§ 4. Проводники и заряженные частицы в магнитном поле

ПОВЫШЕННЫЙ УРОВЕНЬ

1. Металлический стержень длиной 0,2 м и массой 30 г горизонтально подвешен на двух проводящих нитях длиной 1 м каждая в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл, как показано на рисунке 4.1.

Вектор магнитной индукции направлен вертикально вниз. На какой максимальный угол от вертикали отклонятся нити подвеса, если по стержню пропустить ток силой 15 А в течение 0,1 с? Углом отклонения нитей от вертикали за время протекания тока можно пренебречь.

Рис. 4.1

2. Металлический стержень массой m и длиной l подвешен горизонтально на двух лёгких проводах длиной l каждый (рис. 4.2). Стержень находится в однородном магнитном поле, индукция В которого направлена вертикально вниз. По стержню пропускают кратковременный импульс тока длительностью t. При каком минимальном значении силы тока I стержень совершит полный оборот вокруг оси OO₁ проходящей через точки подвеса? Смещением стержня за время протекания тока можно пренебречь.

Рис. 4.2

3. По гладким металлическим направляющим, лежащим на наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле, движется горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения массой 100 г (рис. 4.3). Ускорение стержня направлено вдоль наклонной плоскости вверх. По стержню течёт ток силой 8 А. Угол наклона плоскости 30°, расстояние между направляющими 50 см, модуль магнитной индукции 0,4 Тл.

Рис. 4.3

а) Как должен быть направлен ток в стержне, чтобы стержень двигался согласно условию?

б) Чему равно ускорение стержня?

4. В однородном вертикальном магнитном поле проложены наклонно рельсы с углом наклона 30° (рис. 4.4). Расстояние между рельсами 50 см. Вверх по рельсам равномерно движется металлический стержень массой 40 г. Сила тока в стержне 15 А, коэффициент трения между стержнем и рельсами 0,15. Чему равен модуль магнитной индукции?

Рис. 4.4

Продолжение >>>