Задачи по электромагнетизму

№57 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ РЕЗИСТИВНОГО ПРОВОДА.

1. Найти падения напряжения Uв сопротивлениях R1=4 Ом, R2=2 Ом и R3=4 Ом, если амперметр показывает ток I1=3 А. Найти токи I2 и J3 в сопротивлениях R2 и R3.

2. Два параллельно соединенных элемента с одинаковыми ЭДС ɛ1=ɛ2=2 В и внутренними сопротивлениями r1=1 Ом и r2=1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R=1,4 Ом. Найти ток I в каждом из элементов и во всей цепи.

3. Имеются два одинаковых элемента с ЭДС ɛ=2 В и внутренним сопротивлением r=0,3 Ом. Как надо соединить эти элементы (последовательно или параллельно, чтобы получить больший ток, если внешнее сопротивление : а) R= 0,2 Ом) R=16 Ом? Найти ток в каждом из этих случаев.

4. Элемент, амперметр и некоторое сопротивление соединены последовательно. Если взять сопротивление из медной проволоки длиной l= 100 м и поперечным сечением S= 2 мм2, то амперметр показывает ток I1=1,43 А. Если же взять сопротивление из алюминиевой проволоки длиной l= 57,3 м и поперечным сечением S= 1 мм2, то амперметр показывает ток I2 = 1 А. Сопротивление амперметра RA = 0,05 Ом. Найти ЭДС ɛ элемента и его внутреннее сопротивление r.

5. ЭДС батареи ɛ= 120 В, сопротивления R3= 20 Ом и R4= 25 Ом. Падение потенциала на сопротивлении R1 равно U1=40 В. Амперметр показывает ток I= 2A. Найти сопротивление R2.

№30 ИЗМЕРЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ПРОВОДАХ.

1. Требуется передать энергию от батареи с ЭДС ɛ= 500 В на расстояние l =2,5 км. Потребляемая мощность Р= 10 кВт. Найти минимальные потери мощности ΔР в сети, если диаметр медных проводящих проводов d= 1,5 см.

2. От генератора с ЭДС ɛ= 110 В требуется передать энергию на расстояние l=250 м. Потребляемая мощность Р = 1кВт. Найти минимальное сечение S медных проводящих проводов, если потери мощности в сети не должны превышать 1%.

3. Имеется 120-вольтовая электрическая лампочка мощность Р=49 Вт. Какое добавочное сопротивление Rнадо включить последовательно с лампочкой, чтобы она давала нормальный накал при напряжении в сети Uo=220 В? Какую длину l нихромовой проволоки диаметром d=0,3 мм надо взять, чтобы получить такое сопротивление?

4. Найти внутренне сопротивление r генератора, если известно, что мощность Р, выделяющаяся о внешней цепи, одинакова при внешних сопротивлениях R1= 5 Ом и R2= 0,2 Ом. Найти КПД η генератора в каждом из этих случаев.

5. Элемент замыкают сначала на внешнее сопротивление R1=2 Ом, а затем на внешнее сопротивление R2=0,5 Ом. Найти ЭДС ɛ источника и его внутреннее сопротивление r, если известно, что в каждом из этих случаем мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова и равна Р=2,54 Вт.

№29 ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЛЬВАНОМЕТРА МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.

1. Амперметр с сопротивлением RA=0,16 Ом зашунтирован сопротивлением R=0, 04 Ом. Амперметр показывает ток Io=8А. Найти ток в цепи.

2. Имеется амперметр, предназначенный для измерения токов до I=10 А, с сопротивлением RA=0,18 Ом, шкала которого разделена на 100 дел. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим амперметром можно было измерять ток до Io = 100 А? Как изменится при этом цена деления амперметра?

3. Имеется амперметр, предназначенный для измерения токов до I=15 мА, с сопротивлением RA=5 Ом. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим амперметром можно было измерять: а) ток до Io = 150 мА; б) разность потенциалов Uo=150 В?

4. Имеется вольтметр, предназначенный для измерения разности потенциалов до U=30 В, с сопротивлением RV=2 кОм, шкала которого разделена на 150 делений. Какое сопротивление R надо взять и как его включить, чтобы этим вольтметром можно было измерять разности потенциалов до Uo=75 В? Как измениться при этом цена деления вольтметра?

№22 МОСТИК УИТСТОНА КАК ПРИМЕР РАЗВЕТВЛЁННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ.

1. Найти токи в отдельных ветках мостика Уитстона при условии, что через гальванометр идет ток I=0. ЭДС элемента ɛ=2 В, сопротивления R1= 30 Ом, R2= 45 Ом и R3= 200 Ом.

2. Батареи имеют ЭДС ɛ1= 2 В, ɛ2= 4 В и ɛ3 = 6 В, сопротивления R1=4 Ом, R2=6 Ом и R3= 8 Ом. Найти токи I во всех участках цепи.

3. Батареи имеют ЭДС ɛ1= 30 В и ɛ2= 5 В, сопротивления R2= 10 Ом и R3= 20 Ом. Через амперметр течет ток I= 1 А, направленный от R3 к R1. Найти сопротивление R1.

4. Батареи имеют ЭДС ɛ1= 110 В и ɛ2= 220 В, сопротивления R1=R2= 100 Ом. R3=500 Ом. Найти показания амперметра.

№62 ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ ИНДУКЦИОННЫМ МЕТОДОМ.

1. На рисунке изображены сечения двух прямолинейных бесконечно длинных проводников с токами. Расстояние между проводниками АВ = 10 см, токи I1= 20 А и I2= 30 А. Найти напряженность Н магнитного поля, вызванного токами I1 и I2 в точках М1, М2 и М3. Расстояния М1А = 2 см, АМ2 = 4 см и ВМ3 = 3 см.

2. В центре кругового проволочного витка создается магнитное поле напряженностью В центре кругового проволочного витка создается магнитное поле напряженностью Н при разности потенциалов U1 на концах витка. Какую надо приложить разность потенциалов U2, чтобы получить такую же напряженность магнитного поля в центре витка вдвое большего радиуса, сделанного из той же проволоки?

3. Обмотка соленоида состоит из N витков медной проволоки, поперечное сечение которой S = 1 мм2. Длина соленоида l = 25 см, его сопротивление R = 0,2 Ом. Найти индуктивность L соленоида.

4. В магнитном поле, индукция которого В= 0,05 Тл, вращается стержень длиной l= 1 м с угловой скоростью ω= 20 рад/с. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна магнитному полю. Найти ЭДС индукции ɛ, возникающую на концах стержня.