Магнитное поле в вакууме

Вопросы для программированного контроля по физике, 2003

17.1 На рисунке изображены два точечных положительных заряда q ₁ и q ₂, движущихся с взаимно перпендикулярными нерелятивистскими скоростями . Укажите сумму номеров правильных утверждений.

q₁

q₂

1. Магнитная сила, действующая на заряд q ₂ со стороны заряда q ₁, равна нулю в момент времени, когда скорость направлена вдоль прямой, соединяющей заряды.

2. Можно выбрать систему отсчета, в которой силы взаимодействия между зарядами будут только магнитными.

4. Электрическая сила, действующая на заряд q ₂ со стороны заряда q ₁, значительно превосходит магнитную силу.

8. Магнитная сила, действующая на заряд q ₁ со стороны заряда q ₂, равна нулю в момент времени, когда скорость направлена вдоль прямой соединяющей заряды.

17.2. Ниже цифрами обозначены различные физические величины

1. q. 2. I d . 4. . 8. m₀. 16. .

Укажите сумму номеров величин, входящих в формулу закона Био-Савара-Лапласа.

А

О

17.3. На рисунке в точке А указан вектор индукции магнитного поля, созданного токами, текущими по двум взаимно перпендикулярным круговым контурам с общим центром в точке О. Как направлены токи в контурах? Укажите номер правильного ответа. Плоскости контуров перпендикулярны к плоскости чертежа, вектор лежит в плоскости чертежа.

1.

2.

3.

4.

Ä

¤

А

а

а

I ₁

I ₂

17.4. Выведите формулы для модуля индукции результирующего магнитного поля, созданного двумя параллельными прямыми бесконечно длинными проводниками, по которым текут токи I ₁ и I ₂, в точке А (см. рисунок). Проводники перпендикулярны к плоскости чертежа; направления токов показаны на рисунке, причем I ₂=2 I ₁. Укажите номер формулы, совпавшей с вашей.

1. В= 0. 2. 3. 4.

17.5. В каком случае циркуляция вектора индукции магнитного поля по контуру L равна нулю? Укажите его номер. Все токи одинаковые. Подтвердите ваш выбор расчетами.

R ₁

R ₂

r

17.6. По бесконечно длинному прямому полому цилиндру с внутренним R ₁ и внешним R ₂ радиусами течет постоянный ток (см. рисунок). Плотность тока во всех точках сечения цилиндра одинакова. Используя теорему о циркуляции вектора магнитной индукции , выведите формулы, выражающие зависимость от r, где r – расстояние от цилиндра. Магнитную проницаемость всюду считать равной единице. Укажите номер графика, изображающего эту зависимость.

2.

3.

4.

R₁

R₂

r

B

R₁

R₂

r

B

1.

R₁

R₂

r

B

R₁

R₂

r

B

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ

Вопросы для программированного контроля по физике, 2003

18.1. Два положительных точечных заряда q₁ и q₂ движутся параллельно друг другу с нерелятивистскими скоростями V ₁ и V ₂, причем . Укажите номер правильных утверждений.

1. Можно выбрать такую систему отсчета, в которой силы взаимодействия между зарядами были бы только электрическими.

2. Магнитная сила, действующая на заряд q ₁ со стороны заряда q ₂, направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды.

4. Направление магнитной силы, действующей на заряд q ₂, не изменится, если заряд q ₁ будет отрицательным.

8. Направление магнитной силы, действующей на заряд q ₁, изменится, если направление движения заряда q ₂ изменится на противоположное.

18.2. Магнитное поле создано элементом тока . Запишите формулу для индукции магнитного поля, созданного этим элементом тока в точке пространства, определяемом радиусом-вектором . На ее основе определите значения, которые могут принимать углы между элементом тока и вектором индукции , а также между вектором и радиусом-вектором ; a₁= , a₂= . Укажите номер правильного ответа на оба вопроса.

1. a₁ = 90⁰, a₂ = 90⁰. 2. a₁ – любой угол, a₂ = 90⁰.

3. a₁ = 90⁰, a₂ - любой угол. 4. a₁ – любой угол, a₂ – любой угол.

А

I

I

18.3. В каком направлении в точке А может быть направлен вектор индукции магнитного поля, созданного двумя прямыми взаимно перпендикулярными бесконечно длинными проводниками, по которым текут одинаковые токи (см. рисунок)? Укажите номер этого направления. Все направления 1-8 располагаются в плоскости чертежа. Если вектор не располагается в этой плоскости, запишите в качестве ответа цифру 9.

I

I

18.4. Пользуясь выражением для модуля вектора индукции , создаваемой круговым током, выведите формулу для модуля вектора индукции магнитного поля в точке 0, являющейся центром двух взаимно перпендикулярных круговых контуров, по которым текут одинаковые токи. Укажите номер формулы, совпавшей с вашей.

1. 2.

3. 4. В= 0.

18.5. Укажите направление токов в проводниках 1 и 2, для которых циркуляция вектора по двум контурам и будет одинаковой (см. рисунок). Выберите номер правильного ответа. Поясните ваш выбор. Все токи одинаковые.

1. ¤¹ ¤². 2. ¤¹ Ä ².

3. Ä ¹ ¤². 4. Ä ¹ Ä ².

I ₂

R ₁

r

I ₁

R ₂

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

Ä

Ä

Ä

Ä

Ä

Ä

Ä

Ä

Ä

18.6. Внутри бесконечно длинного соленоида радиуса R ₂ располагается бесконечно длинная проводящая цилиндрическая поверхность радиуса R ₁ (см. рисунок). По ним текут токи I ₂ и I ₁. Пользуясь теоремой о циркуляции вектора , получите выражения для вектора индукции магнитного поля длинного соленоида и проводящей цилиндрической поверхности. Затем на основе принципа суперпозиции постройте график зависимости модуля индукции результирующего магнитного поля от расстояния r до оси соленоида и цилиндрической поверхности. Какой цифрой обозначен этот график на рисунке?

1.

2.

3.

4.

r

R₁

R₂

B

B

R₁

R₂

r

R₁

R₂

r

B

R₁

R₂

r

B

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ

Вопросы для программированного контроля по физике 2003

q₂

q₁

19.1. Два противоположных по знаку точечных заряда q₁ и q₂ движутся в горизонтальном направлении в противоположные стороны с нерелятивистскими скоростями и , причем . Укажите сумму номеров правильных утверждений.

1. Магнитная сила, действующая на заряд q₂ со стороны заряда q₁, направлена вдоль линии, соединяющей заряды.

2. Магнитные силы взаимодействия значительно меньше электрических.

4. Можно выбрать систему отсчета, в которой силы взаимодействия между зарядами будут только электрическими.

8. Электрические и магнитные силы взаимодействия между зарядами являются силами притяжения.

90⁰

19.2. Элемент тока и точки 1-4 лежат в одной и той же горизонтальной плоскости, причем все точки отстоят от элемента тока на одинаковых расстояниях. Запишите формулу для модуля d B магнитной индукции, созданной этим элементом тока, и укажите сумму номеров точек, в которых d B имеет нулевое и максимальное значение.

А

I ₁

I ₂

19.3. В каком направление в точке А может быть направлен вектор индукции магнитного поля, созданного токами I ₁ и I ₂, текущими по двум круговым контурам? Плоскости контуров перпендикулярны к плоскости чертежа (см. рисунок). Укажите номер этого направления. Если вектор не располагается в плоскости чертежа, то в ответе укажите цифру 9.

Ä

А

2 а

2 а

I

I

Ä

¤

а

I

19.4. Выведите формулу для модуля индукции результирующего магнитного поля, созданного тремя параллельными прямыми бесконечно длинными проводниками, по которым текут одинаковые по модулю токи, в точке А (см. рисунок). Проводники перпендикулярны к плоскости чертежа; направление токов указано на рисунке. Укажите номер формулы, совпавшей с вашей.

1. 2.

3. 4. .

19.5. Определите направление токов в проводниках 1 и 2, для которых циркуляция вектора по контуру L будет минимальной. Выберите номер правильного ответа. Подтвердите ваш выбор расчетом.

1. ¤¹ ¤². 2. Ä ¹ Ä ². 3. Ä ¹ ¤². 4. ¤¹ Ä ².

I ₁

R ₂

r

I ₂

R ₁

19.6. По двум бесконечно длинным коаксиальным (с общей осью) цилиндрическим поверхностям радиусами R ₁ и R ₂ текут токи силой I ₁ и I ₂. Используя теорему о циркуляции вектора , выведите формулу зависимости модуля В от расстояния r от оси цилиндров и постройте график этой зависимости. Какой цифрой обозначен этот график на рисунке?

R₁

R₂

r

B

1.

2.

3.

4.

R₁

R₂

r

B

R₁

R₂

r

B

r

R₁

R₂

B

Дата добавления: 2015-08-02