Практикум по решению задач по теме 'Сила Ампера. Сила Лоренца'

Практикум по решению задач

«Сила Лоренца. Сила Ампера»

Часть 1

Задание 1.

Прямолинейный проводник длиной 0,2 м находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом к вектору индукции. Чему равен модуль силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля при силе тока в нем 2 А?

Задание 2. Прямолинейный проводник длиной L с током I помещен в однородное магнитное поле так, что направление вектора магнитной индукции B перпендикулярно проводнику. Если силу тока уменьшить в 2 раза, а индукцию магнитного поля увеличить в 4 раза, то действующая на проводник сила Ампера.

1) увеличится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза

3) не изменится 4) уменьшится в 2 раза

Задание 3. Протон p, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет скорость , перпендикулярно вектору индукции B магнитного поля, направленному вертикально. Куда направлена действующая на протон сила Лоренца F?

1) от наблюдателя 2) к наблюдателю

3) горизонтально вправо 4) вертикально вниз

Задание 4. Прямолинейный проводник длиной L с током I помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции B. Как изменится сила Ампера, действующая на проводник, если его длину увеличить в 2 раза, а силу тока в проводнике уменьшить в 4 раза?

1) не изменится 2) уменьшится в 4 раза

3) увеличится в 2 раза 4) уменьшится в 2 раза

Задание 5. Электрическая цепь, состоящая из четырех прямолинейных горизонтальных проводников (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле. Вектор магнитной индукции В направлен горизонтально вправо (см. рисунок, вид сверху). Куда направлена вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 1-2?

1) горизонтально влево 2) горизонтально вправо

3) перпендикулярно плоскости рисунка вниз

4) перпендикулярно плоскости рисунка вверх

Задание 6. Протон влетает по горизонтали со скоростью у в вертикальное магнитное поле индукцией В между полюсами электромагнита (см. рисунок). Куда направлена действующая на протон сила Лоренца Р.

1) вертикально вниз 2) вертикально вверх

3) горизонтально к нам 4) горизонтально от нас

Задание 7. Как направлена сила Ампера, действующая на проводник № 1 (см. рисунок), если все три проводника тонкие, лежат в одной плоскости, параллельны друг другу и расстояния между соседними проводниками одинаково? (I - сила тока.)

1) к нам 2) от нас 3) вверх 4) вниз

Задание 8. На рисунке изображены направления движения трех электронов в однородном магнитном поле. На какой из электронов не действует сила со стороны магнитного поля?

1) 1 2) 2 3) 3 4) 1 и 2

Задание 9. Альфа-частица влетает в однородное магнитное поле со скоростью . Укажите правильную траекторию альфа-частицы в магнитном поле. Силой тяжести пренебречь.

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

Задание 10. К прямолинейному вертикальному участку провода, по которому протекает постоянный ток I, медленно поднесли справа постоянный магнит, как показано на рисунке. Куда направлена магнитная сила, действующая на провод?

1) вправо → 2) влево ← 3) «на нас» 4) «от нас»

Задание 11. Электрон e, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет горизонтальную скорость , которая перпендикулярна вектору индукции магнитного поля, направленному горизонтально (см. рисунок). Как направлена действующая на электрон сила Лоренца

1) вертикально вниз ↓ 2) вертикально вверх ↑

3) горизонтально влево ← 4) горизонтально вправо →

Задание 12. Электрическая цепь, состоящая из четырёх прямолинейных горизонтальных проводников (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого В направлен вертикально вниз (см. рисунок, вид сверху). Куда направлена сила Ампера, действующая на проводник 1-2?

1) вертикально вверх 2) вертикально вниз ⊗

3) горизонтально вправо → 4) Горизонтально влево ←

Задание 13. Отрицательный точечный заряд движется со скоростью в однородном магнитном поле с индукцией так, как показано на рисунке. На каком из следующих рисунков правильно показано направление силы Лоренца , действующей на заряд со стороны магнитного поля?

Часть 2

Задание 1.

По прямому горизонтальному проводнику длиной 1 м с площадью поперечного сечения , подвешенному с помощью двух одинаковых невесомых пружинок жесткостью 100 Н/м, течет ток (см. рисунок).Какой угол а составляют оси пружинок с вертикалью после включения вертикального магнитного поля с индукцией , если абсолютное удлинение каждой из пружинок при этом составляет ? (Плотность материала проводника .)

Задание 2. В однородном магнитном поле, индукция которого , протон движется перпендикулярно вектору магнитной индукции В по окружности радиусом 5 м. Определите скорость протона.

Задание 3. В однородном магнитном поле с индукцией протон движется перпендикулярно вектору индукции со скоростью . Определите радиус траектории протона.

Задача 4.

Альфа-частица прошла ускоряющую разность потенциалов U=300 В и, попав в однородное магнитное поле, стала двигаться по винтовой линии радиусом R=1 см и шагом h=4 см. Определить магнитную индукцию В поля.

Задача 5.

В однородном магнитном поле с индукцией В=100 мкТл движется электрон по винтовой линии. Определить скорость v электрона, если шаг h винтовой линии равен 20 см, а радиус R=5 см.

Задача 6.

Винтовая линия, по которой движется электрон в однородном магнитном поле c индукцией B = 9 мTл, имеет радиус R = 1 cм и шаг h = 7,8 cм. Найти скорость v электрона и период T его вращения.

Задача 7.

Ион, несущий один элементарный заряд, движется в однородном магнитном поле с индукцией B=0,015 Тл по окружности радиусом R=0 см. Определить импульс иона.

Задача 8.

Электрон движется в магнитном поле с индукцией B =0,02 Тл по окружности радиусом R=1 см. Определить кинетическую энергию W_k электрона (в джоулях и электрон-вольтах).

Задача 9.

Заряженная частица влетела перпендикулярно линиям индукции в однородное магнитное поле, созданное в среде. В результате взаимодействия с веществом частица, находясь в поле, потеряла половину своей первоначальной энергии. Во сколько раз будут отличаться радиусы кривизны R траектории начала и конца пути?

Задача 10.

Заряженная частица, обладающая скоростью v=2·10⁶ м/с, влетела в однородное магнитное поле с индукцией B=0,52 Тл. Найти отношение Q/m заряда частицы к ее массе, если частица в поле описала дугу окружности радиусом R=4 см. По этому отношению определить, какая это частица.