Фізика 11 клас (Остапенко Т.М.)

Гельфгат, Ненашев. Задачі з фізики №№ 13.27-13.53

13.28.У котушці з 200 витків збуджується постійна ЕРС індукції 160В. На скільки змінився протягом 5 мс магнітний потік через колений з витків?

13.29.Магнітна індукція однорідного магнітного поля змінюється зі швидкістю 20 Тл за секунду. При цьому в котушці з площею поперечного перерізу 6 см² збуджується ЕРС індукції 12 В. Скільки витків у котушці? Вісь котушки паралельна до ліній магнітної індукції.

13.30.Магнітна індукція однорідного магнітного поля змінюється зі швидкістю 20 Тл за секунду. При цьому в котушці з площею попе­речного перерізу 6 см², що містить 1000 витків, збуджується ЕРС індукції 6 В. Який кут утворює вісь котушки з лініями магнітної індукції поля?

13.31.Автомобільна котушка запалювання живиться через пере­ривач від бортової мережі 12 В. Чому при русі автомобіля напруга між контактами переривача може перевищувати 300 В?1

13.32.При зміні сили струму в кожному витку довгої котушки з дроту виникає ЕРС самоіндукції &_л = 0,5 В. Яка напруженість Евихрового електричного поля у витках, якщо радіус витків r= 3 см?

13.33.При розмиканні кола в котушці виникла ЕРС самоіндукції 300 В. Яка напруженість вихрового електричного поля у витках котушки, якщо їхня кількість дорівнює 800, а радіус витків 4 см?

13.34.Мідне дротове кільце розташовано горизонтально в однорід­ному вертикальному магнітному полі. Магнітна індукція поля змі­нюється зі швидкістю 2 Тл/с. Який індукційний струм у кільці, якщо радіус кільця дорівнює 5 см, а радіус дроту 1 мм?

13.35.Літак із розмахом крил 20 м летить горизонтально зі швидкістю 720 км/год уздовж магнітного меридіана. Яка різниця потенціалів між кінцями крил? Вертикальна складова магнітного поля Землі дорівнює 50 мкТл.

13.36. У котушці індуктивністю 20 мГн сила струму дорівнює 0,5 А. На скільки збільшиться енергія магнітного поля, якщо в котушку вставити залізний сердечник, що збільшить її індуктивність у 50 разів? Сила струму в колі не змінюється.

ВИСОКИЙ РІВЕНЬ

13.37.Який заряд qпройде через поперечний переріз замкнутого провідника з опором R= 20 Ом при зміні магнітного потоку від Ф1 = 15 мВб до Ф₂ = 5 мВб?

13.38.Кільце з алюмінієвого дроту розташовано горизонтально в одно­рідному вертикальному магнітному полі, магнітна індукція якого дорівнює 0,5 Тл. Який заряд пройде через поперечний переріз дроту, якщо: а) магнітне поле зникне; б) кільце повернути на 180° навколо горизонтальної осі? Радіус кільця дорівнює 3 см, радіус дроту 1 мм.

13.39.Замкнутий ізольований провід довжиною 4 м розташований по периметру круглої горизонтальної площадки. Який заряд пройде через провід, якщо надати йому форму квадрата? Опір проводу дорівнює 2 Ом, вертикальна складова магнітного поля Землі до­рівнює 50 мкТл.

13.40. У показаному на рисунку колі при замкнутому ключі сила струму в обох лампах однакова. Яка з ламп раніше спалахує при замиканні ключа? Раніше гасне при розмиканні ключа?

13.41.Свинцеве кільце радіусом г розта­шовано горизонтально між полюсами електромагніта, що створює вертика­льне однорідне магнітне поле з магніт­ною індукцією В. Охолоджуючи кіль­це, його переводять у надпровідний стан. Який магнітний потік Ф буде пронизувати площину кільця після вимикання електро­магніта?

13.42.Надпровідна котушка радіусом rскладається з N витків і має індуктивність L. Знайдіть силу струму 7, що виникає в котушці з замкнутими кінцями при вмиканні зовнішнього однорідного магнітного поля, вектор магнітної індукції якого В напрямлений уздовж осі котушки.

13.43. Металеве кільце радіусом І знаходиться в однорідному магнітному полі з вектором магнітної індукції В, перпендикулярним до площини кільця. Дві металеві стрілки опором і? кожна мають контакт між собою і з кільцем (див. рисунок). Одна стрілканерухома, а інша рівномірно обертається з кутовою швидкістю W. Знайдіть силу струму / у стрілках. Опором кільця можна знехтувати.

13.44. Металевий стержень може ковзати без тертя по паралельних горизонтальних рейках, що знаходяться на відстані lодна відодної. Рейки з'єднано перемичкою, опір якої R(див. рисунок). Система знаходиться у вертикальному однорідному магнітному полі з індукцією В. Як буде рухатися стержень, якщо до нього прикласти постійну силу F'? Електричним опором стержня та рейок можна знехтувати. Явище самоіндукції не враховуйте.

13.45. На циліндричний залізний сердечник радіусом г надіто ізольоване металеве кільце того ж самого радіуса. Електричний опір кільця R. У сердечнику створюється однорідне магнітне поле, індукція якого змінюється за законом В = a₀ t. Як змінюється з часом сила струму Iу кільці і різниця потенціалів між діаметрально протилежними точками кільця?

13.46.Котушку, що має індуктивність Lі електричний опір R, підключають до акумулятора. Як виглядає графік залежності силиструму I у котушці від часу? Оцініть характерний час  зростання струму в котушці. ЕРС акумулятора дорівнює E, його внутрішнім опором можна знехтувати.

13.47. Квадрат, виготовлений із проводу довжиною 2 м, рухається в однорідному магнітному полі з індукцією 0,3 Тл (див. рисунок). Яка ЕРС індукції в кожній зі сторін квадрата? Загальна ЕРС індукції в контурі? V = 5 м/с, а = 30°.

13.48.Який заряд пройде через резистор R₂? (див. рисунок) після розмикання ключа? ЕРС джерела £ = 6 В, внутрішній опір r = 0,5 Ом, індуктивність котушки L = 0,2 Гн, опори резисторів R₁ = 2,5 Ом і R₂ = 1 Ом. Опір котушки дуже малий.

13.49.Яка кількість теплоти виділиться в резисторі і?2 після розмикання ключа (див. задачу 13.48)?

13.50.За допомогою електродвигуна постійного струму піднімають вантаж на тросі. Якщо відключити електродвигун від джерела напруги і замкнути його ротор на коротко, вантаж буде опускатися з постійною швидкістю. Поясніть це явище. В яку форму переходить потенціальна енергія вантажу?

13.51.Чому сила струму через електродвигун змінюється при зміні швидкості обертання ротора цього двигуна?

13.52.В якому випадку обмотка електродвигуна сильніше нагрівається струмом, що тече по ній, -- коли двигун обертається вхолосту чи коли виконує роботу? Напругу в мережі вважайте постійною.

13.53. Електродвигун включений у мережу постійного струму з напругою U=120В. Опір обмотки двигуна R =12 Ом. Яку максимальну потужність N_maxможе розвивати цей двигун? При якій силі струму I₀досягається ця потужність? Напругу в мережі вважайте постійною.