Закон Ампера
1. Какая сила действует на проводник длиной 8 см в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл, если сила тока в проводнике 4 А, а угол между вектором магнитной индукции и направлением тока 30°?
2. На проводник с активной частью длиной 0,4 м, помещенный в однородное магнитное поле индукцией 0,8 Тл, действует сила 1,6 Н. Определите силу тока в проводнике, если он расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.
3. Определите индукцию магнитного поля, в котором на прямой провод длиной 10 см, расположенный под углом 45° к линиям магнитной индукции, действует сила 0,2 Н, когда по проводнику проходит ток 8 А.
4. На проводник длиной 5 см, по которому идет ток 20 А со стороны магнитного поля с индукцией 0,1 Тл, действует сила 0,05 Н. Определите угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.
5. Найдите длину активной части проводника, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией 1,2 Тл под углом 60° к линиям магнитной индукции, если при силе тока 6 А на проводник действует сила 0,9 Н.
6. На проводник с током со стороны однородного магнитного поля с индукцией 0,1 Тл действует сила Ампера, равная 3 Н. Чему будет равна сила Ампера, если индукцию магнитного поля увеличить на 0,2 Тл, а силу тока в проводнике и его расположение в магнитном поле оставить без изменений?
7. Магнитное поле образовано наложением двух однородных полей с индукциями 0,3 Тл и 0,4 Тл, силовые линии которых перпендикулярны. Перпендикулярно полям расположен проводник с током в 5 А и длиной 10 см. Определите силу, действующую на проводник со стороны полей.
8. Плоская прямоугольная рамка с числом витков 200 и со сторонами 10 см и 5 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл. Какой максимальный вращающий момент может действовать на рамку в этом поле, если сила тока в ней 2 А?
9. Рамка площадью 25 см2, содержащая 100 витков провода, помещена в однородное магнитное поле так, что линии магнитной индукции параллельны плоскости рамки. При величине тока в каждом витке 1 А на рамку со стороны магнитного поле действует момент силы 5·10-3 Н·м. Определите величину вектора индукции магнитного поле.
10. Проводник длиной 10 см с током силой 5 А находится в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл. Угол между направлением тока и вектором магнитной индукции 60°. Определите работу силы Ампера при перемещении проводника на 10 см в направлении действия силы.
11. Прямой проводник, по которому течет ток 5 А, расположен в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл так, что образует угол 30° с линиями индукции. Под действием магнитного поля проводник переместился поступательно в направлении силы Ампера на 0,5 м, и при этом силой Ампера была совершена работа 1 Дж. Найдите длину проводника.
12. На проводник с током со стороны однородного магнитного поля действует сила в 2 раза меньше максимальной. Определите угол между проводником и вектором магнитной индукции.
13. По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 40 г течет ток 5 А. Найдите минимальную величину индукции магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновешивалась силой Ампера.
14. На тонких нитях висит горизонтально расположенный стержень длиной 2 м и массой 0,5 кг. Стержень находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, силовые линии которого направлены вертикально вниз. На какой угол отклонятся нити от вертикали, если по стержню пропустить ток 5 А?
15. На горизонтальных рельсах, расстояние между которыми 60 см, лежит стержень перпендикулярно им. Определите силу тока, который надо пропустить по стержню, чтобы он начал двигаться. Рельсы и стержень находятся в однородном магнитном поле с индукцией 0,6 Тл, линии индукции поля направлены вертикально вверх. Масса стержня 0,5 кг, коэффициент трения стержня о рельсы 0,1.
16. Горизонтальные рельсы находятся на расстоянии 0,3 м друг от друга. На них лежит стержень, перпендикулярный рельсам. Какой должна быть индукция магнитного поля, чтобы стержень начал двигаться, если по нему пропустить ток 50 А? Коэффициент трения скольжения о рельсы 0,2. Масса стержня 0,5 кг.
17. В однородном магнитном поле с индукцией 0,89 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен проводник из меди длиной 0,2 м. Определите напряжение, приложенное к проводнику, если его сила тяжести уравновешивается силой Ампера. Плотность меди 8900 кг/м2, удельное сопротивление 1,7·10-8 Ом·м.
18. Прямой проводник с током 1 А приобрел под действием перпендикулярного ему магнитного поля ускорение 2 м/с2. Площадь поперечного сечения проводника 1 мм2, плотность его материала 2500 кг/м3. Найдите индукцию поля. Силой трения пренебречь.
19. Прямой проводник длиной 10 см подвешен горизонтально на двух нитях в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл. Вектор индукции горизонтален и перпендикулярен проводнику. На сколько изменится сила натяжения каждой нити, если по проводнику пропустить ток 10 А?
20. Однородный провод, согнутый в форме квадрата, свободно вращается вокруг горизонтальной оси, совпадающей с одной из сторон квадрата. Рамка находится в однородном вертикальном магнитном поле. Если по проводу течет ток 2 А, рамка отклоняется от вертикали на 30°. При какой силе тока угол отклонения будет равен 60°?
21. Вдоль диэлектрической наклонной плоскости, образующей угол α = 30° с горизонтом, может скользить металлический стержень массой 1 кг (рис. 1). Какой минимальный ток нужно пропустить по стержню, чтобы он оставался в покое, если вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл, направленной вниз? Длина стержня 0,5 м, коэффициент трения 0,2.
22. Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (рис. 2). По стержню протекает ток. Угло наклона плоскости α = 30°. Отношение массы стержня к его длине 0,1 кг/м. Модуль индукции магнитного поля 0,2 Тл. Ускорение стержня 1,9 м/с2. Чему равна сила тока в стержне?
23. Стержень длиной 20 см подвешен на тонких гибких проводах. На какую высоту поднимется стержень, подвешенный в горизонтальном магнитном поле с индукцией 5 Тл, если через него пропустить ток силой 15 А в течение 1 мс? Смещением стержня во время пропускания тока пренебречь. Масса стержня 100 г.
24. Определить силу тока, протекающего по плоскому контуру площадью 5 см², находящемуся в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, если максимальный механический момент, действующий со стороны поля, равен 0,25 мН·м. Ответ дать в амперах.
25. Рамка площадью 100 см² помещена в однородное магнитное поле с индукцией 0,5 Тл. Найти значение максимального момента сил, действующих на рамку, если в ней течет ток силой 1000 А. Ответ дать в ньютон-метрах.
26. В однородном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл на контур действует максимальный момент сил, равный 0,05 Дж. Найти произведение площади контура на силу тока в нем. Ответ дать в А·м².
27. Прямой проводник длиной 1 м и током 3 А помещен в однородное магнитное поле с индукцией 0,2 Тл. Определить модуль силы, действующей на проводник со стороны поля, если направление тока составляет с линиями индукции угол 30°. Ответ дать в ньютонах.
28. Проводник с током, согнутый в виде прямого угла, расположен в однородном магнитном поле перпендикулярно силовым линиям. Определить в градусах угол между силами Ампера, действующими на стороны этого угла.
29. На проводник с током действует со стороны однородного магнитного поля сила Ампера, равная 4 Н. Определить модуль силы Ампера, если силу тока в проводнике увеличить вдвое, не изменяя его ориентации. Ответ дать в ньютонах.
30. На прямолинейный проводник с площадью сечения 0,2 см² в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл действует максимально возможная для поля сила Ампера, численно равная силе тяжести. Найти плотность материала проводника, если сила тока равна 5 А. Ответ дать в кг/м³.
31. На линейный проводник с током 2 А, расположенный в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл перпендикулярно силовым линиям поля, действует сила 0,1 Н. Определить длину проводника. Ответ дать в метрах.
32. На проводник с током действует со стороны однородного магнитного поля с индукцией 0,1 Тл сила Ампера, равная 3 Н. Определить модуль силы Ампера, если индукцию поля увеличить на 0,2 Тл, а силу тока в проводнике и его ориентацию оставить без изменения. Ответ дать в ньютонах.
33. На линейный проводник с током 5 А со стороны однородного магнитного поля действует сила 0,15 Н. Определить длину проводника, если индукция поля 0,02 Тл и проводник расположен под углом 30° к силовым линиям поля. Ответ дать в метрах.
34. На изолированный проводник с током действует со стороны однородного магнитного поля сила Ампера, равная 6 Н. Какая по модулю сила будет действовать на проводник со стороны поля, если его сложить пополам, не отключая от источника тока? Подводящие ток провода находятся вне поля. Ответ дать в ньютонах.
35. В горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл находится линейный проводник, масса единицы длины которого 0,01 кг. Ток какой минимальной силы должен протекать по проводнику, чтобы он висел, не падая? Ответ дать в амперах.
36. Найти модуль равнодействующей сил, действующих на проводник в форме квадрата площадью 100 см² со стороны однородного магнитного поля с индукцией 1 Тл, если все стороны квадрата перпендикулярны силовым линиям, а сила тока в проводнике равна 10 А. Ответ дать в ньютонах.
37. Магнитное поле образовано наложением двух однородных полей с индукцией 0,3 Тл и 0,4 Тл, силовые линии которых взаимно перпендикулярны. Определить модуль вектора магнитной индукции получившегося поля. Ответ дать в теслах.
38. При наложении двух однородных полей модуль вектора индукции результирующего поля оказался равным 0,3 Тл. Определить максимально возможное значение модуля индукции второго поля, если модуль индукции первого поля равен 0,2 Тл. Ответ дать в теслах.
39. В некоторой области пространства происходит наложение двух однородных магнитных полей с равными значениями модулей индукции. Определить в градусах угол между линиями индукции этих полей, если модуль индукции результирующего поля равен модулю индукции любого из полей по отдельности.