Задания для подготовки к ЕГЭ Магнитное поле
Свободно перемещающийся по рамке проводник длиной 20 см с током через изолятор прикреплён к пружине (см. рисунок). По проводнику течёт ток силой 4 А. При включении однородного магнитного поля индукцией 1 Тл, вектор индукции которого перпендикулярен плоскости рамки, пружина растянулась на 5 см. Определите жёсткость пружины.
В однородном магнитном поле по вертикальным направляющим без трения скользит вверх с ускорением \(4~м/c^2\) прямой горизонтальный проводник массой \(40~г\), по которому течёт ток \(2~A\). Вектор магнитной индукции направлен горизонтально перпендикулярно проводнику (см. рисунок). Чему равна длина проводника, если известно, что модуль вектора магнитной индукции поля равен \(0,4~Тл.\)?
Положительно заряженная частица массой \(m = 1,6 \cdot 10^{-25}~кг\) и зарядом \(q = 8 \cdot 10^{-19}\) движется по окружности перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля. Модуль магнитной индукции \(B = 0,5 ~Тл.\) Найдите угловую скорость обращения частицы. Релятивистскими эффектами пренебречь.
Две частицы с отношением зарядов \(\frac{q_2}{q_1} = \frac{1}{8}\) движутся в однородных магнитных полях, перпендикулярных их скоростям: первая – в поле с индукцией \(\vec{B}_1\) вторая – в поле с индукцией \(\vec{B}_2\). Найдите отношение радиусов траекторий частиц \(\frac{R_2}{R_1}\), если их импульсы одинаковы, а отношение модулей индукции \(\frac{B_2}{B_1} = 2.\)
Тонкий алюминиевый брусок прямоугольного сечения, имеющий длину \(L = 0,4~м\), соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости из диэлектрика в вертикальном однородном магнитном поле индукцией \(B = 0,5 ~Тл.\) (см. рис). Плоскость наклонена к горизонту под углом \(\alpha = 60 ^\circ.\) Продольная ось бруска при движении сохраняет горизонтальное направление. Когда брусок проходит по наклонной плоскости некоторой расстояние, на его концах возникает ЭДС индукции, по модулю равная \(\epsilon = 0,2~В.\) Определите высоту \(h\), на которой находился брусок в начальный момент времени.
Прямой проводник длиной 20 см, по которому течёт ток силой 15 А, находится в однородном магнитном поле индукцией 40 мТл. Какую работу совершает сила Ампера при перемещении проводника на 50 см в направлении своего действия, если проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции?
Две заряженные частицы движутся в однородных магнитных полях, перпендикулярных их скоростям: первая – в поле с индукцией \(\vec{B}_1\) по окружности радиуса \(R_1,\) вторая – в поле с индукцией \(\vec{B}_2,\) по окружности радиуса \(R_2,\) при этом \(\frac{R_2}{R_1} = 2.\) Определите отношением зарядов частиц \(\frac{q_2}{q_1},\) если их импульсы одинаковы, а отношение модулей индукции \(\frac{B_2}{B_1} = 2.\)
Заряженная частица массой \(m = 1,6 \cdot 10^{-25}~кг\) и зарядом \(q\) движется по окружности радиуса \(R = 0,4 ~м\) перпендикулярно линиям магнитной индукции однородного магнитного поля с индукцией \(B = 0,5~Тл.\) Кинетическая энергия частицы \(W = 8 \cdot 10^{-14}~Дж.\) Найдите заряд данной частицы, считая его положительным. Силой тяжести пренебречь.
Протон движется по окружности в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца. Как изменятся по сравнению с протоном центростремительное ускорение и частота обращения \(\alpha\)-частицы, если она будет двигаться в этом же поле по окружности с той же скоростью?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Протон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение протона и радиус окружности, по которой он движется, если уменьшить его скорость?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
\(\alpha\)-частица движется по окружности в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца. После замены магнита по таким же траекториям стали двигаться протоны, обладающие той же скоростью. Как изменились индукция магнитного поля и модуль силы Лоренца?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Частица массой \(m\), несущая заряд \(q\), движется в однородном магнитном поле с индукцией \(B\) по окружности радиусом \(R\) со скоростью \(v\). Как изменится радиус траектории и кинетическая энергия частицы при уменьшении скорости ее движения? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.
Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо.
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Сопротивление реостата увеличивается.
2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены влево.
3) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.
4) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличиваются.
5) Сила тока, протекающего по проводнику АБ, увеличивается.
Катушку подключили к источнику электрического тока (рис. 1). На рисунке 2 представлен график зависимости силы тока, протекающего в катушке, от времени.
Используя данные рисунков, из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.
1) В интервале времени от 10 до 15 с через катушку прошёл заряд 0,1 Кл.
2) В интервале времени от 0 до 20 с в пространстве вокруг катушки существовало магнитное поле.
3) В момент времени 5 с электрический ток в катушке поменял направление на противоположное.
4) В интервале времени от 0 до 5 с ползунок реостата перемещали вправо.
5) В интервале времени от 10 до 15 с вокруг катушки существовало однородное магнитное поле.
Найдите ускорение протона, который движется со скоростью 2 м/с в магнитном поле с индукцией 3 мТл перпендикулярно линиям поля. Отношение заряда протона к его массе \(10^8~Кл/кг.\) Ответ дайте в \(км/с^2.\)