- •Часть 2
- •Нижний Новгород 2005
- •Содержание
- •Электростатика
- •1.1. Электрическое поле в вакууме Основные определения
- •1.2. Электрическое поле в диэлектриках Основные определения
- •1.3. Проводники. Конденсаторы. Энергия электрического поля Основные определения
- •1.4. Примеры решения задач
- •2.1. Плотность тока. Подвижность носителей заряда Основные определения
- •Постоянный ток
- •2.2. Электродвижущая сила. Правила Кирхгофа
- •2.3. Работа и мощность в цепях постоянного тока
- •2.4. Примеры решения задач
- •Магнитостатика
- •3.1. Магнитное поле в вакууме Основные определения
- •3.2. Сила Лоренца. Сила Ампера1 Основные определения
- •3.3. Магнитное поле в веществе Основные определения
Магнитостатика
3.1. Магнитное поле в вакууме Основные определения
Магнитное поле точечного заряда, движущегося со скоростью
:
, (3.1а)
где
радиус-вектор, проведенный от заряда.
Закон Био - Савара:
или
. (3.1б)
Поток
вектора
через произвольную замкнутую поверхность
:
. (3.1в)
Циркуляция вектора , как функция алгебраической суммы токов , пронизывающей контур циркуляции:
. (3.1г)
Магнитный момент плоского контура с током :
, (3.1д)
где правовинтовая нормаль к площади контура.
В круговом витке радиусом
мм, изготовленном из тонкого провода,
циркулирует ток
А.
Найти магнитную индукцию: а) в центре
витка; б) на оси витка в точке, отстоящей
от центра на расстоянии
мм.
Найти магнитную индукцию
,
создаваемую прямым бесконечно длинным
проводником, по которому течет ток
на расстоянии
от проводника.
Определить величину магнитной индукции , создаваемую током , текущим по прямому тонкому проводу (рис.3.1) в точках 1 и 2. Расстояния и от этих точек до провода, а также углы
и
считать известными.П
о
двум длинным параллельным проводам,
находящимся на расстоянии
см
друг от друга, протекают токи
А.
Определить индукцию
магнитного
поля в точке, находящейся на расстоянии
см
от
каждого провода. Задачу решить для
случаев, когда токи текут: а) в одном
направлении; б) навстречу друг другу.Найти индукцию магнитного поля в центре прямоугольного контура, если известны его диагональ , угол между диагоналями и сила тока в контуре .
Найти индукцию магнитного поля в центре контура, представляющего собой равносторонний треугольник со стороной . Сила тока в контуре .
Сила тока в проводнике, состоящем из прямого участка длиной и полуокружности радиусом (рис.3.2), равна I. Определить магнитную индукцию ,создаваемую в точке О, являющейся центром полуокружности.
Круговой виток радиусом
см
расположен относительно бесконечно
длинного провода так, что его плоскость
параллельна проводу. При этом нормаль
к плоскости витка направлена точно на
провод (рис.3.3). Сила тока в проводе
А,
сила тока в витке
А.
Расстояние от точки О (центра витка)
до провода
см.
Определить магнитную индукцию в центре
витка.П
ровод
с током
изогнут, как показано на рис. 3.4,а-г.
Определить в каждом случае магнитную
индукцию
в центре закруглений (точка О). Параметры,
изображенные на рисунках, считать
известными.Полусфера радиусом ориентирована относительно однородного магнитного поля так, что магнитный поток
через нее принимает максимальное
значение. Чему он равен?
П
о
длинному проводнику цилиндрической
формы течет однородный ток плотностью
.
Радиус сечения проводника равен
.
Найти индукцию магнитного поля
как функцию расстояния
от оси проводника.
То же, если плотность тока
,
где
и
– положительные постоянные.Определить индукцию магнитного поля тока, равномерно распределенного: а) по плоскости с линейной плотностью1
;
б) по двум параллельным плоскостям с
линейными плотностями
и
.Однородный ток плотностью
течет внутри неограниченной пластины
толщиной
параллельно ее поверхности. Найти
индукцию магнитного поля как функцию
расстояния
от средней плоскости пластины.Найти плотность тока как функцию расстояния от оси аксиально-симметричного параллельного потока электронов, если индукция магнитного поля внутри потока зависит от как
,
где
и
– положительные постоянные.Соленоид представляет собой катушку длиной и радиусом сечения
(рис.3.5). На катушку вплотную намотано
витков из тонкого провода, по которым
течет ток
.
Найти индукцию магнитного поля в точках
1 и 2.Н
а
тороид, размеры которого указаны на
рис.3.6, вплотную намотано
витков из тонкого провода. Сила тока
в витках равна
.
Найти индукцию
в плоскости симметрии тороида как
функцию расстояния
от его центра.Определить магнитный момент
:
а) соленоида (задача 3.16);
б) контура, изображенного на рис.3.4г;
в) тороида (задача
3.17, при
условии
).Тонкое кольцо массой
г
и радиусом
см
несет заряд, равномерно распределенный
с линейной плотностью
нКл/м.
Кольцо равномерно вращается с частотой
с-1
относительно оси, перпендикулярной
плоскости кольца и проходящей через
ее центр. Определить: а) магнитный
момент
кругового
тока, создаваемого кольцом; б) отношение
магнитного момента к моменту импульса
кольца.Сфера радиусом , несущая на себе равномерно распределенный по ее поверхности заряд , вращается вокруг своей оси симметрии с угловой скоростью
.
Найти магнитный момент
этой сферы.То же для шара, заряд которого равномерно распределен по его объему.
