Меню

Проводник длиной 20 см расположен горизонтально сила тока в проводнике 1 ампер

§ 2. Закон Ампера (продолжение)

10. Прямолинейный проводник расположен в однородном магнитном поле перпендикулярно вектору магнитной индукции. Сила тока в проводнике 0,2 А. Силу тока увеличили до 0,4 А и повернули проводник так, чтобы сила, действующая на него со стороны магнитного поля, не изменилась. Чему равен угол между проводником и вектором магнитной индукции после поворота проводника?

11. Прямолинейный проводник с током расположен под углом 60° к магнитным линиям однородного поля. Проводник равномерно перемещают на 2 м в направлении, противоположном направлению действующей на проводник силы Ампера, совершая при этом работу 0,32 Дж. Сила тока в проводнике 5 А, магнитная индукция 80 мТл. Сделайте пояснительный чертёж и найдите, чему равна длина проводника.

12. К прямолинейному стальному проводнику с площадью поперечного сечения 2 мм2 приложено напряжение б В. Проводник расположен в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл. Чему равна максимальная сила, которая может действовать на проводник со стороны магнитного поля?

13. Проводящий стержень массой 200 г удерживают в однородном магнитном поле на гладких горизонтальных рельсах, расстояние между которыми 20 см. Магнитные линии направлены вертикально, модуль магнитной индукции 0,1 Тл, сила тока в стержне 10 А. Какой путь пройдёт этот стержень за 0,5 с после того, как его отпустят?

14. В однородном поле, магнитная индукция которого равна 2 Тл и направлена под углом 60° к вертикали, по гладким вертикальным проводящим направляющим может двигаться горизонтальный прямолинейный проводник массой 200 г. Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику. В начальный момент проводник удерживают в покое. Сила тока в проводнике 5 А. Через 3 с после того, как проводник отпустили, он движется вверх со скоростью 12 м/с. Сделайте пояснительный чертёж и найдите, чему равна длина проводника.

15. На столе лежит стержень длиной 20 см и массой 100 г. Сила тока в стержне 8 А. При каком значении магнитной индукции однородного вертикального магнитного поля стержень начнёт скользить по столу? Имеет ли значение, направлен вектор магнитной индукции вверх или вниз? Коэффициент трения между стержнем и столом равен 0,4.

16. Сила тока в горизонтальном проводнике длиной 20 см и массой 20 г равна 4 А. Чему равна минимальная индукция магнитного поля, в котором действующая на проводник сила Ампера уравновесит силу тяжести? Как должен быть направлен при этом вектор магнитной индукции? Сделайте пояснительный чертёж.

17. В однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл на двух нитях, выдерживающих предельную нагрузку 0,1 Н каждая, подвешен проводник массой 10 г и длиной 20 см. Вектор магнитной индукции направлен горизонтально перпендикулярно проводнику. При какой силе тока в проводнике нити оборвутся?

18. В однородном магнитном поле находится длинный горизонтальный провод, перпендикулярный направленному горизонтально вектору магнитной индукции. При каком значении силы тока в проводе действующая на него сила Ампера уравновешивает силу тяжести? Магнитная индукция равна 5 мТл, масса 1 см провода равна 0,1 г.

Источник

Проводник длиной 20 см расположен горизонтально сила тока в проводнике 1 ампер

На проводник действуют силы натяжения со стороны каждой нити \( Т_1 = Т_2 \), сила Ампера \( F_A \) и сила тяжести \( mg \). Проводник находится в равновесии, поэтому:

В проекциях на оси координат:

\( 0_x: F_A = 2\cdot T\cdot sin(\alpha) ; 0_y: m\cdot g = 2\cdot T\cdot cos(\alpha ) \)

Решим совместно уравнения

Ещё по теме

Однородное магнитное поле величиной двадцать Тесла удерживает от падения помещенный в него (перпендикулярно линиям магнитной индукции) прямолинейный проводник. Масса проводника четыре килограмма, длина пол метра.

Необходимо: определить силу тока в проводнике.

Прямолинейный горизонтально расположенный проводник находится в однородном магнитном поле, модуль индукции которого \( В = 0,10 \) Тл.

По проводнику протекает ток \( I = 1,8 \) А, причем сила тяжести полностью уравновешивается силой, действующей на проводник со стороны поля.

Если плотность материала проводника \( ρ = 8900 \) кг/м 3 , то какова площадь его поперечного сечения, мм 2 ?

Читайте также:  Как защитить себя от удара электрическим током

Запишите теорему сложения ускорений для поступательного движения материальной точки.

Заряженный шарик приводят в соприкосновение с точно таким же незаряженным шариком. Находясь на расстоянии \( r = 15 \) см, шарики отталкиваются с силой \( F = 1 \) мН. Каков был первоначальный заряд заряженного шарика?

Один проводник с током имеет форму квадрата, по нему утечет ток I. В одной плоскости с рамкой лежит бесконечно длинный прямой проводник с таким же током. Расположение проводников задано на рис.3. Найдите, какова сила, действующая на рамку, если расстояние между одной из сторон рамки и проводом равно длине стороны квадрата.

Вторая капля оторвалась от крыши через несколько секунд после того, как оторвалась первая капля. Как движется вторая капля относительно первой? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Жесткий диск вращается с постоянной угловой скоростью $\overrightarrow<<\mathbf \omega >>$ вокруг оси, укрепленной на столе. По диску движется точка А с постоянной относительно стола скоростью $\overrightarrow$. Определить скорость $<\overrightarrow>_r$ и ускорение $<\overrightarrow>_r$ частицы А относительно диска в момент, когда радиус-вектор, характеризующий ее положение по отношению к оси вращения, равен $\overrightarrow<<\mathbf \rho >>$.

Три шарика соединены между собой одинаковыми резиновыми шнурами так, что получился правильный треугольник. Система лежит на гладком горизонтальном столе. Какие одинаковые заряды надо сообщить шарикам, чтобы площадь треугольника увеличилась в 4 раза? Коэффициент жесткости каждого шнура \( k \), начальная длина \( l \).

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

Источник

Магнитное поле. Электромагнитная индукция

В точке \(A\) в область действия поля \(\vec\) влетает частица в направлении, показанном на рисунке, а вылетает в точке \(B\) . Отношение массы к заряду частицы
\(m/q = 1,02 \cdot 10^<-8>\) (кг/Кл). Скорость частицы в точке А равна \(6 \cdot 10^5\) (м/с), индукция магнитного поля \(B= 0,02\) (Тл). Найдите расстояние \(d\) между точками \(A\) и \(B\) и выразите в сантиметрах.

“Досрочная волна 2019 вариант 2”

Расстояние между точками \(A\) и \(B\) равно удвоенному радиусу. Радиус можем найти из второго закона Ньютона: \[F_l=ma \Leftrightarrow qvB=\dfrac \Rightarrow R=\dfrac\] Откуда диаметр: \[D=2R=\dfrac<2mv>=\dfrac<2\cdot 1,02\cdot 10^<-8>\text< кг/Кл>\cdot 6\cdot 10^5\text< м/с>><0,02\text< Тл>>=61,2\text< см>\]

По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 4 кг течет ток силой 10 А. Найдите минимальную величину индукции магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась магнитной силой.

Сила Ампера: \[F_A=BIlsin\alpha\] где \(B\) — модуль вектора магнитной индукции, \(I\) — сила тока, \(l\) — длина проводника, \(\alpha\) — угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике.
Первый закон Ньютона: \[F_A=mg\] \(m\) — масса проводника, \(g\) — ускорение свободного падения. Подставим силу Ампера во второй закон Ньютона \[BIl=mg\] \[B=\frac=\frac<40\text< Н>><0,2\text< м>\cdot10\text< А>>=20 \text< Тл>\]

Прямой проводник длиной 20 см и массой 50 г подвешен горизонтально на двух легких нитях в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен горизонтально и перпендикулярно к проводнику. Какой ток надо пропустить через проводник, чтобы одна из нитей разорвалась? Индукция поля 50 мТл. Каждая нить разрывается при нагрузке 0,4 Н.

Сила Ампера: \[F_A=BIlsin\alpha\] где \(B\) — модуль вектора магнитной индукции, \(I\) — сила тока, \(l\) — длина проводника, \(\alpha\) — угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике.
Первый закон Ньютона: \[F_A+mg-2T=0\] Где \(m\) — масса проводника, \(T\) — сила натяжения нити. Подставив формулы, для нахождения силы Ампера и силы тяжести, получим \[BIl+mg-2T=0\] Выразим отсюда силу тока \[I=\frac<2T-mg>=\frac<2\cdot0,4\text< Н>-0,5\text<Н>><0,05\text< Тл>\cdot0,2\text< А>>=30 \text< А>\]

Три стороны квадрата из проволоки жестко скреплены друг с другом, а четвертая может скользить по ним. Квадрат расположен на горизонтальной поверхности и находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 100 мТл. Какой ток надо пропустить по контуру, чтобы сдвинуть подвижную сторону, если ее масса 20 г, а коэффициент трения в контактах 0,2? Сторона квадрата 10 см.

Читайте также:  В каком ряду тока гласные

Второй закон Ньютона: \[\vec+m\vec+\vec+\vec>>=0\] Запишем уравнение на ось ОХ и OY: \[OX: \quad F_A-F_<\text<тр>>=0\] \[OY: \quad N-mg=0\] где \(N \) — сила реакции опоры, \(mg\) — сила тяжести, \(F_<\text< тр>>\) — сила трения. Сила трения находится по формуле: \(F_<\text< тр>>=\mu N \) , выразив из проекции на ось OY \(N\) , получим \(F_<\text< тр>>=\mu mg \) , следовательно, \[BIL=\mu mg\] Отсюда сила тока равна \[I=\dfrac<\mu\cdot mg>=\] \[=\frac<0,2 \cdot 0,2\text< Н>><0,1 \text< Тл>\cdot 0,1\text< м>> =4 \text< А>\]

Какую кинетическую энергию имеет электрон, движущийся по окружности радиусом 1 см в однородном магнитном поле с индукцией 0,03 Тл? Заряд электрона \(1,6\cdot10^<-19>\) Кл, его масса \(9\cdot10^<-31>\) кг. Ответ дать в электронвольтах (1 эВ = \(1,6\cdot10^<-19>\) Дж).

Заряды, движущиеся перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, движутся равномерно по окружности
Сила Лоренца: \[F_L=Bvqsin\alpha,\] где \(B\) — модуль вектора магнитной индукции, \(v\) — скорость заряда, \(q\) — заряд, \(\alpha\) — угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы. Второй закон Ньютона: \[F_L=ma_<\text<цс>>\] Распишем центростремительное ускорение, как \(a_<\text<цс>>=\dfrac\) \[Bvq=\frac\] \[Bq=\frac\] Возведем обе части в квадрат \[B^2q^2=\frac\] \[B^2q^2=\frac<2mmv^2><2R^2>\] Запишем \(\dfrac<2>\) как кинетическую энергию заряда и получим \[B^2q^2=\frac<2mE_k>\] Отсюда кинетическая энергия равна \[E_k=\frac<2m>=\frac<\cdot0,03^2\text< Тл$^2$>\cdot(1,6\cdot10^<-19>)^2\text< Кл$^2$>\cdot0,01^2\text< м$^2$>><2\cdot9\cdot10^<-31>\text< кг>>=1,28\cdot10^ <-15>\text<Дж>=8000 \text< эВ>\]

Протон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 8,36 мкТл перпендикулярно линиям поля. С какой угловой скоростью (в рад/с) будет вращаться протон? Заряд протона \(1,602\cdot10^<-19>\) Кл, его масса \(1,672\cdot10^<-27>\) кг.

Заряды, движущиеся перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, движутся равномерно по окружности
Сила Лоренца: \[F_L=Bvqsin\alpha\] где \(B\) — модуль вектора магнитной индукции, \(v\) — скорость заряда, \(q\) — заряд, \(\alpha\) — угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы. Второй закон Ньютона: \[F_L=ma_<\text<цс>>\] Распишем центростремительное ускорение, как \(a_<\text<цс>>=\dfrac\) \[Bvq=\frac\] \[Bq=\frac\] Связь угловой и линейной скорости: \[v=\omega R\] \[\omega=\frac\] \[Bq=m\omega\] Отсюда \(\omega\) \[\omega=\frac=\frac<8,36\cdot10^<-6>\text< Тл>\cdot1,602\cdot10^<-19>\text< Кл>><1,672\cdot10^<-27>\text< кг>>=801\text< рад/с>\]

Протон и альфа-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям поля. Во сколько раз период обращения альфа-частицы больше периода обращения протона?

Заряды, движущиеся перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, движутся равномерно по окружности
Сила Лоренца: \[F_L=Bvqsin\alpha\] где \(B\) — модуль вектора магнитной индукции, \(v\) — скорость заряда, \(q\) — заряд, \(\alpha\) — угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы. Второй закон Ньютона: \[F_L=ma_<\text<цс>>\] Распишем центростремительное ускорение, как \(a_<\text<цс>>=\dfrac\) \[Bvq=\frac\] \[Bq=\frac\] Период обращения: \[T=\dfrac=\frac<2\pi R>\] \[\frac=\frac<2\pi>\] Следовательно \[Bq=\frac<2\pi m>\] Отсюда период равен \[T=\frac<2\pi m>\]
Альфа-частица — это ядро гелия, оно состоит из 2 протонов и 2 нейтронов, поэтому заряд альфа-частицы в 2 раза больше заряда протона, а масса в 4 раза больше. Таким образом период обращения альфа-частицы в 2 раза больше периода обращения протона.

Источник



Магнитная индукция. Сила Ампера. Физика 11 класс

Нажмите, чтобы узнать подробности

Коспект урока. Магнитная индукция. Сила Ампера. Физика 11 класс

Просмотр содержимого документа
«Магнитная индукция. Сила Ампера. Физика 11 класс»

Решение задач: «Магнитная индукция. Сила Ампера».

Цель: развить навыки решения задач.

Организационный момент.

Проверка домашнего задания.

Δl=5см=0,05м α=90 0 =sinα=1

В=10мТл=10*10 -3 Тл , т.к. α=90 0 , то sinα=1

Сила тока в горизонтально расположенном проводнике длиной 20 см и массой 4 г равна 10 ампер. Найдите индукцию магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.

Δl=20см=0,2м т.к. сила ампера должна уравновесить силу тяжести,

m=4г значит она должна быть направлена противоположно

I=10A ей и по модулю равна ей, т.е.:

Проводник ab, длина которого l и масса m, подвешен на тонких проволочках. При прохождении по нему тока I он отклонился в однородном магнитном поле так, что нити образовали угол α с вертикалью. Какова индукция магнитного поля?

Читайте также:  Защита от токов наводки

Решение задач.

Прямой проводник ab, длиной l=0,5м и массой m=0,5г, подвешен на двух невесомых оа и ob нитях в однородном магнитном поле, Вектор магнитной индукции В = 24,5 мТл , перпендикулярно проводнику. Какой ток пропустить через проводник, чтобы нить разорвалась, если нить разрывается при нагрузке, равной силе, превышающей Mg= =39,2мН

B= 24,5мТл спроецируем эти силы относительно ось ОУ,

Mg= =39,2мН получим

Проводник с током I=1А, массой m=20 г и длиной l=20см подвешен на двух тонких проволоках и помещен в однородное магнитное поле с вектором В, направленным вертикально. Величина индукции тока В=0,5 Тл. На какой угол от вертикали отклонится проволока, поддерживающая проводник (показать полный вариант чертежа).

Дано: Решение:

B=0,5Тл спроецируем эти силы относительно оси ОУ

, поделим одно уравнение на другое

Жесткая проводящая квадратная рамка лежит на горизонтальной непроводящей поверхности и находится в магнитном поле, линии магнитной индукции которого параллельны двум сторонам рамки. Масса рамки 20г, длина её стороны а=4 см, величина магнитной индукции В=0,5Тл. Какой величины ток следует пропустить по рамке, чтобы одна из сторон начала подниматься?

По правилу левой руки нужно определить направление силы Ампера, действующей на стороны рамки. На стороны АС и ЕД сила Ампера действовать не будет, так как угол между вектором магнитной индукции и током равен нулю ( они параллельны). На сторону АЕ действует сила Ампера, направленная к нам, перпендикулярно плоскости чертежа. Плечо этой силы относительно оси вращения СД равно a. Сила тяжести приложена к центру масс, плечо этой силы равно . Момент создают только эти две силы. Условие вращения рамки: МА Мтяж.

Задания ЕГЭ

Задача №1 (демонстрационный вариант 2014 г. А24)

Прямолинейный проводник подвешен горизонтально на двух нитях в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл. Вектор магнитной индукции горизонтален и перпендикулярен проводнику. Во сколько раз изменится сила натяжения нитей при изменении направления тока на противоположное? Масса единицы длины проводника 0,01 кг/м, сила тока в проводнике 5 А.

1) 1,5 раза 2) 2 раза 3) 2,5 раза 4) 3 раза

В=10 мТл (сделать чертеж)

I=5 А на проводник с током действуют следующие силы:

l=1 м проекции этих сил ось ох будут равны нулю, поэтому будем

T2/T1-? рассматривать проекции этих сил только на ось оу.

Итак, в первом случае

когда мы поменяем направление силы тока, то получим следующее выражение:

Подведение итогов урока.

Домашнее задание.

Рамка площадью s=25 см 2 , содержащая n=100 витков провода, помещена в однородное магнитное поле так что индукция B параллельна плоскости рамки. При величине тока в каждом витке I=1А на рамку со стороны магнитного поля действует момент силы M=5*10 -3 Н*м. Определите величину B вектора индукции магнитного поля.

Прямолинейный проводник с током помещен в однородное магнитное поле с индукцией B=0,2 Тл. Найдите величину силы, действующую на проводник, если его длина l=10 см, величина тока I = 3 А, а направление тока составляет с направлением вектора индукции магнитного поля α = 45 0 .

Горизонтальные рельсы находятся в вертикальном однородном магнитном поле на расстоянии l = 0,3 м друг от друга. На рельсах лежит стержень, перпендикулярный им. Какой должна быть индукция магнитного поля, для того чтобы стержень начал равномерно двигаться вдоль рельсов, если по нему пропускать ток силой I = 50А? Коэффициент трения стержня о рельсы μ = 0,2, масса стержня m = 0,5 кг.

Используемые материалы:

Универсальные поурочные разработки по физике 11 класс. – М.: Вако, 2009. – 464 с. – (В помощь школьному учителю), Волков В.А

Демонстрационный вариант контрольных измерительных материалов единого государственного экзамена 2014 года по физике

Физика. Задачник . 10-11 класс. : пособие для общеобразовательных учреждений/ А.П. Рымкевич. – 10-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2006. – 188, [4] с.: ил. – (Задачники «Дрофы»).

Решение задач по физике_Савченко_1988 -479с

Источник