Электромагнетизм Магнитное поле (Лаб).
Цель: решение задач по электромагнетизму.
Студент должен знать и уметь: основные понятия относительно магнитного поля, закон Ампера, закон Био-Савара-Лапласа, сила Ампера и сила Лоренца, уметь решать задачи по рассматриваемой темы.
Задача № 1.
Проволока из меди расположен поперек магнитного поля с индукцией 1 ∙ 10-3 Тл. Какой должна быть плотность тока в проводнике для того, чтобы он мог без опоры висеть в воздухе? Плотность меди 8930 кг/м3.
Решения. Очевидно, что уравновешивания силы тяжести mg для проволоки связано с действием на него силы ампера 
со стороны магнитного поля, а не с силой Архимеда со стороны воздуха. Поэтому необходимую плотность тока для зависания проводника в воздухе определяем из равенства указанных сил:
.
Ответ: это возможно, когда плотность тока в проводнике 88 А/мм2 .
Задача № 2.
В некотором объеме существуют скрещенные однородные электрическое поле с напряженностью E = 17 кВ / м и магнитное поле с индукцией В = 0,01 Тл. Определенный ион ускорили напряжением Uo = 15 кВ и во время его движения в скрещенных полях оказалось, что его траектория строго прямолинейна. Что это за ион?
Решения. Из условия задачи следует, что для иона в скрещенных полях уравновешиваются две силы:
F = qE со стороны электрического поля, не зависит от скорости иона, и сила 
стороны магнитного поля, зависит от скорости иона. Последнюю найдем из равенства 
. Приравнивая силы и учитывая значение скорости, вычисляем q / m для иона:
С помощью таблиц определяем, что значение 
соответствует иона водорода — протона.
Ответ: 
= 1 ∙ 108 Кл / кг, что соответствует протона.
Задача № 3
Ускоренный напряжением 15 кВ протон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,01 Тл перпендикулярно силовым линиям поля. Вычислите время пребывания протона в магнитном поле.
Решения. Нетрудно убедиться, что протон опишет в поле полукруг и вылетит наружу. Он будет в поле половину периода вращения. Для нахождения последнего используем закон Ньютона для движения протона под действием силы Лоренца:
.
Радиус поворота можно найти по этому же уравнения:
.
Учитывая, что время пребывания протона в поле равна половине периода, определим
= 3, 14 мкс.
Ответ: протон находиться в магнитном поле в течение 3,14 мкс независимо от того, каким напряжением он был ускорен.
Задача № 4
В однородном магнитном поле, индукция которого В = 0,6 Тл, движется равномерно проводник длиной 
= 20 см. Проводником проходит ток силой 
= 4 А. Скорость движения проводника 
= 0,2 м / с направлена перпендикулярно индукции магнитного поля. Определить перемещения проводника за 
= 10 с движения и мощность, необходимую для осуществления этого движения.
Решения. На проводник с током в магнитном поле действует сила 
. По условию задачи 
. Работа по перемещению проводника 
, где s — путь, пройденный проводником. Учитывая, что 
, где V — скорость движения проводника, получим 
.
Подстановка числовых данных дает результат
Р = 0,096 Вт.
Ответ: 
Р = 0,096 Вт.
Задача № 5
Ток течет в рамке, содержащей N витков, создает магнитное поле. В центре рамки индукция поля 0,126 Тл. Найти магнитный момент рамки, если ее радиус 10 см.
Решения. Магнитный момент рамки с током: 
(1), где 
— Сила тока, S — площадь витка (
) (2), N — число витков в рамке.
Индукция магнитного поля в центре кругового тока (многовитковом)
(3), откуда 
(4). Подставим (2) и (4) в (1), получим:
.
. Подставим числовые данные и получим: 
Ответ: 
.
- Методы контроля
- Потери в химии
- Производители технической соли
- Строение свойства получения эмульсий
- Технохимического контроля пищевых производств
- Технохимического контроля пищевых производств
Реферати :
- теория машин и механизмов лабораторная
- определение массовой доли сухих веществ в сгущенных молочных продуктах
- бытовые помещения в цехе мясопереработки
- типы взаимодействия между микро- и макроорганизмами.
- теория машин и механизмов
- отжимные вальцы ФОК-К-03
- пельменные автоматы суб-2-67
- пельменные автоматы суб-2-67
- технологическая схема производства пастилы