Задачи средней трудности. В1. Внутри соленоида без сердечника индукция поля В0 = 2 мТл

В1. Внутри соленоида без сердечника индукция поля В₀ = 2 мТл. Каким станет магнитный поток, если в соле­ноид ввести чугунный сердечник сечением 100 см²? Ис­пользовать рис. 12.10.

В2. Зачем для постоянных магнитов берется твер­дая сталь, а для электромагнитов — мягкая сталь?

В3. Внутрь короткозамкнутой катушки вставлена другая, по которой идет ток от аккумулятора. Во вторую катушку втягивается железный сердечник, вследствие чего в первой катушке индуцируется ток и она нагревается. За счет какой работы производится нагревание?

В4. Шарик из магнитомягкого железа был сначала поме­щён в слабое магнитное поле, а затем – в сильное. Однако во втором случае на него действовала меньшая сила, чем в пер­вом. Когда это возможно?

В5.Поднесите иголку к стрелке компаса и спичкой нагрейте иголку докрасна. Результат опыта объясните.

В6. Какой из электромагнитов, пока­занных на рис. 12.11, обладает большей подъёмной силой (при одинаковой силе тока, числе витков и одинаковом железе)?

Рис. 12.11 Рис. 12.12

В7. Какой из электромагнитов, пока­занных на рис. 12.12, намотан неверно?

Задачи трудные

С1. Лёгкое стальное колесико надето на вертикальную ось. На близком расстоянии от края колесика установлен по­стоянный магнит. В наиболее близком месте от одного из полюсов магнита стальной обод нагревается от спиртовки или газовой горелки (рис. 12.13). Колесо начинает вращаться. Объясните наблю­даемое явление.

Рис. 12.13 Рис. 12.14

С2. При прекращении подачи тока от сети или при соскакивании роликов троллейбуса с проводов в нём автоматически загораются лампочки, питаемые от аккумулятора. Объясните по схеме рис. 12.14 действие такого уст­ройства.

Самоиндукция

Модуль В магнитной индукции, создаваемой током в лю­бом замкнутом контуре, пропорционален силе тока. Так как магнитный поток Ф пропорционален В, то Ф ~ В ~ I. Следовательно, можно утверждать, что

Ф = LI, (13.1)

где L – коэффициент пропорциональности между током в проводящем контуре и созданным им магнитным потоком, пронизывающим этот контур.

Величину L называют индук­тивностью контура. Из формулы (13.1) легко получить значение индуктивности:

.

Итак, индуктивность данного контура численно равна магнитному потоку, создаваемому током в 1 А, текущим в данном контуре. Отсюда размерность индуктивности:

Гн (генри[3]).

Поскольку Ф ~ S, то чем больше площадь контура, тем больше его индуктивность.

Читатель: А от чего зависит индуктивность катушки?

Автор: Во-первых, от площади витков: чем больше S, тем больше Ф. Во-вторых, от числа витков, ведь магнитная индукция в катушке – это суперпозиция полей, создаваемых каждым витком в отдельности. Поэтому чем больше витков, тем больше В, а значит, и Ф. В-третьих, так как под площадью контура S в случае катушки следует понимать суммарную площадь ее витков, значит, чем больше витков, тем больше Ф. В-четвертых, индуктивность катушки зависит от материала сердечника. Если сердечник железный, то магнитная индукция В, а с ней и поток Ф многократно усиливаются.

Задача 13.1.Через соленоид, индуктивность которого L = = 0,4 мГн и площадь поперечного сечения S = 10 см², проходит ток I = 0,5 А. Какова индукция поля внутри соленоида, если он содер­жит N = 100 витков? Поле считать однородным.

»

» 2×10^–3 Тл = 2 мТл.

Ответ: » 2 мТл.

СТОП! Решите самостоятельно: А1, А2, В1, D1.