Тренировочные задания. Обучающие задания

Обучающие задания.

 

1(А) На каком рисунке правильно изображена картина линий индук­ции магнитного поля длинного проводника с постоянным током, на­правленным перпендикулярно плоскости чертежа на нас?

Указание: применить правило буравчика или правило правой руки.

2(А) В каком направлении должен протекать ток в соленоиде,

чтобы наблюдалась такая

ориента­ция магнитной стрелки

в магнитном поле соле­ноида, как представлено на рис.?

1) от направления тока ориентация не зависит

2) вниз по виткам

3) вверх по виткам

4) это положение стрелки в принципе невозможно

Указание: по взаимодействию двух магнитов определить направление линий магнитной индукции магнитного поля соленоида, затем по правилу буравчика или правилу правой руки определить направление тока в соленоиде.

3(А) Прямолинейный проводник длиной 0,1 м, по которому течет электрический ток силой 3 А, находится в однородном магнитном по­ле индукцией 4 Тл и расположен под углом 60° к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля?

1) 1,6 Н 2) 1 Н 3) 1,4 Н 4) 2,4 Н

Указание: воспользоваться формулой для расчёта силы Ампера.

4(А) Проводник с током находится в магнитном поле. Сила Ампера, действующая на проводник

1) направлена влево

2) направлена вправо

3) направлена вверх

4) равна 0

Указание: применить правило левой руки.

5(А) Частица влетела в однородное магнитное поле со скоростью υ.При этом на нее начала действовать сила F. Если в ту же точку поля под тем же углом и та же частица влетит со скоростью, которая в 2 раза больше прежней, то сила, действующая на нее, будет равна:

1) F 2) 2F 3) 4F 4) F/2

Указание: воспользоваться формулой для расчёта силы Лоренца.

6(А) В магнитное поле влетает электрон и движется по дуге окружности (см. рис.). По какой из траекторий (1,2, 3 или4) бу­дет двигаться протон, влетев в это поле с такой же скоростью?

1) 1 3) 3

2) 2 4) 4

Указание: применить правило левой руки.

7(А) В магнитном поле индукцией В = 4 Тл движется электрон со скоростью 10⁷ м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Чему равен модуль силы F, действующей на электрон

со стороны магнитного поля? \

1) 0,4·10^-12 Н 3) 0,4·10^-26 Н

2) 6,4·10^-12 Н 4) 6,4·10^-26 Н

Указание: воспользоваться формулой для расчёта силы Лоренца.

8(А) На рисунке представлены два способа вращения рамки в однородном магнитном поле. Ток в рамке возникает …

 

 

1) в обоих случаях;

2) ни в одном из случаев;

3) только в первом случае;

4) только во втором случае.

Указание: определить в каком случае изменяется число линий магнитной индукции, пронизывающих рамку при её вращении.

9(А) Один раз кольцо падает на стоящий вертикально полосовой магнит так, что надевается на него, второй раз — так, что пролетает ми­мо него. Плоскость кольца в обоих случаях горизонтальна. Ток в коль­це возникает …

1) в обоих случаях

2) ни в одном из случаев

3) только в первом случае

4) только во втором случае

Указание: определить в каком случае изменяется магнитный поток, пронизывающий кольцо.

10(А) Укажите устройство, в котором используется явление возникновения тока при движении проводника в магнитном поле.

1) Электромагнит

2) Электродвигатель

3) Электрогенератор

4) Амперметр

11(А) В однородном магнитном поле вокруг оси АС с одинаковой частотой вращаются две рамки. Отношение ℇ_I:ℇ_II

амплитудных значений

ЭДС индукции,

генерируемых в рамках

I и II, равно:

1) 1:4 3) 1:1

2) 1:2 4) 2:1

Указание: сравнить площади рамок.

12(А) Если сила тока в катушке индуктивностью 0,1 Гн изменяется с течени­ем времени,

как показано на

графике,то в катушке

возникает ЭДС

самоиндук­ции, равная

по величине:

1) 1 В 2) 2 В 3) 10 В 4) 0,5 В

Указание: применить закон электромагнитной индукции (для случая самоиндукции), определив ΔI и Δt из графика.

13(А) На рисунке изображены два проводника, по которым текут токи равной величины. Какое направление имеет вектор Виндукции магнитного поля в точке К, расположенной точно посередине между проводниками?

1) 1 3) 3

2) 2 4) В = 0

 

 

Указание: применив правило буравчика или правило правой руки, определить направление вектора индукции магнитного поля в точке К каждого проводника, а затем сложить их.

14(А) Ион массой m и зарядом +q_e влетает в магнитное поле со скоростью υ перпендику­лярно линиям индукции магнитного поля с индукцией В. Чему равен период вращения иона?

1) 3) q_eυB

2) 4)

Указание: применить второй закон Ньютона для движения по окружности под действием силы Лоренца.

15(В) Рамку, площадь которой равна 1 м², поместили в магнитное поле вдоль его силовых линий. Когда по рамке пропустили ток I= 3 А, на нее стал действовать момент сил М = 6 Н·м. Чему равен модуль индук­ции магнитного поля?

Указание: вспомнить формулы момента силы и силы Лоренца.

16(В) В магнитном поле с индукцией В = 2 мТл вращается с постоянной частотой стер­жень длиной L = 1 м. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна линиям индукции (рис).Стержень перпендикулярен вектору индукции маг­нитного поля В. При этом на концах стержня возни­кает разность потенциа­лов, равная ∆φ = 0,5 В. Чему равен период враще­ния в мс?

Указание: применить формулу ЭДС для вращения проводника в магнитном поле, связав частоту вращения с периодом.

17(С) На горизонтальных рельсах, расстояние между которыми l = 60 см, лежит стержень перпендикулярно им. Определить силу тока, который надо пропустить по стержню, чтобы он начал дви­гаться. Рельсы и стержень находятся в вертикаль­ном однородном магнитном поле с индукцией В = 60 мТл. Масса стержня m=0,5 кг, коэффициент трения о рельсы µ=0,1.

18(С) Тонкий алюминиевый брусок прямого сечения, имеющий длину l = 0,5 м, соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости из диэлектрика в вертикальном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Плоскость имеет угол наклона к горизонту под углом 30°. Найти ЭДС индукции на концах бруска, в момент, когда он пройдёт по наклонной плоскости расстояние L = 1,6 м.

l g В

α

L

 

 

 

Ответы к обучающим заданиям.

1А	2А	3А	4А	5А	6А	7А	8А	9А
10А	11А	12А	13А	14А	15В	16В	17С	18С
					2 Тл	12,56 мс	13,8 А	0,17 В

17(С)Условие начала движения F_A = F_тр ; F_A = BIl; F_тр=µmq Þ I =

18(С)ЭДС индукции движущегося проводника

По закону сохранения энергии = mgh= mgl∙sin ,

скорость проводника (бруска) υ = = , тогда

 

Тренировочные задания.

 

1(А) Два прямолинейных длинных проводника расположены параллельно на расстоянии l друг от друга. По проводникам текут токи I₁ = I₂ = I в противоположных направлениях. Найти направление индукции магнитного поля в точке А, находящейся на расстоянии 1/2 lот каждого проводника (рис.)

I₂ A I₁

 

1) ← 2) ↓ 3) → 4) ↑

2(А) Прямоугольная рамка с током находится в однородном магнитном поле (рис.). Каков ре­зультат действия поля на рамку?

1) Рамка смещается вниз.

2) Рамка смещается вверх.

3) Рамка поворачивается

стороной ED к нам.

4) Рамка поворачивается стороной ED от нас.

3(А) Как расположены полюса батарейки Б, если поле катушки

ориентирует стрелку

компаса, как показано

на рисунке?

1) Слева положительный полюс.

2) Справа положительный полюс.

3) В любом случае магнита расположится, как показано на рис.

4) Это положение стрелки в принципе невозможно.

4(А) С какой силой действует однородное поле с индукцией 5 Тл на прямолинейный проводник длиной 1 м с током 20 А, расположенный вдоль вектора магнитной индукции?

1) 0 2) 100 Н 3) 2,5 Н 4) 4 Н

5(А) Протон движется в однородном магнитном поле со скоростью υ, направленной вдоль линий индукции В (см. рисунок). Сила Лоренца, действующая на протон …

1) направлена к нам

2) равна нулю

3) направлена вправо р

4) направлена вниз

6(А) Протон и α-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции на расстоянии lдруг от друга с одинаковой скоростью υ. Отношение модулей сил, действующих на них со стороны магнитного поля в этот момент времени, равно:

1) 4:1 2) 2:1 3) 1:1 4) 1: 2

7(А) Электрон, влетевший со скоростью υ в однородное магнитное поле перпендикуляр­но вектору индукции В, вращается по ок­ружности радиусом R. Каким будет радиус обращения протона, влетевшего таким же об­разом в это магнитное поле?

1) R 2) 2R 3) 5,46·10^-4 R 4) 1836R

8(А) В металлическое кольцо в течение пер­вой секунды вдвигают магнит, в течение сле­дующих трех секунд магнит оставляют непо­движным внутри кольца, в течение после­дующих двух секунд его вынимают из кольца обратно. В какие промежутки време­ни в катушке можно зарегистрировать ток?

1) 0—6 с 3) 1—3 с

2) 0—1 с и 4—6 с 4) 1 – 6 с

9(А) Контур abсd с подвижной перемычкой аb находится в постоянном однородном магнитном поле, перпендикулярном плос­кости чертежа (рис.1). Как движется пере­мычка, если зависимость модуля ЭДС индукций в контуре oт времени имеет вид, показанный на рисунке 2?

 

 

1) Равноускоренно

2) Равнозамедленно

3) Равномерно

4) Перемычка не движется

10(А) На рисунке представлена схема электрической цепи. Какая из ламп после замыкания цепи загорится позже?

1) 1

2) 2

3) 3

4) все вспыхнут одновременно

11(А) По графику зависимости силы тока в катуш­ке от времени (см. рис.) определить ЭДС самоин­дукции на участках 1 и 2, если индуктивность ка­тушки равна L = 15 мГн.

I, А

 

 

t, с

 

1) 15·10^-3 В; 5·10^-3 В 3) 15·10^-3 В; 0

2) 5·10^-3 В; 15·10^-3 В 4) 0; 15·10^-3 В

12(А) Какой магнитный поток пронизывал каждый виток катушки, имеющей 1000 витков, если при равномерном исчезновении магнитного поля в течение 0,8 с в катушке индуцируется ЭДС 10 В?

1) 0,125 Вб 3) 8 кВб

2) 1,25 Вб 4) 8 мВб

13(B) В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,1 Тл расположен плоский проволочный ви­ток так, что его плоскость перпендикулярна лини­ям индукции. Виток замкнут на гальванометр. Полный заряд, прошедший через гальванометр при повороте витка, q = 7,5·10^-3 Кл. На какой угол повернули виток? Площадь витка S = 10³ см², сопротивление R = 2 Ом.

14(В) Проводник MN с длиной активной части 1 м и сопротивлением 2 Ом находится в однородном магнитном поле индукцией 0,1 Тл (рис.). Про­водник подключен к источнику с ЭДС 1 В (внутренним сопротивлением источника и сопротивле­нием подводящих проводов пренебречь). Какова сила тока в проводнике, если: проводник поко­ится; проводник движется вправо со скоростью 4м/с; проводник движется влево с такой же ско­ростью? В каком направлении и с какой скоростью надо перемещать проводник, чтобы ток в нем от­сутствовал?

15(В) Проводник длиной 1 м и массой 200 г подвешен на тонких проволочках. При прохождении по нему тока 10 А он отклонился в однородном вертикальном магнитном поле так, что натяжение каждой проволочки оказалось 1,25 Н. Какова индукция магнитного поля?

16(C) Однородное электрическое и магнитное поля расположены взаимно перпендикулярно, при этом Е = 0,5 кВ/м, В= 1,0 мТл. Определить, с какой скоростью и в каком направлении должен лететь электрон, чтобы двигаться равномерно прямолинейно.

17(С) В масс-спектрографе (см. рис.) заряженные частицы ускоряются на участке 1 электрическим полем и, попав в магнитное поле индукцией 40 мТл, описывают окружность радиусом 1 см. Рассчитать величину удельного заряда частицы q/m, если ускоряющее напряжение

равно U = 10кВ.

Начальную скорость R

частицы считать равной

нулю.

1

 

 

Ответы к тренировочным заданиям.

1А

2А

3А

4А

5А

6А

7А

8А

9А

10А

11А

12А

13В

14В

15В

16В

17С

60°

0,5 А; 0,7 А; 0,3 А; 10 м/с

0,15 Тл

5·105 м/с

0,5·108 Кл/кг

16(C)На электрон со стороны электрического поля действует кулоновская сила, а со стороны магнитного поля сила Лоренца (F_т = 0). Если F_л = F_{к ,} то электрон будет двигаться прямолинейно и еυ_еВ = еЕ, тогда υ_е = Е/В = 5·10⁵ м/с

17(С) По закону сохранения энергии кинетическая энергия частицы увеличивается за счет работы электрического поля qU = Þ υ = . По II закону Ньютона магнитное поле действует ан заряженную частицу с силой Лоренца и сообщает ей центростремительное ускорение F_л = ma_ц или qυB = тогда = Þ =

 

Контрольные задания.

 

1(А) Как направлена сила (указать номер стрелки), действующая на проводник с током, помещенный в магнитное поле (ток на­правлен от нас) (см. рис.)?

1) ← 3) →

2) ↑ 4) ↓

2(А) Магнитное поле соз­дано двумя параллельны­ми проводниками с тока­ми, направленными как показано на рисунке, (перпендикулярно черте­жу, «от нас» и «на нас»), причем I₁ = I₂. Как направлен результирую­щий вектор магнитной индукции в точке А?

1) Вверх 2) Вниз 3) Вправо 4) Влево

3(А) При приближении магнита к рамке с

током она стала поворачиваться по часовой стрелке (при наблюдении сверху) (см.рис.). Какому полюсу соответствует поверхность А магнита?

1) Южному

2) Северному

3) Положительному

4) Отрицательному

4(А) С какой силой действует однородное магнитное поле с индукцией 0,5 Тл на пря­молинейный проводник длиной 50 см, расположенный перпендикулярно вектору индук­ции? Сила тока в проводнике 5 А.

1) 0 Н 2) 1,25 Н 3) 5Н 4) 0,25 Н

5(А) Вектор индукции однородного магнит­ного поля направлен вертикально вверх. Как будет двигаться первоначально неподвиж­ный электрон в этом поле? Влияние силы тя­жести не учитывать.

1) Останется неподвижным

2) Равномерно вверх.

3) Равномерно вниз.

4) Равноускоренно вниз.

6(А) Протон с зарядом +q_e влетает в магнит­ное поле со скоростью υ перпендикулярно ли­ниям индукции магнитного поля с индукци­ей В. Чему равен радиус орбиты протона?

1) 3) q_eυB

2) 4)

7(А) Альфа-частица, влетевшая со скоростью υ в однородное магнитное иоле перпен­дикулярно вектору индукции В, вращается по окружности с периодом Т. Каким будет период обращения протона, влетевшего та­ким же образом в это магнитное поле?

1) Т 2) 1/2 Т 3) 1/4 Т 4) 2Т

8(А) Неподвижный виток пронизывает однородное магнитное поле, изменяющееся во времени (см. рис.). В каком интервале времени сила тока через кольцо минимальна?

В, Тл

 

 

t, с

 

1) 0 - 4 с 2) 4 - 6 с 3) 6 - 8 с

4) Сила тока постоянна за всё время наблюдения

9(А) Контур abсdс подвижной перемычкой аb находится в постоянном однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости чертежа (рис.1). Как движется пере­мычка, если зависимость модуля ЭДС индукций в контуре oт времени имеет вид, показанный на рисунке 2?

│ε_i│

 

 

t

рис.1 рис.2

1) Равноускоренно.

2) С изменяющимся ускорением.

3) Равномерно.

4) Перемычка не движется.

10(А) Прямоугольная рамка (см. рис.) вращается в однородном магнитном поле. При этом с клемм аb снимается напряжение, зави­симость которого приведена на графике (см.рис.). Какой станет амплитуда напряже­ния, если частоту вращения рамки увели­чить в 1,5 раза?

1) 6,7 В 2) 13,3 В 3) 15 В 4) 30 В

11(А) Внутри прямоугольной медной рамки ABCD расположен полосовой магнит (см. рис.). Определите направление индукционного тока в рамке при повороте магнита по ходу ча­совой стрелки (вид сверху) на 90° вокруг оси КМ, лежащей в плоскости рамки и проходя­щей через середину магнита.

 

 

1) ABCD

2) DCBА

3) Ток отсутствует

4) Ток половину периода вращения течет в одну сторону, а половину - в другую

12(А) Чему равна индуктивность проволочной рамки, если при силе тока I = 5 А в рам­ке возникает магнитный поток Ф = 15 мВб?

1) 0,33 мГн 2) 3 мГн 3) 5 мГн 4) 0,5 мГн

13(А) Какова сила тока в контуре, если возникшее магнитное поле, обладает энерги­ей 0,15 Дж при магнитном потоке через кон­тур 4·10^-2 Вб?

1) 24мА 2) 0,9 А 3) 7,5 А 4) 750 А

14(В) Две заряженные частицы в однородном магнитном поле описывают окружности одного и того же радиуса. Заряд второй час­тицы в 2 раза больше заряда первой (q₂ = 2q₁). Во сколько раз отличаются импульсы частиц р₁/р₂?

15(В) Квадратная рамка помещена в однородное магнитное поле. Плоскость рамки со­ставляет с направлением магнитного поля угол α = 60°. Сторона рамки l = 10 см. Опре­делите ЭДС индукции, возникающей в рамке при выключении поля в течение времени Δt=0,02 с, если известно, что индукция магнитного поля равна В = 50 мТл.

16(В) Проводник, длина которого L = 1 м, а масса m = 50 г, подвешен на тонких

проволоч­ках (см.рис.). При прохождении по нему тока (перпен­дикулярно плос­кости рисунка, от нас) силой

I = 10 А он откло­нился

в однород­ном магнитном

поле так, что проволочки

об­разовали угол α = 30°

с вертикалью. Чему равна

индукция магнитного поля?

17(С) Прямой проводник сечением

S = 1 мм², расположенный вертикально и перпендику­лярно линиям индукции магнитного поля, при пропускании по нему тока I = 3 А приоб­рел ускорение а = 4 м/с². Плотность матери­ала проводника ρ = 2700 кг/м³. Какова ин­дукция магнитного поля? (Влияние силы тя­жести не учитывать.)

18(C) Отрицательно заряженная частица влетает со скоростью υ₀ = 10⁶ м/с под углом α = 60° в область с параллельно направленными электрическим и магнитным полями. Сколько оборотов сделает частица до момен­та начала движения в направлении, обрат­ном полям? Напряженность электрического поля Е = 100 В/м, индукция магнитного по­ля В = 0,157 Тл.

 

Ответы к контрольным заданиям.

1А	2А	3А	4А	5А	6А	7А	8А	9А
10А	11А	12А	13А	14В	15В	16В	17С	18С