10. Magnetyzm

Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl
1
Pełne rozwiązania wszystkich zadań znajdują się w
książce: „Jak rozwiązywać zadania z fizyki”. Informacje
o książce możesz uzyskać przysyłając e-mail na adres:
[email protected]
10. Magnetyzm
10.1. Indukcja magnetyczna 5
01. Z przewodnika o długości 9,86cm wykonano kołową pętlę. Oblicz indukcję pola
magnetycznego środku pętli, gdy płynie przez nią prąd o natężeniu 15A. Przenikalność
magnetyczna próżni wynosi 4π⋅10-7N/A2.
02. Przez dwa długie równoległe przewodniki odległe o l=10cm płyną w przeciwne strony
prądy o jednakowym natężeniu I=10A. Oblicz indukcję pola magnetycznego w środku
odległości między nimi.
03.T Obliczyć wartość indukcji pola magnetycznego w środku kwadratów
przedstawionych na rysunkach. Natężenie prądu we wszystkich przewodach wynosi I = 1A,
a długość boku kwadratu a = 0,1m. Zakładamy, że przewodniki są nieskończenie długie.
Strzałki pokazują, w którą stronę płynie prąd.
a)
b)
c)
04.T Izolowany drut o długości a=100m i o średnicy d =2mm (liczonej wraz z izolacją)
nawinięto na walec o promieniu r=5cm tak, że zwoje przylegają ciasno jeden do drugiego.
Przez otrzymany w ten sposób solenoid przepuszczono prąd stały o natężeniu I=6A.
Zakładamy, że długość drutu jest znacznie większa zarówno od jego średnicy, jak i od
promienia walca.
a) jaka będzie indukcja magnetyczna wewnątrz tego solenoidu ?
b) jak zmieni się indukcja magnetyczna gdyby ten sam drut nawinąć na walec w dwie
warstwy?
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl
2
05. Ile zwojów powinna mieć pętla z drutu o długości 1m, aby przy natężeniu prądu
10mA wytworzyć w jej środku pole magnetyczne o natężeniu 3,14 A/m ?
10.2 Oddziaływania magnetyczne 7
01.T Przewodnik miedziany o średnicy 0,2mm ułożono prostopadle do linii pola
magnetycznego. Jaka była indukcja magnetyczna pola, jeżeli po podłączeniu napięcia 12V
na przewodnik zaczęła działać siła 2N? Opór właściwy miedzi wynosi 0,017Ω⋅mm²/m.
(Wykonaj rysunek, zaznacz kierunek prądu oraz wektor siły działających na pręt).
B
02.T Oblicz maksymalny wypadkowy moment siły działający
na prostokątną ramkę o powierzchni 200cm2, gdy płynie przez
nią prąd o natężeniu 1A. Ramka umieszczona jest w polu
magnetycznym o indukcji 10T zwróconym pionowo w
dół. Zaznacz na rysunku wektory sił.
A
C
D
+
B
-
03.T W polu magnetycznym prostopadle do kierunku indukcji magnetycznej B
umieszczono miedziany przewodnik o długości l=0,1 m i masie m=10g zawieszony na
dwóch elastycznych miedzianych drucikach. Oblicz ile wynosi wartość indukcji
magnetycznej B jeżeli w trakcie przepływu prądu druciki odchyliły się od pionu o 10stopni,
przepływający prąd miał natężenie I=2A, masę drucików zaniedbujemy.
04.T
Proton poruszający się z szybkością v=105m/s wpada w jednorodne pole
magnetyczne o indukcji B=0,4T pod kątem α=450 do kierunku wektora indukcji
magnetycznej B . Oblicz promień i skok śruby, po której będzie się poruszał proton.
05. Z jaką szybkością porusza się proton, jeżeli bez odchylenia od swojego pierwotnego
kierunku przechodzi przez układ wzajemnie prostopadłych pól: magnetycznego o indukcji
B=4T i elektrycznegoo natężeniu
E=103V/m. Proton porusza się w kierunku prostopadłym

zarówno do wektora E , jak i B . Wykonaj rysunek i zaznacz wektory działających sił.
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl
3
06.T W polu magnetycznym o indukcji 0,2T umieszczono poziomo metalowy pręt o
gęstości 9000kg/m3 prostopadle do linii pola, również poziomych. Oblicz natężenie prądu,
który musiałby płynąć przez pręt, aby siła elektrodynamiczna zrównoważyła siłę ciężkości.
Średnica pręta wynosi 2mm. Wykonaj rysunek, zaznacz kierunek prądu oraz wektory sił
działających na pręt.
07.T Na równi pochyłej o kącie nachylenia α = 30°
położono metalowy pręt o średnicy d=4mm. Pole
magnetyczne o indukcji B = 1 T jest prostopadłe do
podstawy równi i zwrócone do góry. Oblicz natężenie
prądu płynącego przez pręt gdy pozostaje on w
spoczynku? Gęstość metalu wynosi ρ = 9000

B
kg
. Na
m3
rysunku zaznacz, w którą stronę płynie prąd oraz
wektory działających sił. Tarcie pomijamy.
α
Pełne rozwiązania wszystkich zadań znajdują się w
książce: „Jak rozwiązywać zadania z fizyki”. Informacje
o książce możesz uzyskać przysyłając e-mail na adres:
[email protected]
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl