Question

1) На прямой проводник длинной 50 см. расположенный перпендикулярно магнитному полю с индукцией 20 мТл действует сила 0.15Н. Определите значение силы тока, протекающего в проводнике. 2) Электрон движется со скоростью 3 Мм/с в однородном магнитном поле с индукцией 0.1 Тл. Чему равна сила действия на электрон, если угол между направлениями скорости электрона и линиями индукции равен 90 градусов? 3) Ток в катушке уменьшился с 12 А до 8 А. При этом энергия магнитного поля тока катушки уменьшилась на 2 Дж. Какова индуктивность катушки и энергия ее магнитного поля в обоих случаях? 4) Почему для переноса горячего проката не применяют подъемный магнитный кран? 5) Опишите устройство и принцип действия микрофона. ЭТО ФИЗИКА (МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ)

Answer 1

1) F=I*B*L*sina  I=F/B*L*sina=0,15/20*10^-3*0,5*1=15 A
2) F=e*B*V*sina=1,6*10^-19*0,1*3*10^6=0,48*10^-13 H
3) W1=L*I1^2/2  W2=L*I2^2/2
dW=W1-W2=0,5*L*(I1^2-I2^2)
L=dW/0,5*(I1^2-I2^2)=2/0,5*(12^2-8^2)=0,05 Гн  W1=0,05*12^2/2=3,6 Дж W2=0,05*8^2/2=1,6 Дж
4) При высоких температурах магнитные свойства подъемника резко уменьшаются.
5) Нет типа микрофона. Под действием звуковых волн металлическая коробочка с угольным порошком совершает колебания. Сопротивление порошка меняется со звуковой частотой. Звуковые колебания преобразуются в ток звуковой частоты

Answer 2

1) Значение силы тока, протекающего в проводнике

Для определения значения силы тока, протекающего в проводнике, можно использовать закон Лоренца, который гласит, что сила, действующая на проводник в магнитном поле, равна произведению силы тока в проводнике на длину проводника и на величину магнитной индукции поля.

Формула для расчета силы, действующей на проводник в магнитном поле, выглядит следующим образом:

F = I * L * B * sin(θ)

где: - F - сила, действующая на проводник (в данном случае 0.15 Н) - I - сила тока в проводнике (неизвестная величина) - L - длина проводника (50 см = 0.5 м) - B - индукция магнитного поля (20 мТл = 0.02 Тл) - θ - угол между направлением силы тока и линиями индукции (90 градусов)

Подставляя известные значения в формулу, получаем:

0.15 = I * 0.5 * 0.02 * sin(90°)

Так как sin(90°) = 1, упрощаем уравнение:

0.15 = I * 0.5 * 0.02 * 1

Решая это уравнение, получаем:

I = 0.15 / (0.5 * 0.02) ≈ 7.5 А

Таким образом, значение силы тока, протекающего в проводнике, составляет около 7.5 А.

2) Сила действия на электрон в магнитном поле

Для определения силы действия на электрон в магнитном поле можно использовать формулу для силы Лоренца:

F = q * v * B * sin(θ)

где: - F - сила, действующая на электрон (неизвестная величина) - q - заряд электрона (элементарный заряд, примерно равный 1.6 * 10^(-19) Кл) - v - скорость электрона (3 мм/с = 0.003 м/с) - B - индукция магнитного поля (0.1 Тл) - θ - угол между направлением скорости электрона и линиями индукции (90 градусов)

Подставляя известные значения в формулу, получаем:

F = (1.6 * 10^(-19)) * 0.003 * 0.1 * sin(90°)

Так как sin(90°) = 1, упрощаем уравнение:

F = (1.6 * 10^(-19)) * 0.003 * 0.1 * 1

Решая это уравнение, получаем:

F ≈ 4.8 * 10^(-23) Н

Таким образом, сила действия на электрон в данном случае составляет примерно 4.8 * 10^(-23) Н.

3) Индуктивность катушки и энергия ее магнитного поля

Для определения индуктивности катушки и энергии ее магнитного поля можно использовать формулы, связывающие эти величины с изменением тока и энергией магнитного поля.

Индуктивность катушки (L) определяется как отношение изменения магнитного потока (ΔΦ) к изменению тока (ΔI):

L = ΔΦ / ΔI

Энергия магнитного поля (W) катушки определяется как половина произведения индуктивности (L) и квадрата тока (I):

W = (1/2) * L * I^2

В данном случае известно, что ток уменьшился с 12 А до 8 А, а энергия магнитного поля уменьшилась на 2 Дж.

Из формулы для индуктивности можно выразить изменение магнитного потока:

ΔΦ = L * ΔI

Подставляя известные значения, получаем:

2 = L * (12 - 8)

Решая это уравнение, получаем:

L = 2 / 4 = 0.5 Гн

Таким образом, индуктивность катушки составляет 0.5 Гн.

Для определения энергии магнитного поля в обоих случаях, подставим известные значения в формулу:

W = (1/2) * L * I^2

- Для начального состояния (ток 12 А):

W1 = (1/2) * 0.5 * (12^2) = 36 Дж

- Для конечного состояния (ток 8 А):

W2 = (1/2) * 0.5 * (8^2) = 16 Дж

Таким образом, энергия магнитного поля катушки в начальном состоянии составляет 36 Дж, а в конечном состоянии - 16 Дж.

4) Почему для переноса горячего проката не применяют подъемный магнитный кран?

Для переноса горячего проката обычно не применяют подъемный магнитный кран по нескольким причинам:

1. Высокая температура: Горячий прокат имеет высокую температуру, что может привести к повреждению магнитного материала и снижению его магнитных свойств.

2. Магнитная намагниченность: При высоких температурах магнитная намагниченность материала снижается, что может существенно снизить грузоподъемность магнитного крана.

3. Опасность для оператора: Работа с горячим прокатом требует специальных мер предосторожности, так как он может быть опасным для оператора. Использование магнитного крана может увеличить риск возникновения аварийных ситуаций.

Вместо подъемного магнитного крана для переноса горячего проката обычно используются другие специализированные устройства, такие как гидравлические тиски или специальные транспортеры, которые обеспечивают безопасность и эффективность переноса горячего материала.

5) Устройство и принцип действия микрофона

Микрофон - это устройство, которое преобразует звуковые колебания в электрические сигналы. Он используется для записи звука или передачи голоса в различных аудио- и коммуникационных системах.

Устройство микрофона включает