Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 28 гостей.

Задачник Кванта

Магнетизм

121.Ф1627. Конденсатор емкостью С подключают к параллельно соединенным катушкам, индуктивности которых L1 и L2 (рис.). В начальный момент конденсатор не заряжен, через первую катушку течет ток Io, ток второй катушки равен нулю. Найдите максимальный заряд конденсатора и максимальную величину тока в точке А.


122.Ф1641. Три длинных куска провода сложили вместе и получившимся «тройным» проводом намотали на цилиндрический немагнитный сердечник катушку, состоящую из большого количества витков (рис.). Две из получившихся трех катушек соединили последовательно и к концам образовавшейся двойной катушки параллельно подключили выводы третьей катушки. Систему охладили до температуры, при которой катушки стали сверхпроводящими, и к выводам системы подключили батарейку с ЭДС E и внутренним сопротивлением r. Какие токи будут течь через катушки после того, как эти токи практически перестанут изменяться?

123.Ф1651. Конденсатор емкостью С заряжен до напряжения Uo. К нему подключают катушку индуктивностью L и в некоторый момент к выводам катушки подключают цепочку из параллельно соединенных катушки индуктивностью 2L и резистора с большим сопротивлением R (рис.). Какое количество теплоты выделится в резисторе? Зависит ли эта величина от момента подключения цепи к катушке? Элементы цепи считайте идеальными.

124.Ф1672. Тяжелый проводящий брусок массой M = 1 кг лежит на горизонтально расположенных рельсах перпендикулярно им (рис.). Вертикальная составляющая магнитного поля Земли равна В = 0,1 Тл. Заряженный до напряжения U = 100 В конденсатор емкостью С = 10 мкФ подключают к рельсам. Считая сопротивление цени R = 1 кОм достаточно большим, определите установившуюся скорость движения бруска. Расстояние между рельсами d = 1 м. Брусок движется поступательно.

125.Ф1679. В вашем распоряжении есть незаряженный конденсатор емкостью С, заряженный до напряжения U конденсатор емкостью 100С, катушка индуктивности и полупроводниковый диод (никаких других элементов у вас нет). До какого максимальною напряжения можно было бы зарядить конденсатор малой емкости, если бы все эти элементы были идеальными? Как для этого нужно было бы действовать? Можете ли вы придумать больше одного способа?

126.Ф1702. Параллельные рельсы длиной 2L закреплены на горизонтальной плоскости на расстоянии l друг от друга. К их концам подсоединены две одинаковые батареи с ЭДС E (рис. ). На рельсах лежит перемычка массой m, которая может поступательно скользить вдоль них. Вся система помещена в однородное вертикальное магнитное поле с индукцией B. Считая, что сопротивление перемычки равно R, а сопротивление единицы длины рельсов равно ρ, найдите период малых колебаний, возникающих при смещении перемычки от положения равновесия, пренебрегая затуханием, внутренним сопротивлением источников, сопротивлением контактов, а также индуктивностью цени.


127.Ф1716. Две одинаковые катушки индуктивности расположены недалеко друг от друга. Одна из них подключена к источнику синусоидального переменного напряжения последовательно с амперметром, к концам другой катушки подключен второй амперметр. Амперметры показывают 1 А и 0,2 А (угадайте сами, какой из них показывает 1 А, а какой 0,2 А). Один из амперметров отключают (при отключении амперметра цепь разрывается). Что покажет после этого оставшийся амперметр? Катушки, приборы и источник можно считать идеальными. Сопротивление проводов пренебрежимо мало.

128.Ф1725. Катушка индуктивности содержит много витков и намотана из проволоки с высоким удельным сопротивлением. Выводы катушки замкнуты между собой, около катушки расположен сильный постоянный магнит. Магнит очень быстро убирают, при этом в цепи появляется ток. За первые 100 мс выделяется 0,01 Дж тепла, за следующие 100 мс − еще 0,006 Дж. Какое общее количество теплоты выделится в цепи за большое время?

129.Ф1740. Электромагнит представляет собой катушку, намотанную на цилиндрический сердечник. На оси электромагнита найдем точку, в которой магнитная индукция равна 10−3 Тл (это намного меньше поля у торца сердечника), принесем в эту точку небольшой сверхпроводящий круговой виток и расположим его перпендикулярно оси магнита так, чтобы ось проходила через центр витка. При этом в витке возникнет ток 10 A. Отодвинем виток параллельно самому себе вдоль оси на 1 см − ток витка уменьшится на 1 %. С какой силой магнит действовал па виток в первой точке? Диаметр витка 3 см. Вначале, на большом расстоянии от электромагнита, тока в витке не было.

130.Ф1747. Катушка индуктивности подключена параллельно конденсатору, и они присоединены к источнику переменного напряжения. Измеренный в цепи источника ток равен I1 = 1 А, ток через конденсатор при этом составляет I2 = 0,8 А. Во сколько раз нужно изменить частоту источника, чтобы наступил резонанс?

131.Ф1755. Катушка индуктивностью L подключена параллельно конденсатору емкостью С, а последовательно с получившимся колебательным контуром включен еще одни конденсатор емкостью С. К выводам цепочки присоединяют батарейку напряжением Uo. Найдите максимальную величину заряда каждого из конденсаторов и максимальный ток через катушку. Какое количество теплоты выделится в системе за большое время? Сопротивление соединительных проводов невелико, элементы цепи считать идеальными.

132.Ф1777. Из двух конденсаторов с емкостями С и и двух одинаковых катушек с индуктивностью L собрана схема, показанная на рисунке. Конденсатор емкостью С вначале заряжен до напряжения U. Дождемся момента, когда этот конденсатор окажется полностью разряженным, и соединим точки A и Б проводящей перемычкой. Найдите максимальный ток через перемычку. Элементы цепи можно считать идеальными.


133.Ф1800. Параллельный колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С и катушки индуктивностью L (рис.). Последовательно с контуром включен конденсатор емкостью . К концам получившейся цепочки в некоторый момент подключают батарейку напряжением Uo. Найдите максимальное значение силы тока через катушку и максимальное напряжение на конденсаторе емкостью С. Сопротивление проводов невелико, элементы цепи можно считать идеальными.

134.Ф1816. На тороидальный сердечник, сделанный из материала с очень большой магнитной проницаемостью, намотаны очень тонким проводом две катушки − с числом витков 500 и 510. При измерении индуктивности первой из катушек на постоянном токе − по значению магнитного потока катушки при заданном токе через нее − получили величину 20 Гн. Какова индуктивность второй катушки? Какая индуктивность получится при последовательном соединении катушек? При параллельном соединении? Выводы катушек сделаны проводом большого сечения. Рассеяние магнитного потока считать малым.

135.Ф1837. Катушка состоит из среднего цилиндра радиусом r и двух крайних цилиндров радиусами R > r. Длинный тонкий провод плотно наматывают на катушку следующим образом: сначала обматывают одни из крайних цилиндров, а затем продолжают наматывать этот же провод на средний цилиндр в том же направлении, в каком начинали намотку. После завершения намотки катушку кладут на горизонтальный стол, помещенный в однородное постоянное магнитное поле В, линии индукции которого параллельны оси катушки (рис.). К одному концу провода, лежащему на столе, подсоединяют одну клемму идеального вольтметра, а другой конец провода, касающийся неподвижного скользящего контакта, соединенного со второй клеммой вольтметра, начинают тянуть вдоль поверхности стола с постоянной скоростью v в направлении, перпендикулярном оси катушки. Считая, что катушка катится по столу без проскальзывания, найдите показания вольтметра.


136.Ф1843. Частица массой m с зарядом q движется с постоянной по модулю скоростью в области пространства, где имеются три взаимно перпендикулярных поля: электрическое с напряженностью Е, магнитное с индукцией В и поле тяжести g (рис.). В некоторый момент поля Е и В выключают. Минимальная кинетическая энергия частицы в процессе движения составляет половину начальной. Найдите проекции скорости частицы на направления всех трех полей в момент выключения.

137.Ф1845. С одной из пластин изначально незаряженного конденсатора, подключенного выводами к катушке индуктивностью L, мгновенно отделяется тонкий слой вещества, несущий заряд q. Затем он движется поступательно как целое с постоянной скоростью v по направлению к противоположной пластине (рис.). Найдите зависимость тока через катушку от времени, пока слой движется в конденсаторе. Расстояние между пластинами конденсатора d, площадь поперечного сечения пластин S.

138.Ф1861. К батарейке напряжением 12 В подключают последовательно соединенные конденсатор емкостью 1 мкФ и катушку индуктивностью 1 Гн. В тот момент, когда ток через катушку максимален, параллельно ей подключают резистор сопротивление 1 МОм, а когда ток через катушку снова становится максимальным и течет в ту же сторону, резистор отключают. Какое количество теплоты выделится при этом в резисторе? Какой заряд через него протечет?

139.Ф1877. На тороидальном сердечнике с большой магнитной проницаемостью намотана толстым проводом катушка, содержащая большое количество витков. От середины обмотки сделан отвод. Крайние выводы катушки подключили к сети 220 В, а между крайним и средним выводами катушки включили лампу на 110 В мощностью 60 Вт. Найдите токи в каждой из половин обмотки. Кстати, заметим, что такое устройство (катушка с отводом на ферромагнитном сердечнике) называется автотрансформатором.

140.Ф1890. В неоднородном магнитном поле с индукцией В = αх (x ≥ 0 ) стартует частица (рис.) массой m и зарядом q с начальной скоростью v, направленной вдоль оси Ох. Определите максимальное смещение частицы вдоль оси Ох.