Особенность индукции магнитного поля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Индукция магнитного поля в точке, лежащей на биссектрисе прямого угла, образованного проводником с током и отстоящей от вершины угла на расстоянии b = 20 см, равна 2 Тл. Считая, что оба конца проводника находятся очень далеко от вершины угла, определить силу тока, текущего через проводник.

Решение

Для решения задачи воспользуемся принципом суперпозиции полей

Рис.1

Магнитная индукция, создаваемая изогнутым проводником с током равна векторной сумме магнитных индукций, создаваемых каждой частью проводника.

,

Магнитная индукция, создаваемая каждой прямой частью проводника с током равна

.

.

Т.к. а1=а2, то

Суммарный вектор магнитной индукции можно определить как



,

,

Тогда ток, протекающий по проводнику можно определить как

,

Расстояние от точки до проводника равно

,

,

А = 1МА

Ответ: I=1МА

Плоский конденсатор, между пластинами которого создано электрическое поле (E=100 В/м), помещен в магнитное поле так, что силовые линии полей взаимно перпендикулярны. Какова должна быть индукция В магнитного поля, чтобы электрон с начальной энергией T = 4 кэВ, влетевший в пространство между пластинами конденсатора перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, не изменил направления скорости?

Решение

Электрон движется в магнитном поле под действием силы Лоренса

,

При влетании электрона в электростатическое поле конденсатора на него будет действовать сила, равная

,

Для того, чтобы скорость электрона и его направление движения не изменились, эти две силы должны быть уравновешены

,

Из данного выражения можно определить величину магнитной индукции магнитного поля

,

Т.к. электрон движется перпендикулярно линиям магнитной индукции, то

Скорость электрона можно определить через его кинетическую энергию

,

,

,

,

Ответ: В=85,3мТл

В средней части соленоида, содержащего 8 витков/см, помещен круговой виток диаметром 3 см. Плоскость витка расположена под углом 60 к оси соленоида. Определить магнитный поток Ф, пронизывающий виток, если по обмотке течет ток силой 0,5 А.

Решение

Магнитный поток, создаваемый магнитным полем соленоида равен

,

Магнитная индукция соленоида равна

,

Площадь витка, которую пронизывает магнитный поток равна

,

Тогда магнитный поток будет равен

,

Подставляя исходные данные, получим

Вб = 0,178мкВб

Ответ Ф=0,178мкВб

По катушке индуктивностью L = 8 мкГн течет ток силой I = 6 А. При выключении тока его сила изменяется практически до нуля за время t = 5 мс. Определить среднее значение ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре.

Решение

ЭДС самоиндукции, возникшая в соленоиде при изменении величины тока определяется выражением:

,

,

Ответ: Еi=9,6мВ

При помощи реостата силу тока в катушке, индуктивность которой 0,1 мГн, равномерно увеличивают на 0,1 А в секунду. Найти ЭДС самоиндукции, возникающую в катушке.

Решение

ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке при изменении величины тока 0,1А/с равна:

,

,

Ответ: Еi=10мкВ

Обмотка соленоида содержит n = 20 витков на каждый сантиметр длины. При какой силе тока I объемная плотность энергии магнитного поля будет w = 0,1 Дж/м3? Сердечник выполнен из немагнитного материала, и магнитное поле во всем объеме однородно.

Решение

Магнитная индукция в соленоиде равна

,

Объемная плотность заряда в однородном магнитном поле соленоида равна



,

,

,

,

,

Ответ: I=0,2A

7. Две дифракционные решётки имеют одинаковую ширину b = 4 мм, но разные периоды, равные 2 и 4 мкм. Определить и сравнить их наибольшую разрешающую способность R для жёлтой линии натрия ( = 0,589 нм).

Решение

Разрешающая способность дифракционной решетки

,

Количество щелей решетки

,

Максимальный порядок номер максимума определим, полагая, что , тогда для дифракционной решетки получим

,

,

Тогда разрешающая способность дифракционной решетки определиться выражением

,

Для первой дифракционной решетки

,

Для второй дифракционной решетки

,

Вывод: разрешающая способность дифракционной решетки не зависит от периода решетки. магнитный индукция электрон кинетический

При прохождении естественного света через два николя, угол между плоскостями поляризации которых 45, происходит ослабление света. Коэффициенты поглощения света соответственно в поляризаторе и анализаторе равны 0,08 и 0,1. Найти, во сколько раз изменилась интенсивность света после прохождения этой системы.

Решение

Естественный свет, проходя через поляризатор, превращается в плоскополяризованный, и его интенсивность на выходе из поляризатора (с учетом потери интенсивности) равна

,

Согласно закону Малюса, интенсивность света на выходе из анализатора (с учетом потери интенсивности) равна

,

Зависимость интенсивности света на выходе системы от интенсивности света на входе определяется выражением

,

Тогда ослабление интенсивности света при прохождении через данную систему николей равно

,

,

Ответ: интенсивность света уменьшится в 4,83 раза

Определить поглощательную способность ат серого тела, для которого температура, измеренная радиационным пирометром, Tрад = 1,4 кК, тогда как истинная температура Т тела равна 3,2 кК.

Решение

Энергия, излучаемая за 1с единицей поверхности тела, определяется формулой Стефана-Больцмана

,

Вт/м2 К4

Энергия, излучаемая за 1с единицей поверхности пирометра, определяется формулой Стефана-Больцмана

,



Энергия, излученная телом равна энергии, поглащенной пирометром

,

,

,

Ответ а=0,037

На фотоэлемент с катодом из лития падает свет с длиной волны л=200 нм. Найти наименьшее значение задерживающей разности потенциалов Umin, которую нужно приложить к фотоэлементу, чтобы прекратить фототoк.

Решение

Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

,

Отсюда выразим максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов:

,

Наименьшее значение задерживающей разности потенциалов должно быть равно

,

,

Ответ:

Фотон с длиной волны рассеялся на свободном электроне. Длина волны рассеянного фотона . Определить угол рассеяния.

Решение

Согласно эффекту Комптона длина волны после рассеивания равна

.

- длина волны Комптнона

,

,

,

,

Ответ:

Точечный источник монохроматического (л = 1 нм) излучения находится в центре сферической зачерненной колбы радиусом R = 10 см. Определить световое давление р, производимое на внутреннюю поверхность колбы, если мощность источника W = 1 кВт.

Решение

Давление света, падающего нормально на поверхность с отражением равно

,

I - количество энергии, падающей на единицу поверхности за единицу времени



,

Площадь поверхности колбы равна

,

Тогда искомое давление равно

,

,

Ответ:

Размещено на Allbest.ru