Электромагнитная индукция. Экстратоки

151. На соленоид длиной 144 см и диаметром 5 см надет проволочный виток. Обмотка соленоида имеет 2000 витков и по ней течет ток силой 2 ампера. Соленоид имеет железный сердечник. Какая средняя ЭДС индуцируется в надетом на соленоид витке, когда ток в соленоиде выключается в течение 2 мс? Воспользоваться графиком зависимости B(H).

152. Плоская рамка площадью 100 см², содержащая 20 витков провода, вращается в однородном магнитном поле с индукцией 100 мТл. Амплитуда ЭДС индукции равна 10 В. Определить частоту вращения рамки.

153. Кольцо из проволоки сопротивлением 10^–3 Ом находится в однородном магнитном поле с индукцией 0, 4 Тл. Плоскость кольца составляет угол 90^о с линиями индукции. Определить заряд, который протечёт по кольцу, если его выдернуть из поля. Площадь кольца 10^–3 м².

154. Источник тока замкнули на катушку сопротивлением 20 Ом. По истечении времени 0, 1 с сила тока замыкания достигла 0, 95 предельного значения. Определить индуктивность катушки.

155. Магнитный поток через неподвижный контур с сопротивлением 10 Ом изменяется в течение 15 с по закону: Ф = a× t× (15 – t), где t выражено в секундах, Ф – в Вб. Найти количество теплоты, выделенное в контуре за это время. Индуктивностью контура пренебречь.

156. С какой скоростью должен двигаться проводник длиной 10 см перпендикулярно силовым линиям однородного магнитного поля, напряжённость которого 160 кА/м, чтобы между концами проводника возникла разность потенциалов 10 мВ? Направление скорости проводника с направлением самого проводника составляет угол 30^о. Силовые линии перпендикулярны проводнику.

157. По замкнутой цепи с сопротивлением 20 Ом течёт ток. По истечении времени 8× 10^–3 с после отключения источника без размыкания цепи сила тока в ней уменьшилась в двадцать раз. Определить индуктивность цепи.

158. Рамка из провода сопротивлением 0, 04 Ом равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией 0, 6 Тл. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Площадь рамки 2× 10^–2 см². Определить заряд, который протечёт по рамке при изменении угла между нормалью к рамке и линиями индукции от 45^о до 90^о.

159. Через катушку, индуктивность которой равна 0, 021 Гн, течет ток, изменяющийся со временем по закону: I = I_о× sin(ω t), где I_о = 5 А. Период колебаний тока равен 0, 02 с. Найти зависимость от времени: 1) ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке; 2) энергии магнитного поля катушки.

160. В электрической цепи, состоящей из сопротивления 20 Ом и индуктивности 0, 06 Гн, течет ток силой 20 А. Определить силу тока в цепи через 0, 2 с после отключения источника без размыкания цепи.

161. Тонкий медный провод массой 1 г согнут в виде квадрата и концы его замкнуты. Квадрат помещён в однородное магнитное поле с индукцией 0, 1 Тл так, что плоскость его перпендикулярна линиям индукции поля. Определить заряд, который протечёт по проводнику, если квадрат, потянув за противоположные вершины, вытянуть в линию. Плотность меди 8, 9× 10³ кг/м³, удельное сопротивление меди 1, 7× 10^–8 Ом^.м.

162. Обмотка соленоида состоит из одного слоя плотно прилегающих друг к другу витков медного провода. Диаметр провода 0, 2 мм, диаметр соленоида 5 см. По соленоиду течёт ток 1 ампер. Какой заряд протечёт через обмотку, если концы её замкнуть накоротко?

163. Индуктивность катушки равна 2× 10^–3 Гн. Ток частотой 50 Гц, протекающий по катушке, изменяется по синусоидальному закону. Определить среднюю ЭДС самоиндукции, возникающую за интервал времени, в течение которого ток в катушке изменяется от минимального до максимального значения. Амплитудное значение силы тока 10 А.

164. Источник тока замкнули на катушку сопротивлением 10 Ом и индуктивностью 0, 2 Гн. Через какое время сила тока в цепи достигнет 50 % максимального значения?

165. Рамка площадью 400 см², имеющая 100 витков, вращается в однородном магнитном поле с индукцией 0, 01 Тл. Период обращения рамки 0, 1 с. Определить максимальное значение ЭДС индукции в рамке. Ось вращения перпендикулярна линиям индукции.

166. Горизонтальный тонкий металлический стержень длиной 50 см вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через один из его концов, с частотой 2 Гц. Определить разность потенциалов между концами стержня, если вертикальная составляющая напряжённости магнитного поля Земли равна 40 А/м.

167. В однородном магнитном поле находится виток площадью 10 см², расположенный перпендикулярно силовым линиям. Какой ток потечет по витку, если поле будет убывать с постоянной скоростью 8 кА/(м× с)? Сопротивление витка 1 Ом.

168. Две катушки намотаны на один общий сердечник. Индуктивность первой катушки 0, 2 Гн, второй – 0, 8 Гн, сопротивление второй катушки 600 Ом. Какой ток потечёт во второй катушке, если ток в 0, 3 А, текущий в первой катушке, выключить в течение 1 мс?

169. В соленоиде без сердечника, содержащем 720 витков, сила тока увеличивается на 10 А за 0, 12 с и при этом возрастает магнитный поток от 1, 6 до 4, 1 мВб. Определить ЭДС самоиндукции, индуктивность соленоида и энергию магнитного поля внутри соленоида при силе тока в нём 6 А.

170. Цепь состоит из катушки индуктивностью 0, 1 Гн и источника тока. Источник тока отключили, не разрывая цепи. Время, по истечении которого сила тока уменьшилась до 0, 001 первоначального значения, равно 0, 07 с. Определить сопротивление катушки.

171. На соленоид длиной 144 см и диаметром 5 см надет проволочный виток. Обмотка соленоида имеет 2000 витков и по ней течёт ток силой 2 ампера. Какая средняя ЭДС индуцируется в надетом на соленоид витке, когда ток в соленоиде выключается в течение 2 мс?

172. В катушке без сердечника за 0, 01 с ток возрос от 1 А до 2 А, при этом в катушке возникла ЭДС самоиндукции 20 В. Определить индуктивность катушки и изменение энергии магнитного поля катушки.

173. Две катушки имеют взаимную индуктивность, равную 5 мГн. В первой катушке сила тока изменяется по закону: I = I_о× sin(ω × t), где I_о = 10 А, период колебаний тока равен 0, 02 с. Найти зависимость от времени ЭДС, индуцируемой во второй в катушке; наибольшее значение этой ЭДС.

174. Определить силу тока смещения между квадратными пластинами конденсатора со стороной 5 см, если напряжённость электрического поля изменяется со скоростью 4, 52 МВ/(м× с).

175. Между полюсами электромагнита находится небольшая катушка, ось которой совпадает с направлением магнитного поля. Площадь поперечного сечения катушки S = 3 мм², число витков N = 60. При повороте катушки на 180^о вокруг её диаметра через подключённый к ней баллистический гальванометр протекает заряд q = 4, 5 мкКл. Найти индукцию магнитного поля между полюсами, если сопротивление электрической цепи R = 40 Ом.