Сборник задач абитуриенту. МАГНЕТИЗМ. Рамки, перемычки. Тема 23-6

          

МАГНЕТИЗМ. Рамки, перемычки. Тема 23-6

23.38. По Н-образной рамке, помещенной в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рамки, движется без трения с постоянной скоростью 2 м/с перемычка, сопротивление которой 2 Ом. К перемычке приложена сила 4 Н. Найдите силу тока в перемычке. Сопротивлением рамки пренебречь.

23.39. По Н-образной рамке, наклоненной под углом 30° к горизонту и помещенной в однородное вертикальное магнитное поле, начинает соскальзывать без трения перемычка массой 30 г. Длина перемычки 10 см, ее сопротивление 1 мОм, индукция поля 0,1 Тл. Найдите установившуюся скорость движения перемычки.

23.40. Сторона прямоугольного каркаса, имеющая длину 10 см, скользит со скоростью 1 м/с по двум другим сторонам, оставаясь с ними в электрическом контакте. Плоскость прямоугольника перпендикулярна линиям индукции однородного магнитного поля 0,01 Тл. Найдите силу тока (в мкА) в прямоугольнике через 0,9 с после начала движения. Сопротивление единицы длины провода 1 Ом/м. В начальный момент площадь прямоугольника равна нулю.

23.41. По горизонтальной Н-образной рамке, помещенной в однородное вертикальное магнитное поле с индукцией 40 мТл, движется без трения перемычка длиной 50 см, сопротивление которой 0,1 Ом. Какую минимальную силу (в мН) надо приложить к перемычке, чтобы скорость ее движения была 1 м/с? Сопротивлением рамки пренебречь.

23.42. По Н-образной рамке, наклоненной под углом 30° к горизонту и помещенной в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рамки, начинает соскальзывать без трения перемычка массой 30 г. Длина перемычки 10 см, ее сопротивление 2 мОм, индукция поля 0,1 Тл. Найдите установившуюся скорость движения перемычки.

23.43. По Н-образной рамке, наклоненной к горизонту под углом, синус которого 0,8, и помещенной в однородное вертикальное магнитное поле, соскальзывает перемычка массой 20 г. Длина перемычки 10 см, ее сопротивление 1,2 мОм, индукция поля 0,1 Тл, коэффициент трения между перемычкой и рамкой 0,5. Найдите установившуюся скорость движения перемычки. Сопротивлением рамки пренебречь.

23.44. Проводник длиной l скользит по двум рейкам со скоростью v в однородном магнитном поле, вектор индукции которого перпендикулярен плоскости, в которой лежат рейки. Реки замкнуты не резистор сопротивлением R. Определить, с какой силой магнитное поле действует на проводник. С какой силой тянут проводник?

23.45. Проводник массой m длиной l лежит на двух горизонтальных рейках, замкнутых на резистор сопротивлением R. Вся система находится в вертикальном магнитном поле с индукцией В. Коэффициент трения между рейками и проводником μ. Какую силу следует приложить к проводнику, чтобы он двигался равномерно со скоростью v?

23.46. Прямоугольный контур находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура. Индукция поля B. Перемычка длиной l имеет сопротивление R, параллельные перемычке стороны имеют сопротивление R1 и R2. Определить силу тока, который течет по перемычке, при ее движении с постоянной скоростью v.

23.47. В однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией 60 мТл находится вертикальная Н-образная конструкция из толстых металлических стержней, перпендикулярная магнитному полю. По стержням свободно, без нарушения контакта скользит проводник длиной 50 см, массой 1 г и сопротивлением 0,8 Ом. Определить, с какой скоростью движется проводник, и направление тока в перемычке.

23.48. H-образную конструкцию наклонили под углом 30° к горизонту так, что угол между вектором магнитного и проводником остался прямым. Определить, с какой скоростью движется проводник.

23.49. По двум гладким, замкнутым между собой металлическим шинам, установленным под углом 30° к горизонту, скользит медный проводник. Система находится в однородном магнитном поле с индукцией 40 мТл, перпендикулярном плоскости, в которой перемещается проводник? Какой максимальной скорости достигнет проводник? Сопротивлением конструкции пренебречь.

23.50. Проводник длиной 1 м и сопротивлением 2 Ом лежит на двух горизонтальных шинах, замкнутых на источник тока, ЭДС которого 1 В. Поле вертикальное с индукцией 0,1 Тл. Определить силу тока в проводнике, если а) проводник покоится; б) движется вправо со скоростью 4 м/с; г) движется влево с такой же скоростью. В каком направлении и с какой скоростью надо перемещать проводник, чтобы ток через него не шел?

23.51. Проводник длиной 1 м лежит на гладких горизонтальных шинах, расположенных в вертикальном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. С какой скоростью и в каком направлении будет двигаться проводник, когда к шинам подключить источник с ЭДС 0,5 В?

23.52. В однородное магнитное поле с индукцией 2 Тл помещено горизонтальное металлическое кольцо радиуса 5 см, причем его ось совпадает с направлением поля. По кольцу может свободно двигаться стержень. Определить установившуюся угловую скорость вращения стержня, когда между стержнем и кольцом подключили источник тока с ЭДС 1 В.

23.53. На двух горизонтальных рельсах, расстояние между которыми 1 м, лежит проводник массой 0,5 кг сопротивлением 2 Ом. Коэффициент трения между проводом и рельсами 0,1. Вся система находится в вертикальном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Рельсы подключают к источнику тока с ЭДС 10 В. Пренебрегая сопротивлением рельсов, определить а) силу тока, проходящего по проводнику в начальный момент, б) с какой установившейся скоростью будет двигаться проводник; в) мощность, потребляемую источником, г) количество теплоты, выделяющуюся в проводнике за секунду, д) какую механическую мощность развивает такой «двигатель»?