Фізика 9 клас Збірник задач - 2017

МАГНІТНІ ЯВИЩА

2. Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Електромагніти

Матерія не може діяти

там, де її немає.

Дж. Томсон

Приклад розв’язання задачі

На горизонтальних рейках, розташованих у вертикальному однорідному магнітному полі, лежить сталевий брусок, перпендикулярний до рейок. Довжина бруска а = 15 см, маса m = 300 г, коефіцієнт тертя між бруском і рейками μ = 0,2. Аби брусок зрушити з місця, через нього потрібно пропустити струм І = 40 А. Визначте індукцію В магнітного поля.

Розв’язання. На рисунку показано сили, які діють на брусок.

Сила Ампера коли брусок починає рухатися, сила тертя — З умови знаходимо:

Перевіримо одиниці величин:

Підставимо числові значення:

Відповідь: В = 0,1 Тл.

Усна розминка

2.1. Які досліди доводять, що в магнітному полі на провідник зі струмом діє сила?

2.2. Від чого залежить напрям сили, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі? Як визначити цей напрям?

2.3. Як залежить сила Ампера від сили струму в провіднику?

2.4. Як виготовити найпростіший електромагніт?

2.5. Наведіть приклади використання електромагнітів у промисловості.

2.6. Чому електромагніти набули широкого застосування в техніці?

Перший рівень

2.7. У якому разі магнітне поле не діє на провідник зі струмом? Поясніть свою відповідь схематично.

2.8. Від чого залежить сила, що діє на прямолінійний провідник зі струмом у зовнішньому магнітному полі?

2.9. У тролейбусах установлено електродвигуни постійного струму. Притягаються чи відштовхуються дроти тролейбусної лінії?

2.10. Від чого та як залежить магнітна дія котушки зі струмом?

2.11. Від чого залежить сила, з якою електромагніт притягує

2.12. В однорідному магнітному полі з індукцією 0,2 Тл перпендикулярно до ліній магнітної індукції розташовано провідник довжиною 0,7 м. Визначте силу, що діє на провідник, якщо сила струму в ньому дорівнює 18 А.

2.13. На прямий провідник завдовжки 0,5 м, розташований перпендикулярно до силових ліній поля з індукцією 0,02 Тл, діє сила 0,15 Н. Знайдіть силу струму, який проходить по провіднику.

2.14. Яка сила діє з боку однорідного магнітного поля з індукцією 30 мТл на прямолінійний провідник довжиною 50 см, що розташований у полі? Провідник утворює прямий кут із напрямом вектора магнітної індукції поля. Сила струму в провіднику дорівнює 12 А.

2.15. На рисунку показано провідник зі струмом, розташований у магнітному полі. Знаючи напрям сили, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі, визначте напрям струму в провіднику.

2.16. На рисунку показано провідник зі струмом, розташований у магнітному полі. Струм у провіднику напрямлений від спостерігача. Укажіть напрям сили, що діє на провідник.

2.17. Визначте полюси магніту, коли відомо: якщо струм проходить у напрямі від спостерігача, то провідник зміщається праворуч.

сталеві деталі?

2.18. У якому напрямі рухатиметься провідник зі струмом у поданому магнітному полі?

Другий рівень

2.19. Чи може сила Ампера врівноважити силу тяжіння, що діє на провідник, якщо його розміщено: а) вертикально; б) горизонтально?

2.20. Чому магнітне поле не діє на провідник без струму, адже вільні електрони в провіднику перебувають у постійному тепловому русі?

2.21. Як можна регулювати підйомну силу електромагніту, використаного в підйомному крані?

2.22. Що спільного в будові електричного дзвоника, телеграфного апарата та слухавки?

2.23. Провідник, сила струму в якому дорівнює 8 А, розмістили в однорідному магнітному полі. Яка індукція магнітного поля, якщо на прямолінійну ділянку провідника довжиною 10 см, що утворює кут 30° із напрямом вектора магнітної індукції, діє з боку магнітного поля сила 10 мН?

2.24. В однорідному магнітному полі з індукцією 0,12 Тл під кутом 30° до напряму магнітної індукції розміщено провідник зі струмом. Визначте силу струму в провіднику, якщо на нього діє сила 0,18 Н, а його довжина 15 см.

2.25. Провідник, у якому сила струму дорівнює 15 А, розташували в однорідному магнітному полі з індукцією 50 мТл. Який кут утворює з напрямом вектора магнітної індукції прямолінійна ділянка провідника довжиною 20 см, якщо на цю ділянку діє з боку магнітного поля сила 75 мН?

2.26. Однорідне магнітне йоле з індукцією 0,5 Тл діє на провідник із силою 2,1 Н. Визначте кут між напрямом струму в провіднику та напрямом магнітного поля, якщо довжина провідника 0,7 м, а сила струму в ньому 12 А.

2.27. Визначте магнітні полюси котушки зі струмом (див. Малюнок).

2.28. У провіднику, що міститься між полюсами магніту, проходить струм від А до В (див. Малюнок). Куди напрямлена сила Ампера, яка діє на провідник?

2.29. Дріт, у якому сила струму дорівнює 10 А, розташований в однорідному магнітному полі з магнітною індукцією 20 мТл (див. Малюнок). Які сили діють на відрізки дроту CD, DE, EF? Довжина кожного відрізка дорівнює 40 см. (Відповідь: 0; 40 мН; 80 мН.)

2.30. Як змінюватиметься піднімальна сила електромагніту, якщо перемістити ковзний контакт реостата праворуч (див. Малюнок)?

Третій рівень

2.31. Чим відрізняється електромагніт від котушки зі струмом і від постійного магніту?

2.32. Іноді після вимкнення струму частина предметів залишається притягнутою до електромагніту підйомного крана. Що треба зробити для того, щоб ці предмети впали?

2.33. Горизонтальний провідник масою m = 20 г підвішений за кінці на двох провідних нитках. Середня частина провідника довжиною l = 50 см розташована у вертикальному однорідному магнітному полі з індукцією В = 0,1 Тл; нитки знаходяться поза ділянкою магнітного поля. У провіднику протікає струм I = 2 А. На який кут а від вертикалі відхиляються нитки?

2.34. Якою має бути сила струму в провіднику (див. попередню задачу), щоб нитки відхилилися від вертикалі на кут 45°?

2.35. Електромагніт утримує підвішений до нього нерухомий вантаж. Чи виконує електромагніт механічну роботу? На що витрачається електроенергія, яку споживає електромагніт?

2.36. На рисунку зображено провідник зі струмом, розташований у магнітному полі, напрямленому від нас. Сформулюйте задачу за наведеним рисунком і розв’яжіть її.

2.37. На рисунку зображено провідник зі струмом, розташований у магнітному полі, напрямленому від нас. Сформулюйте задачу за наведеним рисунком і розв’яжіть її.

2.38. На рисунку зображено провідник зі струмом, розташований у магнітному полі, напрямленому від нас. Сформулюйте задачу за наведеним рисунком і розв’яжіть її.

2.39. На рисунку зображено провідник зі струмом, розташований у магнітному полі, напрямленому від нас. Сформулюйте задачу за наведеним рисунком і розв’яжіть її.

2.40. На рисунку зображено провідник зі струмом, розташований у магнітному полі, напрямленому від нас. Сформулюйте задачу за наведеним рисунком і розв’яжіть її.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити