Site Loader

Сила Ампера. Сила Лоренца. Примеры решения задач по физике. 10-11 класс

Сила Ампера. Сила Лоренца. Примеры решения задач по физике. 10-11 класс

Задачи по физике — это просто!

Вспомним формулы, которые :

Не забываем, что решать задачи надо всегда в системе СИ!


А теперь к задачам!

Элементарные задачи из курса школьной физики

Задача 1

Определить силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 45o к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.

Задача 2

Проводник с током 5 А находится в магнитном поле с индукцией 10 Тл.
Определить длину проводника, если магнитное поле действует на него с силой 20 Н и перпендикулярно проводнику.



Задача 3

Определить силу тока в проводнике длиной 20 см, расположенному перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,06 Тл, если на него со стороны  магнитного поля действует сила 0,48 Н.

Задача 4

Проводник длиной 20 см с силой тока 50 А находится в однородном магнитном поле с индукцией 40 мТл.
Какую работу совершит источник тока, если проводник переместится на 10 см перпендикулярно вектору магнитной индукции (вектор магнитной индукции перпендикулярен направлению тока в проводнике).

Задача 5

Проводник длиной 0,15 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого В=0,4 Тл. Сила тока в проводнике  8 А. 
Найдите работу, которая  была совершена при перемещении проводника на 0,025 метра по направлению действия силы Ампера.

Задача 6

Определить силу, действующую на заряд 0,005 Кл, движущийся в магнитном поле с индукцией 0,3 Тл со скоростью 200 м/с под углом 45o к вектору магнитной индукции.

Задача 7

Какова скорость заряженного тела, перемещающегося в магнитном поле с индукцией 2 Тл, если на него со стороны магнитного поля действует сила 32 Н. Скорость и магнитное поле взаимно перпендикулярны. Заряд тела равен 0,5 мКл.

Задача 8

Определить центростремительную силу, действующую на протон в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости), если радиус окружности, по которой он движется, равен 5 см.

Задача 9

С каким ускорением движется электрон в однородном магнитном поле (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости) с индукцией 0,05 Тл, если сила Лоренца, действующая на него, равна 5×10-13 Н.

(Так как сила Лоренца является одновременно и центростремительной силой, и электрон движется по окружности, в задаче требуется рассчитать центростремительное ускорение, которое приобретает электрон в результате действия центростремительной силы.)



Сила Ампера и сила Лоренца

Сила Лоренца, сила Ампера.

1Определить силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 45o к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.

2 Определить силу тока в проводнике длиной 20 см, расположенному перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 6 мТл, если на него со стороны  магнитного поля действует сила 0,48 Н

3Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 10 Мм/с в магнитном поле индукцией 0,2 Тл под углом 30о линиям индукции?

4Какова скорость заряженного тела, перемещающегося в магнитном поле с индукцией 2 Тл, если на него со стороны магнитного поля действует сила 32 Н. Скорость направлена под углом 60

о к вектору магнитной индукции. Заряд тела равен 0,5 мКл

5 В магнитном поле с индукцией 5 мТл движется электрон со скоростью 2*104 м/с, направленной под углом 60олиниям индукции магнитного поля. Чему равен модуль силы, действующей на электрон со стороны магнитного поля?

6  Определить силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 30 ок вектору магнитной индукции.  Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.

7 Проводник с током 5 А находится в магнитном поле с индукцией 12 мТл. Определить длину проводника, если магнитное поле действует на него с силой 20 м и перпендикулярно проводнику.

8 Какова скорость заряженного тела, перемещающегося в магнитном поле  с индукцией 2 Тл, если на него со стороны  магнитного поля действует сила 32 Н. Скорость и магнитное поле взаимно перпендикулярны. Заряд тела равен 0,5 мКл.

9 Определить силу тока в проводнике длиной 20 см, расположенному перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,06 Тл, если на него со стороны  магнитного поля действует сила 0,48 Н.

10. В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 20 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 0,5 см.

11Проводник длиной 0,15 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого В=0,4 Тл. Сила тока в проводнике  8 А.  Найдите работу, которая  была совершена при перемещении проводника на 0,025 метра по направлению действия силы Ампера.

12 В направлении, перпендикулярном линиям индукции в магнитное поле влетает электрон со скоростью 10 Мм/с, окружность какого радиуса описал электрон, если индукция поля 10мТл?

13 Определить центростремительную силу, действующую на протон в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости), если радиус окружности, по которой он движется, равен 5 см.

14 С каким ускорением движется электрон в однородном магнитном поле (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости) с индукцией 0,05 Тл, если сила Лоренца, действующая на него, равна 5×10-13 Н.

15 В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см.

16 Пылинка с зарядом 1 мкКл и массой 1 мг влетает в однородное магнитное поле и движется по окружности. Определить период вращения пылинки, если модуль магнитной индукции равен 1 Тл.

17 Протон движется в магнитном поле с индукцией В = 6,3 мТл перпендикулярно линиям индукции. Сколько оборотов сделает протон за время t = 0,01 с?

18 Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найдите скорость протона.

19 В однородное магнитное поле индукцией10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией 4*10 -16.Дж. Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?

20 Электрон движется в магнитном поле с индукцией В = 6,3 мТл перпендикулярно линиям индукции. Сколько оборотов сделает протон за время t = 0,01 с?

Задачи по теме «Сила Ампера. Сила Лоренца». 11 класс

11 кл. Сила Ампера. Сила Лоренца.

№1. Альфа-ча­сти­ца вле­та­ет в од­но­род­ное маг­нит­ное поле со ско­ро­стью . Ука­жи­те пра­виль­ную тра­ек­то­рию альфа-ча­сти­цы в маг­нит­ном поле.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ре­ше­ние.

На любую дви­жу­щу­ю­ся за­ря­жен­ную ча­сти­цу в маг­нит­ном поле дей­ству­ет сила Ло­рен­ца, ве­ли­чи­на ко­то­рой имеет вид: , где   — угол между на­прав­ле­ни­я­ми век­то­ра маг­нит­ной ин­дук­ции  и век­то­ра ско­ро­сти . Из ри­сун­ка в усло­вии видно,что ча­сти­ца вле­та­ет в маг­нит­ное поле вдоль си­ло­вой линии, а зна­чит, , и маг­нит­ное поле на ча­сти­цу дей­ство­вать не будет, ее тра­ек­то­рия будет пред­став­лять собой пря­мую линию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№2. В каком на­прав­ле­нии нужно дви­гать в од­но­род­ном маг­нит­ном поле  то­чеч­ный заряд , для того, чтобы дей­ству­ю­щая на него сила Ло­рен­ца при оди­на­ко­вой по мо­ду­лю ско­ро­сти этого дви­же­ния была мак­си­маль­ной?

 

 

Ре­ше­ние.

Ве­ли­чи­на силы Ло­рен­ца да­ет­ся вы­ра­же­ни­ем  где   —   угол между на­прав­ле­ни­ем поля и век­то­ра ско­ро­сти. Сле­до­ва­тель­но, для того, чтобы сила Ло­рен­ца была мак­си­маль­на, заряд нужно дви­гать пер­пен­ди­ку­ляр­но ли­ни­ям маг­нит­но­го поля.

Пра­виль­ный ответ: 3.

Спрятать решение 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№3. Квад­рат­ная рамка рас­по­ло­же­на в од­но­род­ном маг­нит­ном поле в плос­ко­сти линий маг­нит­ной ин­дук­ции (см. ри­су­нок). На­прав­ле­ние тока в рамке по­ка­за­но стрел­ка­ми. Как на­прав­ле­на сила, дей­ству­ю­щая на сто­ро­ну bc рамки со сто­ро­ны внеш­не­го маг­нит­но­го поля ?

 

№4.Ней­трон вле­та­ет в од­но­род­ное маг­нит­ное поле со ско­ро­стью . Ука­жи­те пра­виль­ную тра­ек­то­рию ней­тро­на в маг­нит­ном поле.

 

 

Ре­ше­ние.

Сила Ло­рен­ца со сто­ро­ны маг­нит­но­го поля дей­ству­ет толь­ко на дви­га­ю­щи­е­ся за­ря­жен­ные ча­сти­цы. Ней­трон  — ней­траль­ная ча­сти­ца, она не несет элек­три­че­ско­го за­ря­да, по­это­му сила Ло­рен­ца на него не дей­ству­ет и не ока­зы­ва­ет ни­ка­ко­го вли­я­ния на его тра­ек­то­рию. Ней­трон про­дол­жит дви­гать­ся рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№5.

По­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ная ча­сти­ца дви­жет­ся в од­но­род­ном маг­нит­ном поле со ско­ро­стью , на­прав­лен­ной пер­пен­ди­ку­ляр­но век­то­ру маг­нит­ной ин­дук­ции  (см. ри­су­нок). Как на­прав­ле­на сила Ло­рен­ца, дей­ству­ю­щая на ча­сти­цу?

 

№6.  Элек­трон  имеет ско­рость , на­прав­лен­ную го­ри­зон­таль­но вдоль пря­мо­го длин­но­го про­вод­ни­ка с током I (см. ри­су­нок). Куда на­прав­ле­на дей­ству­ю­щая на элек­трон сила Ло­рен­ца ?

 

Ре­ше­ние.

Со­глас­но пра­ви­лу пра­вой руки: «Если от­ве­ден­ный в сто­ро­ну боль­шой палец пра­вой руки рас­по­ло­жить по на­прав­ле­нию тока, то на­прав­ле­ние об­хва­та про­во­да че­тырь­мя паль­ца­ми по­ка­жет на­прав­ле­ние линий маг­нит­ной ин­дук­ции». Сле­до­ва­тель­но, век­тор маг­нит­ной ин­дук­ции поля, со­зда­ва­е­мо­го про­вод­ни­ком в точке, где на­хо­дит­ся элек­трон, на­прав­лен пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти ри­сун­ка от нас.

 

На­прав­ле­ние силы Ло­рен­ца опре­де­ля­ет­ся пра­ви­лом левой руки: «Если левую руку рас­по­ло­жить так, чтобы линии ин­дук­ции маг­нит­но­го поля вхо­ди­ли в ла­донь пер­пен­ди­ку­ляр­но ей, а че­ты­ре паль­ца были на­прав­ле­ны по току (по дви­же­нию по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ной ча­сти­цы или про­тив дви­же­ния от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ной), то от­став­лен­ный боль­шой палец по­ка­жет на­прав­ле­ние дей­ству­ю­щей силы Ло­рен­ца». Элек­трон за­ря­жен от­ри­ца­тель­но. Мыс­лен­но про­де­лав для него опи­сан­ные выше дей­ствия, по­лу­ча­ем, что сила Ло­рен­ца на­прав­ле­на вер­ти­каль­но вверх в плос­ко­сти ри­сун­ка ↑.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила Лоренца. Физика. 11 класс

Урок №8

Тема: «Решение задач: сила Лоренца».

Цели: развить навыки решения задач.

Ход урока.

  1. Организационный момент.

  2. Проверка домашнего задания.

Задача №1 Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 10 Мм/с в магнитном поле индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции?

Дано: Решение:

В=0,2Тл

v=10Мм/с

α=90о

q=1,6·10⁻¹⁹ Кл

Fл-?

Ответ: .

Задача №2

В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см.

Дано: Решение:

v=10Мм/с

α=90о

q=1,6·10⁻¹⁹ Кл

R=1см

В-?

Ответ:

Задача №3

Протон в магнитном поле индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найти скорость протона.

Дано: Решение:

В=0,01Тл

R=0,1м ,

α=90о

v-?

Ответ: .

Задача №4

В однородное магнитное поле индукцией В = 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией Wк = 30 кэВ. Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?

Дано: Решение:

В=0,01Тл

Wк = 30 кэВ= ,

=48*10-16Дж

q=1,6·10⁻¹⁹ Кл

α=90о

m=9,1*10-31кг

R-?

Ответ:

  1. Решение задач.

Задача №1

Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью v = 106 м/с. Индукция магнитного поля B = 0,3 Тл. Радиус окружности R = 4 см. Найти заряд q частицы, если известно, что ее энергия W =2*10-15Дж.

Дано: Решение:

v = 106 м/с На частицу, движущуюся в магнитном поле действует сила

B = 0,3 Тл Лоренца

R = 4 см = 0,04 м согласно 2-му закону Ньютона

W =2*10-15Дж

q-?

массу найдем из формулы для кинетической энергии

Ответ:

Задача №2

Пройдя ускоряющую разность потенциалов U=3,52 кВ, электрон вылетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,01 Т. (перпендикулярно линиям магнитной индукции) и движется по окружности радиусом 2 см. Вычислите отношение заряда электрона к ее массе.

Дано: Решение:

U

B

R

Задача №3

Протон влетает в область однородного магнитного поля шириной h, индукция поля равна В. Скорость протона v перпендикулярна В и границе области. Под каким углом к первоначальному направлению движения вылетает протон.

Дано: h, v,B,q,m.

φ-?

Решение: на рисунке показана область поперечного

магнитного поля, высотой h. Вектор В магнитной индукции

перпендикулярен плоскости рисунка и направлен от

нас. Протон влетает в область магнитного поля

в точке А перпендикулярно силовым линиям поля

и далее движется в поле под действием силы Лоренца.

По условию задачи после вылета протона из области

с магнитном полем вектор скорости частицы отклонился от начального направления на угол φ. Так как вектор скорости частицы перпендикулярен радиусу дуги, по которой двигается частица, то угол R = h/sinφ,

для решения задачи нам необходимо определить R

Ответ:.

Задача №4

В область поперечного однородного магнитного поля с индукцией В = 0,1 Тл и размером h = 0,1 м по нормали влетает α-частица. Найти скорость частицы, если после прохождения магнитного поля она отклонится на угол φ = 30о от первоначального направления. Для α-частицы отношение заряда частицы к её массе (удельный заряд) q/m = 0,5·108 Кл/кг.

Дано: Решение:

В = 0.1 Тл см. чертеж предыдущей задачи

h = 0,1 м рассмотрим треугольник ΔОСD, он прямоугольный, в этом

φ = 30о треугольнике гипотенуза ОС = СD/sinφ = R = h/sinφ

q/m = 0,5·108 Кл/кг Если заряженная частица движется по дуге окружности, то.

V — ? формула расчета радиуса окружности имеет вид: R = mV/qB, где m — масса частицы, V- линейная скорость частицы на траектории, q — заряд частицы

Ответ:

Задача №5 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)

Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В. В начальный момент времени электрон находился в точке А и его скорость была перпендикулярна вектору В. Найти перемещение электрона за время t. Массу и заряд электрона считать известными.

Дано: Решение:

B Из рисунка геометрически ясно, что

m , где — угол поворота

q радиус-вектора электрона, его

v угловая скорость. Поскольку

t и , то

s-?

Ответ:

— формула для равнобедренного треугольника, α – угол образованный равными сторонами; или формула для нахождения хорды окружности, α – угол образованный радиусами окружности.

Задача №6 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)

В магнитном поле, индукция которого 2мТл, по винтовой линии радиусом 2см и шагом 5 см движется электрон. Определить его скорость.

Дано: Решение:

В=2мТл т.к. электрон движется по винтовой линии, значит мы можем разбить

R=2см его скорость на две проекции: v1 перпендикулярна B v2 параллельна

h=5см B. Тогда , за то время пока

m,q электрон совершает один виток он смещается на шаг

v-?

Задача №7 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)

В однородном магнитном поле с индукцией В=2Тл движется протон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию радиусом R=10см. кинетическая энергия протона 3,6 МэВ. Определите шаг винтовой линии.

Дано: Решение:

В=2Тл т.к. протон движется по винтовой линии, значит мы можем разбить

R=10см его скорость на две проекции: v1 перпендикулярна B v2 параллельна

Ек=3,6 МэВ B. Тогда , за то время пока

m, q электрон совершает один виток он смещается на шаг

h-?

задача сводится к нахождению . Нам известно, что

Найдем :

Ответ: 0,6м.

Задача №8 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)

Какова кинетическая энергия протона, если его траектория в магнитном поле с индукцией В=2Тл представляет собой винтовую линию радиусом R=10см и с шагом h=60см.

Дано: Решение:

В=2Тл , для вычисления кинетической энергии необходимо найти

R=10см скорость: ,

m, q ;

h=60см

Ек-?

Задача №9 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)

Электрон ускоряется постоянным электрическим полем напряженностью Е. через время t=10-2с он влетает в область, где есть ещё магнитное поле. Во сколько раз нормальное ускорение больше тангенциального ускорения в этот момент времени, если В=10-5Тл и v0=0.

Дано: Решение:

t=10-2с

В=10-5Тл

v0=0 когда частица находилась в электрическом поле

-?

нормальное ускорение сообщает электрону сила Лоренца (магнитное поле)

.

  1. Подведение итогов урока.

  2. Домашнее задание: §6, Рым.(№ 851, 852), упр.1 (з.4).

Используемые материалы:

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

  • Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 19-е изд. — М.: Просвещение, 2010. — 399 с.

  • 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»).

  • 3800 задач для школьников и поступающих в вузы. Физика. Турчина Н.В., Рудакова Л.И., Суров О.И. и др.

  • http://egefizika5.com/egef13.htm

Сила Ампера

Самые простые задачи на определение силы, индукции поля, длины проводника или угла, под которым этот проводник расположен. Направление силы определяем по правилу ЛЕВОЙ руки: если расположить руку так, чтобы магнитные линии втыкались в ладонь, а четыре пальца направить по току, то отведенный большой палец укажет направление действия силы.

Задача 1. Прямолинейный проводник длиной l= 2 м находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,25 Тл. Сила тока в проводнике I= 0,5 А. Проводник перпендикулярен магнитной индукции (рис.). Найти модуль и направление силы, действующей на проводник.

Сила Ампера

К задаче 1

Со стороны поля на проводник с током действует сила Ампера:

    \[F_A=BlI\sin\alpha\]

У нас проводник перпендикулярен линиям индукции, поэтому \sin\alpha=1

    \[F_A= BlI=0,25\cdot2\cdot0,5=0,25\]

Определяем направление. Левую руку расположим так, чтобы линии индукции втыкались в ладонь, то есть ладошкой вниз. Четыре вытянутых пальца направим вдоль тока – то есть влево. Тогда большой палец укажет направление действия силы – за плоскость рисунка, от нас.

Ответ: F_A=0,25 Н, от нас за плоскость рисунка.

Задача 2. Прямолинейный проводник длиной l = 5 м находится в однородном магнитном поле (рис.). На проводник со стороны поля действует сила F= 2 Н. Сила тока в проводнике I= 1 А. Найти модуль и направление индукции магнитного поля, если она перпендикулярна проводнику.

Сила Ампера

К задаче 2

Со стороны поля на проводник с током действует сила Ампера:

    \[F_A=BLI\sin\alpha\]

У нас проводник перпендикулярен линиям индукции, поэтому \sin\alpha=1

    \[B=\frac{F_A}{lI}=\frac{2}{5\cdot1}=0,4\]

Для определения направления левую руку расположим пальцами вниз – они указывают направление тока, большим пальцем вправо – он указывает направление действия силы. Тогда ладонь окажется развернутой к нам – в раскрытую ладонь должны втыкаться линии магнитной индукции, следовательно, они направлены от нас за плоскость чертежа.

Ответ: B=0,4 Тл, от нас за плоскость чертежа.
Задача 3. На прямой проводник длиной l= 0,5 м, расположенный под углом \alpha= 30^{\circ} к силовым линиям поля с индукцией B= 2\cdot 10^{-2} Тл, действует сила F = 0,15 Н. Найти силу тока в проводнике.

Со стороны поля на проводник с током действует сила Ампера:

    \[F_A=BlI\sin\alpha\]

    \[I=\frac{F_A}{lB\sin\alpha}=\frac{0,15}{0,5\cdot2\cdot 10^{-2}\cdot0,5}=30\]

Ответ: 30 А.


Задача 4. Прямой провод длиной l= 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,01 Тл. Сила тока в проводнике I = 20 А. Найти угол \alpha  между направлением магнитной индукции и направлением тока, если на провод действует сила F= 10^{-2} Н.

Со стороны поля на проводник с током действует сила Ампера:

    \[F_A=BlI\sin\alpha\]

    \[\sin\alpha =\frac{F_A}{BLI}=\frac{0,01}{0,01\cdot0,1\cdot 20}=0,5\]

Синус, равный 0,5, имеет угол в 30^{\circ}.
Ответ: 30^{\circ}.

 

Задача 5. Проводник находится в равновесии в горизонтальном магнитном поле с индукцией B = 48 мТл. Сила тока в проводнике I = 23 А. Угол между направлением тока и вектором магнитной индукции  \alpha = 60^{\circ}. Определить длину проводника, если его масса m= 0,0237  кг.

Так как поле горизонтально, а проводник в нем «висит», то очевидно, что сила Ампера уравновесила силу тяжести:

    \[mg=F_A\]

    \[mg= BlI\sin\alpha\]

Откуда

    \[l=\frac{ mg }{ BI\sin\alpha }=\frac{0,0237\cdot10}{48\cdot10^{-3}\cdot23\cdot\frac{\sqrt{3}}{2}}=0,258\]

Ответ: 25,8 см.

Задача 6. Проводник длиной l = 1 м расположен перпендикулярно силовым линиям горизонтального магнитного поля с индукцией B = 8 мТл. Какой должна быть сила тока в проводнике, чтобы он находился в равновесии в магнитном поле? Масса проводника m= 8\cdot 10^{-3} кг.

Аналогично предыдущей задаче,

    \[mg=F_A\]

    \[mg= BlI\sin\alpha\]

Откуда

    \[I=\frac{ mg }{ Bl\sin\alpha }=\frac{8\cdot10^{-2}}{8\cdot10^{-3}\cdot1\cdot1}=10\]

Ответ: 10 А.

Сила Ампера и сила Лоренца. Решение задач. 11 класс.

Просмотр содержимого документа
«Сила Ампера и сила Лоренца. Решение задач. 11 класс.»

Сила Ампера. Сила Лоренца. Решение задач 11 класс

Сила Ампера. Сила Лоренца.

Решение задач 11 класс

Задача 1. Определить силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 45o к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.

Задача 1. Определить силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 45o к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.

Задача 2. Проводник с током 5 А находится в магнитном поле с индукцией 10 Тл. Определить длину проводника, если магнитное поле действует на него с силой 20 Н и перпендикулярно линиям магнитной индукции

Задача 2. Проводник с током 5 А находится в магнитном поле с индукцией 10 Тл. Определить длину проводника, если магнитное поле действует на него с силой 20 Н и перпендикулярно линиям магнитной индукции

Задача 3. Определить силу тока в проводнике длиной 20 см, расположенному перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,06 Тл, если на него со стороны  магнитного поля действует сила 0,48 Н.

Задача 3. Определить силу тока в проводнике длиной 20 см, расположенному перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,06 Тл, если на него со стороны  магнитного поля действует сила 0,48 Н.

Задача 4. Проводник длиной 20 см с силой тока 50 А находится в однородном магнитном поле с индукцией 40 мТл. Какую работу совершит источник тока, если проводник переместится на 10 см перпендикулярно вектору магнитной индукции (вектор магнитной индукции перпендикулярен направлению тока в проводнике).

Задача 4. Проводник длиной 20 см с силой тока 50 А находится в однородном магнитном поле с индукцией 40 мТл. Какую работу совершит источник тока, если проводник переместится на 10 см перпендикулярно вектору магнитной индукции (вектор магнитной индукции перпендикулярен направлению тока в проводнике).

Задача 5. Проводник длиной 0,15 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого В=0,4 Тл. Сила тока в проводнике  8 А.  Найдите работу, которая  была совершена при перемещении проводника на 0,025 метра по направлению действия силы Ампера.

Задача 5. Проводник длиной 0,15 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого В=0,4 Тл. Сила тока в проводнике  8 А.  Найдите работу, которая  была совершена при перемещении проводника на 0,025 метра по направлению действия силы Ампера.

Задача 6. Определить силу, действующую на заряд 0,005 Кл, движущийся в магнитном поле с индукцией 0,3 Тл со скоростью 200 м/с под углом 45o к вектору магнитной индукции.

Задача 6. Определить силу, действующую на заряд 0,005 Кл, движущийся в магнитном поле с индукцией 0,3 Тл со скоростью 200 м/с под углом 45o к вектору магнитной индукции.

Задача 7. Какова скорость заряженного тела, перемещающегося в магнитном поле с индукцией 2 Тл, если на него со стороны магнитного поля действует сила 32 Н. Скорость и магнитное поле взаимно перпендикулярны. Заряд тела равен 0,5 мКл.

Задача 7. Какова скорость заряженного тела, перемещающегося в магнитном поле с индукцией 2 Тл, если на него со стороны магнитного поля действует сила 32 Н. Скорость и магнитное поле взаимно перпендикулярны. Заряд тела равен 0,5 мКл.

Задача 8. Определить центростремительную силу, действующую на протон в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости), если радиус окружности, по которой он движется, равен 5 см.

Задача 8. Определить центростремительную силу, действующую на протон в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости), если радиус окружности, по которой он движется, равен 5 см.

Задача 9. С каким ускорением движется электрон в однородном магнитном поле (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости) с индукцией 0,05 Тл, если сила Лоренца, действующая на него, равна 5x10-13.

Задача 9. С каким ускорением движется электрон в однородном магнитном поле (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости) с индукцией 0,05 Тл, если сила Лоренца, действующая на него, равна 5×10-13.

Задачи по теме «Сила Ампера. Сила Лоренца»

Магнитное поле.

Fа–сила Ампера (Н)

I— сила тока (А)

B— индукция магнитного поля ( Тл)

lдлина проводника (м)

ά— угол между проводником и вектором В

hello_html_2f292bbc.gif

Fл–сила Лоренца (Н)

q— заряд частицы (Кл)

B— индукция магнитного поля ( Тл)

vскорость частицы (м/с)

ά— угол между направлением движения частицы и вектором В

Направление

Правило левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены по току, то отогнутый на 90обольшой палец укажет направление силы Ампера.

hello_html_5285c63d.gif

Правило левой руки: если руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены по направлению движения положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90обольшой палец укажет направление силы Лоренца.

hello_html_m41edfe18.gif

1. С какой силой действует однородное магнитное поле с индукцией 2,5 Тл. На проводник длиной 50 см, расположенным под углом 30 °к вектору индукции, при силе тока в проводнике 0,5 А?

2. Прямолинейный проводник длиной 0,2 м., по которому течет ток 2 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,6 Тл и расположен параллельно вектору В. Каков модуль силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля?

3. Максимальная сила, действующая в однородном поле на проводник с током длиной 10 см равна, 0,02 Н. Сила тока равна 8 А. Чему равен модуль вектора магнитной индукции?

4. Определить силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 45 градусов  к вектору магнитной индукции.  Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.

5. Проводник с током 5 А находится в магнитном поле с индукцией 10 Тл.
Определить длину проводника, если магнитное поле действует на него с силой 20Н и перпендикулярно проводнику.

6. Определить силу тока в проводнике длиной 20 см, расположенному перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,06 Тл, если на него со стороны  магнитного поля действует сила 0,48 Н.

7. Определить силу, действующую на заряд 0,005 Кл, движущийся в магнитном поле с индукцией 0,3 Тл со скоростью 200 м/с под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции.

8. Какова скорость заряженного тела, перемещающегося в магнитном поле  с индукцией 2 Тл, если на него со стороны  магнитного поля действует сила32 Н. Скорость и магнитное поле взаимно перпендикулярны. Заряд тела равен 0,5 мКл.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *