèæåòñÿ ïîñòóïàòåëüíî ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ υ = 20 ì/ñ òàê, ÷òî îäíà ñòîðîíà åå ïåðïåíäèêóëÿðíà ãðàíèöå îáëàñòè ìàãíèòíîãî ïîëÿ, à ïëîñêîñòü ðàìêè ïåðïåíäèêóëÿðíà íàïðàâëåíèþ âåêòîðà ìàãíèòíîé èíäóêöèè. Êàêîãî ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ äîñòèãíåò ñèëà èíäóêöèîííîãî òîêà â ðàìêå ïðè åå äâèæåíèè? Ñîïðîòèâëåíèå ðàìêè R = 10-2 Îì. Èíäóêöèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ  = 1,5 • 10-2 Òë. 11. Ïî äâóì ìåòàëëè÷åñêèì ïàðàëëåëüíûì ðåéêàì, ðàñïîëîæåííûì â ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêîñòè è çàìêíóòûì 1ÿà êîíäåíñàòîð Ñ, ìîæåò áåç òðåíèÿ äâèãàòüñÿ ïðîâîäíèê ìàññîé m è äëèíîé l. Âñÿ ñèñòåìà íàõîäèòñÿ â îäíîðîäíîì ìàãíèòíîì ïîëå, èíäóêöèÿ êîòîðîãî
12. Íà öèëèíäð èç íåìàãíèòíîãî ìàòåðèàëà íàìîòàí ñîëåíîèä èç w âèòêîâ ïðîâîëîêè. Ðàäèóñ öèëèíäðà r, åãî äëèíà l (r << l). Ñîïðîòèâëåíèå ïðîâîëîêè R. Êàêèì äîëæíî áûòü íàïðÿæåíèå íà çàæèìàõ ñîëåíîèäà, ÷òîáû ñèëà òîêà âîçðàñòàëà ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíî âðåìåíè, ò. å. ÷òîáû âûïîëíÿëîñü ðàâåíñòâî l = kt? 13. Ïîâåðõ äëèííîãî ñîëåíîèäà âïëîòíóþ íàìîòàíà êàòóøêà. Ñèëà òîêà â ñîëåíîèäå íàðàñòàåò ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíî âðåìåíè. Êàêîâ õàðàêòåð çàâèñèìîñòè ñèëû òîêà îò âðåìåíè â êàòóøêå? 14. Ê èñòî÷íèêó òîêà ïàðàëëåëüíî ïîäêëþ÷åíû êîíäåíñàòîð åìêîñòüþ Ñ = 10 ìêÔ è êàòóøêà èíäóêòèâíîñòüþ L = 0,01 Ãí. Ñèëà òîêà â êàòóøêå I = 2 À, à íàïðÿæåíèå íà êîíäåíñàòîðå U = 10 Â. Çàòåì èñòî÷íèê îòêëþ÷àþò. Êàêîé çàðÿä q áóäåò íà êîíäåíñàòîðå â òîò ìîìåíò, êîãäà ñèëà òîêà â êàòóøêå îêàæåòñÿ ðàâíîé íóëþ? Ïîòåðÿìè ýíåðãèè ïðåíåáðå÷ü. 15.  îäíîðîäíîì ìàãíèòíîì ïîëå ñ èíäóêöèåé 16. Ïåðåä ïîëþñîì ýëåêòðîìàãíèòà íà äëèííîé íèòè ïîäâåøåíî êîëüöî èç ñâåðõïðîâîäíèêà (ðèñ. 5.27). ×òî ïðîèçîéäåò ñ êîëüöîì, åñëè ïî îáìîòêå ýëåêòðîìàãíèòà ïðîïóñòèòü ïåðåìåííûé òîê? 17. Äâà ñâåðõïðîâîäÿùèõ êîëüöà ðàäèóñàìè r íàõîäÿòñÿ íà ðàññòîÿíèè d äðóã îò äðóãà, ïðè÷åì d >> r. Öåíòðû êîëåö ëåæàò íà ïðÿìîé ÎÎ', ïåðïåíäèêóëÿðíîé ïëîñêîñòÿì îáîèõ êîëåö. Êîëüöà ìîãóò ïåðåìåùàòüñÿ òîëüêî âäîëü ýòîé ïðÿìîé.  íà÷àëüíûé ìîìåíò ïî êîëüöàì òåêóò â îäíîì íàïðàâëåíèè òîêè I0 (ðèñ. 5.28). ×åìó áóäóò ðàâíû ñèëû òîêîâ â êîëüöàõ ïîñëå òîãî, êàê îíè ñáëèçÿòñÿ âïëîòíóþ?
|
|
|