в однородном магнитном поле движется с постоянной скоростью прямой проводник так что вектор скорости

возникающей в проводнике

электрического поля внутри

ЭДС индукции для проводника движущемся в магнитном поле, перпендикулярном проводнику, рассчитывается по формуле: Следовательно, при увеличении угла между скоростью и направлением магнитного поля увеличится и ЭДС индукции в проводнике.

Модуль напряжённости электрического поля внутри проводника прямо пропорционален ЭДС индукции, следовательно, модуль напряжённости электрического поля также возрастёт.

В системе отсчета проводника (где он неподвижен) возникает постоянное электрическое поле. Если проводник находится в постоянном электрическом поле, то величина напряженности электрического поля внутри него равна нулю.

Можно рассуждать по другому. Если внутри проводника есть напряженность электрического поля, то на носители заряда в проводнике (например, электроны) действует сила. Под действием этой силы носители заряда двигаются и в проводнике существует электрический ток. Таким образом, само утверждение, что внутри проводника существует отличная от нуля напряжённости элек­три­че­ско­го поля эквивалентно утверждению, что в проводнике поддерживается постоянный ток.

На заряды в рассматриваемом проводнике действуют две уравновешивающие друг друга силы: сила со стороны электрического поля, созданного перераспределёнными зарядами (во время переходного процесса в начале движения), и сила Лоренца со стороны магнитного поля. Не будь электрического поля магнитное поле вызвало бы электрический ток. Во время переходного процесса этот электрический ток и приводит к перераспределению зарядов в проводнике.

При от­лич­ной от нуля на­пряжённо­сти элек­три­че­ско­го поля в про­вод­ни­ке возникает ток, если нет сторонних сил, которые этот ток могут увеличить или уменьшить, в том числе и полностью скомпенсировать воздействие электрического поля.

Источник

В однородном магнитном поле движется с постоянной скоростью прямой проводник так что вектор скорости

В схеме, изображённой на рисунке, ЭДС источника E = 10 В, е го в нутреннее сопротивление r = 1 Ом, сопротивление резистора R₁ = 16 Ом, сопротивление катушки индуктивности L равно R₂ = 3 Ом. Вначале ключ К замыкают в положение 1, а через длительное время переключают в положение 2. После этого в замкнутой части цепи справа от ключа выделяется количество теплоты Q = 0,5 Дж. Какой поток Ф вектора магнитной индукции существовал в катушке индуктивности перед переключением ключа в положение 2?

1. После замыкания ключа в положение 1 со временем, согласно закону Ома для замкнутой цепи, в ней установится ток силой А.

2. При этом магнитное поле в катушке индуктивности будет обладать энергией которая после переключения ключа в положение 2 выделится в резисторах R₁ и R₂ в виде теплоты Q = W. Отсюда следует, что индуктивность катушки Гн.

3. Магнитный поток через катушку индуктивности равен по определению

Аналоги к заданию № 10240: 10304 Все

По проволочной рамке течёт постоянный электрический ток силой 4 А, который создаёт вокруг рамки магнитное поле. Поток вектора магнитной индукции этого поля через контур, ограниченный данной рамкой, равен 0,016 Вб. Чему равна индуктивность этой рамки? Ответ дайте в миллигенри.

Магнитный поток равен Тогда

Аналоги к заданию № 19732: 19764 Все

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 от нас (см. рисунок, вид сверху). Куда направлена (вправо, влево, к наблюдателю, от наблюдателя сила Ампера, действующая на проводник 1—2? Ответ запишите словом (словами).

Для того, чтобы определить направление силы Ампера нужно воспользоваться правилом левой руки. Нужно расположить раскрытую ладонь так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление тока, тогда отставленный большой палец укажет направление силы Ампера. Ток в цепи направлен от положительного полюса к отрицательному, поэтому ток на участке 1—2 направлен сверху вниз. Следовательно, сила Ампера направлена горизонтально вправо.

Квадратная рамка расположена в однородном магнитном поле в плоскости линий магнитной индукции так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на сторону cd рамки со стороны магнитного поля? Ответ запишите словом (словами).

Сила Ампера, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, определяется выражением где — угол между направлениями тока и вектора магнитной индукции. Мнемоническое правило левой руки: если левую руку расположить так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а вытянутые четыре пальца были направлены вдоль тока, то отведённый на 90° большой палец укажет направление действия силы Ампера. Таким образом, сила Ампера, действующая на участок cd будет направлена от наблюдателя.

Ответ: от наблюдателя.

На рисунках изображены рамки, находящиеся в однородном магнитном поле с магнитной индукцией Для каждой рамки показан вектор нормали к ее плоскости. На каком из приведенных рисунков магнитный поток, пронизывающий рамку, отрицателен?

Магнитный поток через рамку определяется как произведение модуля вектора магнитной индукции, пронизывающего ее, площади рамки и косинуса угла между направлением поля и направлением нормали к рамке: Таким образом, для того, чтобы магнитный поток был отрицательным, необходимо, чтобы угол между направлением поля и направлением нормали был тупым. Этому условию удовлетворяет только рамка, изображенная на рисунке 4.

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 ?

1) перпендикулярно плоскости чертежа, от нас

2) вдоль направления линий магнитной индукции

4) перпендикулярно плоскости чертежа, к нам

Сила Ампера, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, определяется выражением где — угол между направлениями тока и вектора магнитной индукции. Из рисунка видно, что сторона рамки параллельна линиям магнитного поля, следовательно, а значит, сила Ампера на эту сторону рамки равна нулю.

Правильный ответ указан под номером 3.

На горизонтальном столе лежит прямой проводник массой m = 40 г и длиной l = 60 см. В области столка создано однородное вертикальное магнитное поле. На рисунке показано сечение проводника, направление тока и вектор магнитной индукции. Если через проводник пропускать достаточно большой ток, то проводник скользит по столу, двигаясь поступательно. Какова индукция магнитного поля, если при силе тока I = 10 А проводник движется равномерно.? Коэффициент трения между проводников и поверхностью стола равен 0,3. Сделайте рисунок с указанием сил.

Изобразим силы, действующие на проводник с током (см. рис.).

Направление силы Ампера определили по правилу левой руки. Так как движение проводника равномерное, то по второму закону Ньютона

В проекциях на координатные оси:

Учитывая, что сила трения сила Ампера при этом получаем:

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

Из уравнения, связывающего на основе второго закона Ньютона силу Лоренца, действующую на протон, с модулем центростремительного ускорения: находим, что откуда:

В условии задействован протон, а решается по электрону.. Ошибка в решении или в условии? И как будет вести себя протон?

С чего Вы взяли, что это электрон? Буква здесь обозначает только величину заряда, а у протона и электрона она одинаковая.

Протон и электрон заряжены разноименно, а значит, в магнитном поле они будут закручиваться в разные стороны. Кроме того, у них разные массы, а значит, скорости будут получаться тоже разные.

Прямолинейный проводник подвешен горизонтально на двух нитях в однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл. Вектор магнитной индукции горизонтален и перпендикулярен проводнику. Какой ток следует пропустить по проводнику, чтобы сила натяжения нитей увеличилась вдвое? Масса единицы длины проводника 0,04 кг/м. Ответ приведите в амперах.

Пока через проводник не течет ток, на него действует только сила тяжести и сила натяжения нитей: После включения тока, помимо силы тяжести на проводник начинает еще действовать сила Ампера. Ток нужно направлять таким образом, чтобы сила Ампера была направлена вниз, иначе сила натяжения нитей будет уменьшаться, а не увеличиваться:

Таким образом, для увеличения силы натяжения нитей в 2 раза, необходимо пропустить ток величиной

Прямолинейный проводник подвешен горизонтально на двух нитях в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл. Вектор магнитной индукции горизонтален и перпендикулярен проводнику. Во сколько раз изменится сила натяжения нитей при изменении направления тока на противоположное? Масса единицы длины проводника 0,01 кг/м, сила тока в проводнике 5 А.

Так как проводник однороден, сила тяжести и сила Ампера пропорциональны его длине, поэтому рассмотрим условие равновесия сил, действующих на участок длиной 1 м. Сила ампера равна сила тяжести — Когда сила Ампера направлена вверх, а сила тяжести вниз, сила натяжения нитей равна

После изменения направления тока сила Ампера направлена вниз, следовательно, сила натяжения нитей равна

Таким образом, искомая величина равна

Электрическая цепь, состоящая из трёх прямолинейных проводников (1–2, 3–4, 4–1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого направлен к наблюдателю (см. рисунок). Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 3–4? Ответ запишите словом (словами).

Ток в цепи течёт от плюса к минусу. При помощи правила левой руки определим направление силы Ампера, действующей на проводник 3−4. Сила Ампера будет направлена влево.

Электрическая цепь, состоящая из прямолинейных проводников (1–2, 2–3, 3–4) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, у которого вектор магнитной индукции направлен от наблюдателя (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 2–3? Ответ запишите словом (словами).

Ток в цепи движется от положительного полюса к отрицательному. Значит, на участке 2–3 ток движется снизу вверх. По правилу левой руки получаем, что сила Ампера, действующая на проводник 2–3 направлена влево.

Электрическая цепь, состоящая из трёх прямолинейных проводников (2–3, 3–4, 4–1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, у которого вектор магнитной индукции направлен к наблюдателю (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 4–1? Ответ запишите словом (словами).

Ток в цепи движется от положительного полюса к отрицательному. Значит, на участке 4–1 ток движется снизу вверх. По правилу левой руки получаем, что сила Ампера, действующая на проводник 4–1 направлена вправо.

Из металлической проволоки сделаны две одинаковые рамки. Рамка 1 находится в однородном магнитном поле с индукцией и в начальный момент времени расположена относительно линий магнитной индукции так, как показано на рис. 1. Рамка 2 находится в однородном магнитном поле с индукцией линии магнитной индукции которого направлены так, как показано на рис. 2.

В момент времени t₀ = 0 рамку 1 начинают вращать (направление вращения указано стрелкой), а модуль индукции B₂ начинает изменяться с течением времени t по закону

Установите соответствие между графиками зависимостей физических величин от времени и физическими величинами. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

1) Магнитный поток, пронизывающий рамку 1.

2) Магнитный поток, пронизывающий рамку 2.

3) Модуль ЭДС индукции, возникающей в рамке 1.

4) Модуль ЭДС индукции, возникающей в рамке 2.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС индукции определяется выражением

где — поток магнитного поля.

Для первой рамки где — угол между нормалью к контуру и вектором индукции магнитного поля, — площадь контура, — начальная фаза, — угловая частота вращения рамки.

В начальный момент времени поток через рамку 1 равен нулю, затем он будет изменяться по закону синуса. На графике 1 изображен магнитный поток, пронизывающий рамку 1. (А — 1)

Вторая рамка расположена перпендикулярно магнитному полю. Магнитный поток изменяется за счет изменения величины индукции магнитного поля, которое меняется линейным образом: Производная магнитного потока по времени, а в свою очередь и ЭДС индукции в этом случае является постоянной величиной и, следовательно, ЭДС индукции, возникающая во второй рамке, постоянна и не зависит от времени. Следовательно, на графике 2 изображен модуль ЭДС индукции, возникающей в рамке 2. (Б — 4)

Аналоги к заданию № 10323: 10355 Все

Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов &nbspкВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле м, модуль индукции магнитного поля равен 0,5 Тл. Определите отношение массы иона к его электрическому заряду Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите.

Разность потенциалов сообщает иону кинетическую энергию

В магнитном поле, на движущийся ион действует сила Лоренца, которая сообщает ему центростремительное ускорение:

Приравнивая правые части полученных равенств, имеем

Ответ:

Зачем писать в условии задачи, что кинетической энергией надо пренебречь? Ведь в расчётах она обязательно присутствует

Кинетической энергией иона при его вылете из источника. Источник ионов тоже сообщает небольшую энергию, но она мала в данной задаче.

Извините но нам же сказано что кинетической энергии надо пренебречь

Ки­не­ти­че­ской энер­ги­ей иона при его вы­ле­те из ис­точ­ни­ка пре­не­бре­ги­те.

Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле м, отношение массы иона к его электрическому заряду Определите значение модуля индукции магнитного поля. Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите.

Разность потенциалов сообщает иону кинетическую энергию

(1)

В магнитном поле, на ион действует сила Лоренца, которая сообщает ему центростремительное ускорение:

(2)

Подставляя (1) в (2), получаем

Ответ:

Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле м, модуль индукции магнитного поля равен 0,5 Тл. Определите отношение массы иона к его электрическому заряду Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите.

Разность потенциалов сообщает иону кинетическую энергию

В магнитном поле, на движущийся ион действует сила Лоренца, которая сообщает ему центростремительное ускорение:

Приравнивая правые части полученных равенств, имеем

Ответ:

Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов U и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном м, индукции магнитного поля Тл, оношение электрического заряда иона к его массе Кл/кг. Определите численное значение U. Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите.

Разность потенциалов сообщает иону кинетическую энергию

В магнитном поле, на движущийся ион действует сила Лоренца, которая сообщает ему центростремительное ускорение:

Приравнивая правые части полученных равенств, имеем

Ядро изотопа водорода — дейтерия — движется в однородном магнитном поле с индукцией перпендикулярно вектору В индукции по окружности радиусом 10 м. Определите скорость ядра.

Ядро дейтерия движется в магнитном поле под действием силы Лоренца По второму закону Ньютона При этом ядро дейтерия движется по окружности с центростремительным ускорением Заряд и массу ядра дейтерия находим в справочнике.

Объединяя формулы, находим скорость движения ядра дейтерия в магнитном поле:

Вылетевший при фотоэффекте с катода электрон попадает в электромагнитное поле как показано на рисунке. Вектор напряжённости электрического поля направлен вертикально вверх. Вектор магнитного поля направлен от наблюдателя. Определите, при каких значениях напряжённости электроны, вылетевшие с максимально возможной скоростью, отклоняются вверх. Частота падающего на катод света Работа выхода Магнитная индукция поля

Заметим, что в момент влёта в магнитное поле сила Лоренца, действующая на электроны, направлена вверх. Она вычисляется по формуле: где V — скорость электронов при влёте в электромагнитное поле. Электроны отклоняются вверх, если сила Лоренца превышает силу, действующую на электроны со стороны электрического поля. Сила, действующая со стороны электрического поля, равна Получаем, что откуда Найдём максимальную скорость вылета фотоэлектронов и вычислим значение

Пусть m — масса электрона. Запишем уравнение фотоэффекта: откуда Вычислим произведение

Таким образом, для того чтобы электроны отклонялись вверх, напряжённость должна быть меньше

Ответ: менее

Источник

• ← в однородное магнитное поле помещены три электрона движущиеся так как показано на рисунке
• в одностороннем порядке это что значит →