Упражнение 9. Сила Ампера и Лоренца.

14. Два прямолинейных длинных параллельных проводника находятся на расстоянии r₁ = 10 см друг от друга. По проводникам в одном направлении текут токи I₁ = 20 A и I₂ = 30 А. Какую работу A _l надо совершить на единицу длины этих проводников, чтобы раздвинуть их до расстояния r₂ = 20 см.

15. Из проволоки длиной l = 20 см сделаны квадратный и круговой контуры. Найти вращающие моменты сил M₁ и M₂, действующие на каждый контур, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией B = 0, 1 Тл. По контурам течет ток I = 2 А.. Плоскость каждого контура составляет угол α = 30⁰ с направлением поля.

16. В однородном магнитном поле индукцией B = 0, 1 Тл помещена квадратная рамка, плоскость которой составляет с направлением магнитного поля угол a = 45⁰. Сторона рамки а = 4см. Найти магнитный поток Ф, пронизывающий рамку

17. В однородном магнитном поле с индукцией B= 0, 5 Тл движется равномерно проводник длиной l = 10 см. По проводнику течет ток I = 2 А. Скорость движения проводника v = 20 см/c и направлена перпендикулярно к направлению магнитного поля. Найти работу А перемещения проводника за время t = 10 c и мощность Р, затраченную на это перемещение.

18. В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции расположен плоский контур площадью S = 100 см². Поддерживая в контуре постоянной силу тока I = 50 А, его переместили из поля в область пространства, где поле отсутствует. Определить индукцию поля, если при перемещении контура была совершена работа A = 0, 4 Дж.

19. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 300 В, движется параллельно прямолинейному длинному проводу на расстоянии а = 4 мм от него. Какая сила действует на электрон, если по проводнику пустить ток I = 5 A.

20. Виток, в котором поддерживается постоянная сила тока I = 60 A, свободно установился в однородном магнитном поле В = 20 мкТл. Диаметр витка d = 10 cм. Какую работу А нужно совершить, чтобы повернуть виток относительно оси, совпадающей с диаметром, на угол 60⁰.

21. Траектория электрона в однородном магнитном поле представляет собой дугу окружности радиусом R = 10 см. Индукция магнитного поля В = 10 мТл. Найдите кинетическую энергию электрона.

22. Протон и электрон, ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влетают в однородное магнитное поле, перпендикулярное к скорости частиц. Во сколько раз радиус R₁ кривизны траектории протона больше радиуса R₂ кривизны траектории электрона?

22. Электрон движется в однородном магнитном поле перпендикулярно его силовым линиям. Определить силу Лоренца, действующую со стороны магнитного поля на электрон, если индукция поля B = 0, 2 Тл, радиус кривизны траектории R = 0, 2 см.

23. Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле с индукцией В = 5 мТл. Определить частоту обращения электрона.

24. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 1000 В, влетает в однородное магнитное поле, направление которого перпендикулярно к направлению его движения. Индукция магнитного поля В = 1, 19 мТл. Найти радиус R окружности, по которой движется электрон и период Т его обращения.

25. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 6 кВ, влетает в однородное магнитное поле под углом a = 30⁰ к направлению поля и движется по винтовой траектории. Индукция магнитного поля В = 13мТл. Найти радиус R и шаг h винтовой траектории.

26. В однородном магнитном поле с индукцией В = 2 Тл движется α - частица. Ее траектория представляет собой винтовую линию с радиусом R = 2 см и шагом винта h = 6 см. Определить кинетическую энергию α - частицы.

27. Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью v = 10⁶ м/c. Индукция магнитного поля В = 0, 3 Тл. Радиус окружности R = 4 см. Найти заряд частицы, если известно, что ее энергия W = 12 кэВ.

28. Протон влетает в однородное магнитное поле под углом a = 30⁰ к направлению поля и движется по винтовой линии радиусом R = 1, 5 см. Индукция магнитного поля В = 0, 1 Тл. Найти кинетическую энергию протона.

30. Электрон влетает в в плоский конденсатор параллельно его пластинам со скоростью v = 10⁷ м/c. Длина конденсатора l = 5 см. Напряженность электрического поля конденсатора E = 10 кВ/м. При вылете из конденсатора электрон попадает в магнитное поле, перпендикулярное к электрическому полю. Индукция магнитного поля В = 10 м Тл. Найти радиус R и шаг h винтовой траектории электрона в магнитном поле.