- •2. Элементы специальной (частной) теории относительности
- •3. Механические колебания и волны в упругих средах
- •4. Основы молекулярной физики и термодинамики
- •5. Электростатика
- •6. Постоянный электрический ток
- •7. Электромагнетизм
- •8. Электромагнитные колебания и волны
- •9. Волновая оптика
- •10. Квантовая природа излучения
- •11. Элементы атомной физики и квантовой механики
- •12. Элементы квантовой статистики и физики твердого тела
- •13. Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц
- •Методические указания к рабочей программе
- •Методические указания к выполнению контрольных работ
- •Решение
- •Задача 1.2
- •Решение
- •Задача 1.3
- •Решение
- •Задача 1.4
- •Решение
- •Задача 1.5
- •Решение
- •Задача 1.6
- •Решение
- •Задача 1.7
- •Решение
- •Задача 1.8
- •Решение
- •Задача 1.9
- •Решение
- •Задача 1.10
- •Решение
- •Задача 1.11
- •Решение
- •Задача 1.12
- •Решение
- •Задача 1.13
- •Решение
- •Задача 1.14
- •Решение
- •Задача 1.15
- •Решение
- •Задача 1.16
- •Решение
- •Задача 1.17
- •Решение
- •Задача 1.18
- •Решение
- •Задача 1.19
- •Решение
- •Контрольная работа №1
- •Решение
- •Задача 2.2
- •Решение
- •Задача 2.3
- •Решение
- •Задача 2.4
- •Решение
- •Задача 2.5
- •Решение
- •Задача 2.6
- •Решение
- •Задача 2.7
- •Решение
- •Задача 2.8
- •Решение
- •Задача 2.9
- •Решение
- •Задача 2.10
- •Решение
- •Задача 2.11
- •Решение
- •Контрольная работа №2
- •Задача 3.2
- •Решение
- •Задача 3.3
- •Решение
- •Задача 3.4
- •Решение
- •Задача 3.5
- •Решение
- •Задача 3.6
- •Решение
- •Задача 3.7
- •Решение
- •Задача 3.8
- •Решение
- •Задача 3.9
- •Решение
- •Задача 3.10
- •Решение
- •Задача 3.11
- •Решение
- •Контрольная работа №3
- •Волновые свойства частиц
- •Боровская теория водородоподобного атома
- •Атомное ядро. Радиоактивность
- •Теплоемкость кристалла
- •Элементы квантовой статистики
- •Дозы радиационного облучения
- •Полупроводники
- •Контрольная работа №4
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •Содержание
- •220013, Минск, проспект ф.Скорины, 65.
Решение
Так как проводник разомкнут, тока в нем не будет, и разность потенциалов U на концах проводника равна ЭДС индукции:
U = B l υ sin ,
где l – длина проводника;
υ – скорость его движения;
– угол между векторами .
Смещение электронов в вертикальной антенне автомобиля под действием силы Лоренца происходит за счет горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли, т.е. . Так как силовые линии магнитного поля Земли направлены с юга на север, то под действием электроны переместятся к верхнему концу антенны. Таким образом, нижний конец антенны зарядит- ся положительно и будет иметь более высокий потенциал, чем верхний.
Возникшая разность потенциалов равна
.
Произведем вычисления:
.
Задача 3.9
В однородном магнитном поле (В = 0,1 Тл) равномерно с частотой 10 с-1 вращается рамка, содержащая 1000 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки – 150 cм2. Ее вращение совершается вокруг оси, лежащей в ее плоскости и перпендикулярной линиям магнитной индукции. Найти максимальную ЭДС индукции во вращающейся рамке. Определить количество электричества, которое протечет через рамку за время ее поворота на угол 30 в случаях, если угол поворота рамки изменяется: 1) от 0 до 30; 2) от 30 до 60. Сопротивление рамки принять равным 10 Ом (рис. 3.9).
Дано:
|
Рис. 3.9 |
|
Решение
ЭДС электромагнитной индукции определяется уравнением
(3.35)
где – потокосцепление, равное в данном случае = ФN.
При вращении рамки магнитный поток, пронизывающий рамку в момент времени t, определяется уравнением
Ф = B S cos (t + ), (3.36)
где α – угол, образуемый нормалью к поверхноcти рамки и направ-лением силовых линий при t = 0;
– циклическая (круговая) частота.
С учетом (3.36) выражение для ЭДС индукции принимает вид
. (3.37)
Из выражения (3.37) вытекает
. (3.38)
Произведем вычисления:
.
Мгновенное значение индуктивного тока в рамке определяется законом Ома
,
где R – сопротивление.
. (3.39)
Мгновенное значение тока
,
поэтому (3.39) можно переписать в виде
(3.40)
После интегрирования выражения (3.40) получим
(3.41)
.
Так как , окончательно имеем
. (3.42)
В первом случае
.
Во втором случае
.
Произведем вычисления:
Задача 3.10
При некоторой величине тока плотность энергии магнитного поля длинного соленоида без сердечника равна 0,2 Дж/м3. Во сколько раз увеличится плотность энергии поля при том же токе, если соленоид будет иметь сердечник? При решении задачи воспользоваться графиком рис. 3.10.
Дано:
|
Рис. 3.10 |
= ? |