Глава 6. Магнитное поле в веществе
Контрольные вопросы 1. Что такое магнетики? 2. Какими двумя процессами обусловлено намагничивание веществ в магнитном поле? 3. Что такое вектор намагниченности и чему он равен? 4. Чему равно наведенное поле в магнетике? Как найти общее поле в магнетике? 5. По какому критерию вещества делятся на диа-, пара- и ферромагнетики? 6. Охарактеризуйте процесс намагничивания диа- и парамагнетиков. 7. Рассмотрите процесс намагничивания ферромагнетиков. 8. Что такое магнитный гистерезис? Начертите петлю гистерезиса и объясните суть процессов, соответствующих ее различным участкам. 9. Какова природа ферромагнетизма? Что показывает точка Кюри?
Глава 7. Явление электромагнитной индукции Контрольные вопросы 1. В чем состоит явление электромагнитной индукции? Когда, кем и как оно было открыто? 2. Сформулируйте и запишите закон электромагнитной индукции Фарадея. 3. Каким правилом определяется направление индукционного тока? Запишите закон электромагнитной индукции с учетом этого правила. 4. Что такое самоиндукция и индуктивность? Как проявляется индуктивность в электрических цепях? 5. Выведите формулу плотности энергии магнитного поля.
Основные формулы Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Магнитный поток, создаваемый током I в контуре с индуктивностью L
ЭДС самоиндукции
Индуктивность соленоида (тороида)
где N - число витков, l - длина соленоида, n - число витков на единицу длины, S - площадь поперечного сечения соленоида, m - относительная магнитная проницаемость сердечника. Законы изменения тока при размыкании и замыкании цепи
ЭДС взаимоиндукции
где L 12 - взаимная индуктивность контуров.
Взаимная индуктивность двух соленоидов
Энергия магнитного поля контура с током
Объемная плотность энергии магнитного поля
Методические указания 1. В явлениях электромагнитной индукции магнитный поток сквозь контур может изменяться как при движении контура или его отдельных участков, так и при изменении во времени магнитного поля. В том и другом случае ЭДС индукции определяется по закону Фарадея. 2. Если в магнитном поле движется проводник, то на его концах возникает разность потенциалов, равная ЭДС индукции, которая находится как скорость изменения магнитного потока сквозь поверхность, прочерчиваемую проводником при его движении. 3. Формула F= LI дает полный магнитный поток, или потокосцепление, соленоида. Этот поток равен сумме магнитных потоков, пронизывающих каждый виток соленоида. ЗАДАЧИ 109. Круговой проволочный виток площадью 0,01 м2 находится в однородном магнитном поле, индукция которого 1 Тл. Плоскость витка перпендикулярна направлению магнитного поля. Найти среднее значение ЭДС индукции, возникающее в витке при выключении поля в течение 10 мс. [1 В] 110. В однородном магнитном поле, индукция которого 0,1 Тл, равномерно вращается катушка, состоящая из 100 витков проволоки. Частота вращения катушки 5 с-1; площадь поперечного сечения катушки 0,01 м2. Ось вращения перпендикулярна к оси катушки и направлению магнитного поля. Найти максимальное значение ЭДС индукции во вращающейся катушке. [3,14 В] 111. В однородном магнитном поле, индукция которого 0,8 Тл, равномерно вращается рамка с угловой частотой 15 рад/с. Площадь рамки 150 см2. Ось вращения находится в плоскости рамки и составляет угол 30о с направлением магнитного поля. Найти максимальное значение ЭДС индукции во вращающейся рамке. [0,09 В] 112. Горизонтальный стержень длиной 1 м вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через один из его концов. Ось вращения параллельна магнитному полю, индукция которого 50 мкТл. При какой частоте вращения стержня разность потенциалов на его концах будет 1 мВ?
[6,4 с-1] 113. На соленоид длиной 20 см и площадью поперечного сечения 30 см2 надет проволочный виток. Обмотка соленоида имеет 320 витков, и по нему идет ток силой 3 А. Какая средняя ЭДС индуцируется в надетом на соленоид витке, когда ток в соленоиде выключается в течении 1 мс? [18 мВ] 114. В однородном магнитном поле, индукция которого 0,1 Тл, вращается катушка, состоящая из 200 витков. Ось вращения катушки перпендикулярна к ее оси и к направлению магнитного поля. Период обращения катушки 0,2 с; площадь поперечного сечения 4 см2. Найти максимальное значение ЭДС индукции во вращающейся катушке. [250 мВ] 115. Катушка длиной 20 см имеет 400 витков. Площадь поперечного сечения катушки равна 9 см2. Найти: а) индуктивность катушки; б) индуктивность катушки, если внутрь ее введен железный сердечник? Магнитная проницаемость материала сердечника 400. [0,9 мГн; 0,36 Гн] 116. Катушка длиной 20 см и диаметром 3 см имеет 400 витков. По катушке идет ток силой 2 А. Найти индуктивность катушки и магнитный поток, пронизывающий площадь ее поперечного сечения. [0,71 мГн; 3,55 мкВб] 117. Катушка с железным сердечником имеет площадь поперечного сечения 20 см2 и 500 витков. Индуктивность катушки с сердечником 0,28 н при токе через обмотку в 5 А. Найти магнитную проницаемость железного сердечника. [1400] 118. Соленоид длиной 50 см и площадью поперечного сечения 2 см2 имеет индуктивность 0,2 мкГн. При каком токе объемная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида будет равной 1 мДж/м3? [1 А] 119. Электрическая лампочка, сопротивление которой в горячем состоянии 10 Ом, подключается через дроссель к 12-вольтному аккумулятору. Индуктивность дросселя 2 Гн, сопротивление 1 Ом. Через какое время после включения лампочка загорится, если она начинает заметно светиться при напряжении на ней в 6 В? [126 мс] 120. Имеется катушка длиной 20 см и диаметром 2 см. Обмотка катушки состоит из 200 витков медной проволоки, площадь поперечного сечения которой 1 мм2. Катушка включена в цепь с некоторой ЭДС. При помощи переключателя ЭДС выключается, и катушка замыкается накоротко. Через какое время после выключения ЭДС ток в цепи уменьшится в два раза?
[0,25 мс] 121. Квадратная рамка из медной проволоки сечением 1 мм2 помещена в магнитное поле, индукция которого меняется по закону B= Bosin w t, где В о = 0,01 Тл и w = 100p с-1. Площадь рамки 25 см2.Плоскость рамки перпендикулярна к направлению магнитного поля. Найти зависимость от времени и наибольшее значение: а) магнитного потока, пронизывающего рамку; б) ЭДС индукции, возникающей в рамке; в) тока, текущего по рамке. [а) б) в) I = -2,3cos 100p t A, I макс=2,3 А] 122. Через катушку, индуктивность которой 21 мГн, течет ток, изменяющийся со временем по закону I = Io sin w t, где I o = 5A, w =2p/T и T = 0,02 c. Найти зависимость от времени: а) ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке; б) энергии магнитного поля катушки. [а)
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|