) Сколько сможете 1. Определите индукцию магнитного поля в железном сердечнике соленоида (μ=5000), если длина соленоида 55 см, число витков 550, а сила тока 20 А.
2.Определите силу, действующую на проводник длиной 30 см, расположенный под углом 40◦ к силовым линиям магнитного поля, если индукция поля 50 Тл, а по проводнику течет ток 2,5 А.
3. Электрон движется в магнитном поле с индукцией 0,15 Тл со скоростью 2,7▪10 м/c в плоскости, перпендикулярной полю. Определите радиус траектории электрона и частоту его обращения.
4. По двум параллельным проводникам, отстоящим друг от друга на расстоянии 15 см, в одинаковых направлениях текут токи 10 А. Определите индукцию магнитного поля на середине расстояния между проводниками.
- B - индукция магнитного поля,
- μ - магнитная постоянная (в данном случае равна 5000),
- N - число витков соленоида,
- I - сила тока через соленоид,
- L - длина соленоида.
Подставим известные значения в формулу: B = 5000 * 550 * 20 / 0.55 = 20000000 Тл.
Ответ: индукция магнитного поля в железном сердечнике соленоида равна 20000000 Тл.
2. Для определения силы, действующей на проводник, воспользуемся законом Лоренца: F = B * I * L * sin(θ), где:
- F - сила, действующая на проводник,
- B - индукция магнитного поля,
- I - ток в проводнике,
- L - длина проводника,
- θ - угол между направлением тока и силовыми линиями магнитного поля.
Подставим известные значения в формулу: F = 50 * 2.5 * 0.3 * sin(40°) = 2.5 Н.
Ответ: сила, действующая на проводник длиной 30 см, под углом 40° к силовым линиям магнитного поля, равна 2.5 Н.
3. Для определения радиуса траектории электрона в магнитном поле, воспользуемся формулой для центробежной силы: F = (e * v * B) / r, где:
- F - центробежная сила,
- e - заряд электрона (равен 1.6 * 10^(-19) Кл),
- v - скорость электрона,
- B - индукция магнитного поля,
- r - радиус траектории.
Так как центробежная сила равна силе Лоренца (F = e * v * B), то можно приравнять их и выразить радиус tra_t = m*v / (e*B), где t - (2*pi*r / v) - период обращения.
Подставим известные значения в формулу: r = (2.7 * 10^6 м/c * 9.11 * 10^(-31) кг) / ((1.6 * 10^(-19) Кл) * 0.15 Тл) = 9.88721 * 10^(-3) м,
t = (2 * 3.14 * 9.88721 * 10^(-3) м) / (2.7 * 10^6 м/c) = 2.303 с.
Ответ: радиус траектории электрона равен 9.88721 * 10^(-3) м, а частота его обращения составляет 2.303 с.
4. Для определения индукции магнитного поля на середине расстояния между параллельными проводниками воспользуемся законом Био-Савара-Лапласа: B = (μ * I * d) / (2 * π * r), где:
- B - индукция магнитного поля на середине расстояния,
- μ - магнитная постоянная,
- I - ток в проводниках,
- d - расстояние между проводниками,
- r - расстояние от точки, где определяется индукция, до проводников.
Подставим известные значения в формулу: B = (4π * 10^(-7) * 10 * 2 * 0.15) / (2 * 3.14 * 0.075) = 5.33333 * 10^(-7) Тл.
Ответ: индукция магнитного поля на середине расстояния между проводниками равна 5.33333 * 10^(-7) Тл.