Материал: Расчетнографическое задание по общей физике 1

Тл. Определить разность радиусов траекторий протона после 5-го и 10-го прохождения щели. Построить траекторию движения заряда.16.9. Электрон влетает в пространство, где на него действуют два взаимно перпендикулярных магнитных поля с магнитными индукциями 1,73 мТл и 2,30 мТл. Начальная скорость электрона м/с и перпендикулярна векторам магнитных полей. Определить величину и направление силы, действующей на электрон. Построить траекторию движения электрона.16.10. Электрон влетел в однородное электрическое поле, напряженность которого изменяется по гармоническому закону амплитудой 100 В/см и частотой 1 МГц. Начальная скорость частицы направлена перпендикулярно направлению силовых линий поля. Определить уравнение траектории частицы и длину пути, если электрон обладал начальной кинетической энергией 10 эВ и толщина области поля составляет 10 см. Построить траекторию движения электрона.17. Магнитное поле в веществе17.1. В магнитном поле с индукциейТл помещен шарик из висмута ( ) радиусом 4 мм. Какова намагниченность и магнитный момент шарика? Нарисовать картину силовых линий и указать куда направлен магнитный момент шарика17.2 В магнитном поле с индукциейТл помещен шарик из вольфрама ( ) радиусом 3 мм. Какова намагниченность и магнитный момент шарика? Нарисовать картину силовых линий и указать куда направлен магнитный момент шарика.17.3 В магнитном поле с индукциейТл помещен шарик из меди ( ) радиусом 2 мм. Какова намагниченность и магнитный момент шарика? Нарисовать картину силовых линий и указать куда направлен магнитный момент шарика.17.4 Вольфрамовый стержень (μ=1.000176)внесен в однородное магнитное поле. Сколько процентов суммарного поля в этом стержне приходится на долю внутреннего магнитного поля. Нарисовать картину силовых линий. 17.5 Стержень из висмута (

) внесен в однородное магнитное поле. Сколько процентов суммарного поля в этом стержне приходится на долю внутреннего магнитного поля. Нарисовать картину силовых линий. Рис.17.1.17.6 Железный сердечник находится в однородном магнитном поле напряженностью H = 0.64 кА/м. Определить индукцию В магнитного поля в сердечнике и магнитную проницаемость железа. Для определения магнитной проницаемости воспользоваться графической зависимостью, приводимой на рис.17.1. Явление гистерезиса не учитывать.17.7 На железное кольцо намотано в один слой N = 500 витков провода. Средний диаметр d кольца равен 25 см. Определить магнитную индукцию В в железе и магнитную проницаемость железа, если сила тока I в обмотке: 1) 0,5 А; 2) 1,0 А. Для определения магнитной проницаемости воспользоваться графической зависимостью, приводимой на рис.17.1. Явление гистерезиса не учитывать.17.8 Железный сердечник тороида, длина ℓ которого по средней линии равна 1.2 м, имеет вакуумный зазор длиной ℓ0 = 3 мм. Обмотка содержит п = 10 витков на 1 см. При какой силе тока I индукция В в зазоре будет равна 0.75 Тл? Для определения магнитной проницаемости воспользоваться графической зависимостью, приводимой на рис.17.1. Явление гистерезиса не учитывать. 17.9 Магнитная восприимчивость χ алюминия равна 2.1∙10^-5. Определить его удельную магнитную и молярную восприимчивости.17.10. Напряженность Н магнитного поля в меди равна 1 МА/м. Определить намагниченность J меди и магнитную индукцию В, если известно, что удельная магнитная восприимчивость -1.1∙10^-9м³/кг.18. Явление электромагнитной индукции18.1. В однородном магнитном поле с индукцией B=0.4 Тл в плоскости, перпендикулярной линиям индукции, вращается стержень длиной l=10 см. Ось вращения проходит через один из концов стержня. Определить разность потенциалов на концах стержня при частоте вращения об/с.18.2. Рамка площадью см² содержит витков провода сопротивлением

Ом. К концам обмотки подключено внешнее сопротивление Ом. Рамка равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией Тл с частотой вращения об/с. Определить максимальную мощность тока в цепи.

18.3. Проволочный виток радиусом см находится в однородном магнитном поле с Тл. Плоскость витка образует угол с направлением магнитного поля. Какое количество заряда протечет по витку, если магнитное поле исчезнет? Сопротивление витка равно Ом.

18.4. С помощью реостата равномерно увеличивают силу тока I в катушке на 0.1 А в 1 с. Индуктивность катушки равна Гн. Найти среднее значение ЭДС самоиндукции .

18.5. Катушка, намотанная на немагнитный цилиндрический каркас, имеет витков и индуктивность мГн. Чтобы увеличить индуктивность катушки до мГн, обмотку с катушки сняли и заменили обмоткой из более тонкой проволоки с таким расчетом, чтобы длина катушки осталась прежней. Определить число витков катушки после перемотки.

18.6. Рамка площадью S = 100 см²равномерно вращается c частотой c ^{- 1} относительно оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям индукции однородного магнитного поля В = 0.5 Тл. Определить среднее значение ЭДС индукции за время, в течение которого магнитный поток, пронизывающий рамку, изменится от нуля до максимального значения.18.7. Рамка, содержащая N = 1000витков площадью S = 100 см ², равномерно вращается c частотой n = 10 c^–1 в магнитном поле напряженностью Н = 10⁴ А/м. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям напряженности. Определить максимальную ЭДС индукции , возникающую в рамке.18.8. В однородном магнитном поле c индукцией B = 0.5Тл вращается c частотой n = 10 c^–1 стержень длиной ℓ = 20 см. Ось вращения параллельна линиям индукции и проходит через один из концов стержня перпендикулярно его оси. Определить разность потенциалов U на концах стержня.18.9. Рамка, имеющая 30витков, вращается около горизонтальной оси, лежащей в ее плоскости и перпендикулярной плоскости магнитного меридиана, с частотой 10 с^–1. Напряженность магнитного поля Земли 40 А/м. В рамке индуцируется максимальная ЭДС =0.001 В. Найти площадь рамки.18.10. Между полюсами динамо-машины создано поле с индукцией 0.7 Тл, Якорь машины состоит из 100витков площадью 500 см² каждый. Найти частоту вращения якоря, если в нем индуцируется максимальная ЭДС 200 В. ПРИЛОЖЕНИЕА1.Теплопроводность воздуха при атмосферном давлении ^{Таблица А.1}

T, K	, Вт/(м К)
100	9.3
150	13.8
200	18.0
300	26.2
400	33.8

Рис.А.1. Зависимость коэффициента теплопроводности воздуха от температурыА2. Интерполяционные формулы Лагранжа1.Линейная интерполяция на интервале [x¹, x²] (заданы и ) (А.1)2.Квадратичная интерполяция на интервале [x¹, x³] (заданы и )(А.2)A3. Решение системы линейных алгебраических уравнений. Метод Гаусса (BASIC)CLSDIM a(10, 10), b(10)INPUT "n="; nFOR i = 1 TO nFOR j = 1 TO nPRINT "a("; i; ","; j; ")=";INPUT a(i, j)NEXT jPRINT "b("; i; ")=";INPUT b(i)NEXT iPRINT "matrix"FOR i = 1 TO nFOR j = 1 TO nPRINT a(i, j); " ";NEXT jPRINT b(i)NEXT iFOR i = 1 TO n - 1FOR j = i + 1 TO na(j, i) = -a(j, i) / a(i, i)FOR k = i + 1 TO na(j, k) = a(j, k) + a(j, i) * a(i, k)NEXT kb(j) = b(j) + a(j, i) * b(i)NEXT jNEXT ix(n) = b(n) / a(n, n)FOR i = n - 1 TO 1 STEP -1h = b(i)FOR j = i + 1 TO nh = h - x(j) * a(i, j)NEXT jx(i) = h / a(i, i)NEXT iFOR i = 1 TO nPRINT "x("; i; ")="; x(i)NEXT iENDЛитература1. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, Т 1,2.2. Сивухин Д.В. Курс общей физики. - М.: Наука, Т 1,2,3.3. Практикум по решению физических задач с применением компьютера. Молекулярная физика и термодинамика / Штыгашев А.А. Новосибирск: НГТУ, 2016. -64 с.4. Штыгашев А.А. Решение задач на компьютере. Электричество и магнетизм. Новосибирск: НГТУ, 2017. -145 с. 5. Ануфриев И.Е., Смирнов А.Б., Смирнова Е.Н. MatLab 7 СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 1104 с.6. Штыгашев АА Применение ПЭВМ в решении задач по физике (механика) Новосибирск: НГПУ, 1999. -112 с.7. Штыгашев А. А., Пейсахович Ю.Г. Задачи по физике. Механика. Молекулярная физика и термодинамика. Электричество : учеб. пособие - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2017. - 160 с.8. Физические величины: Справочник / Под ред. И.С.Григорьева, Е.З.Мейлихова. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с9. Штыгашев А.А., Пейсахович Ю. Г. Задачи по физике: электромагнетизм; электромагнитные волны; волновая и квантовая оптика