|
|
|
|
|
|
N2 |
d |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
N2S2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
N2 d12 |
|
L1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
L |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
. |
||||||||
|
|
|
|
l |
|
|
|
8l |
|
|||||||||
2 |
0 l |
|
|
0 |
|
|
|
0 |
2 |
|
||||||||
|
|
|
2 |
|
|
4 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С |
||
Отношение |
L1 |
2. |
|
L2 |
|
Ответ: 2.
5. Вещество является однородным изотропным парамагнетиком, если воспр мч вость …
Решение
К парамагнет кам относятся вещества, атомы (молекулы) |
|
магнитная |
|
которых |
со ственным магнитным моментом. Однако |
вследств е теплового движения молекул их магнитные моменты ориентированы еспорядочно в отсутствие внешнего магнитного
Ответ: мала, вектор намагниченности направлен в ту же сторону, что и вектор напряженности внешнего магнитного поля.
поля, и намагниченность вещества в этих условиях равна нулю. При |
||
обладают |
|
|
внесении парамагнетика во внешнее магнитное поле устанавливается |
||
преимущественная ориентация |
магнитных моментов атомов |
|
(молекул) в направлении поля. Таким образом, парамагнетик |
||
намагничивается, создавая собственное магнитное поле, совпадающее |
||
А |
||
по направлению с внешним полем и усиливающее его. иамагнитный |
||
эффект наблюдается и в парамагнетике, но он значительно слабее |
||
парамагнитного, поэтому остаётся незаметным. Магнитная |
||
восприимчивость парамагнетиков положительна, значительно меньше |
||
единицы и составляет величину 10-3 |
– 10-6. |
|
Д |
||
|
|
И |
6. При помещении диамагнетика в стационарное магнитное поле ...
Решение
Диамагнетики – вещества, молекулы которых не обладают магнитным моментом. При внесении диамагнетика во внешнее магнитное поле в нём индуцируются элементарные круговые токи,
86
которые создают магнитное поле, противоположное внешнему. Это приводит к ослаблению поля в веществе.
Ответ: у атомов индуцируются магнитные моменты; вектор, намагниченности образца направлен против направления внешнего
поля. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||
7. |
На рисунке представлены графики, отражающие характер |
|||||||||
зависимости |
намагн ченности |
J |
(по J |
1 |
|
|||||
модулю) от напряжённости магнитного |
|
|
2 |
|||||||
Укажите |
|
|
|
|
|
|
|
|||
поля Н. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зав с мость, соответствующую |
|
|
|
|
|||||
ферромагнет кам. |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
||
|
бА |
H |
||||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Решение |
|
|
|
|
||
|
Для ферромагнет ка, в отличие от других видов магнетиков, |
|||||||||
характерны знач тельно |
олее высокие значения намагниченности J. |
|||||||||
С увеличением напряжённости внешнего магнитного поля H |
||||||||||
намагниченность возрастает, причем нелинейно, а затем достигается |
||||||||||
состояние насыщения. |
Осо ые |
свойства |
ферромагнетиков |
|||||||
объясняются их доменной структурой. График под номером 2 |
||||||||||
отражает все перечисленные выше свойства. |
|
|
|
|||||||
|
Ответ: 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. На рисунке представлены графики, отражающие характер |
||||||||||
зависимости величины намагниченности |
J |
|
|
|
||||||
J |
вещества |
(по |
модулю) |
|
от |
|
1 |
2 |
||
|
|
|
||||||||
напряжённости магнитного поляДH. |
||||||||||
Укажите зависимость, соответствующую |
|
|
|
3 |
||||||
парамагнетикам. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
Решение |
|
|
|
|
|
И |
||
|
У парамагнетиков |
вектор |
намагниченности J |
и вектор |
||||||
напряжённости магнитного поля H имеют одинаковое направление.
Вслабых магнитных полях связь намагниченности J с
напряжённостью H магнитного поля в магнетике линейная:
87
J χ 0H, где χ – магнитная восприимчивость, 0 – магнитная постоянная. Следовательно, правильный ответ 4.
Ответ:4.
С |
|
8. Температура Кюри для железа составляет 768 С. При этой |
|
температуре железо является … |
|
|
Решение |
При температуре Кюри ферромагнетик теряет все свои |
|
магнитные свойства |
становится парамагнетиком. Парамагнетики – |
вещества, молекулы которых обладают магнитными моментами, |
|
рованными |
еспорядочно, поэтому парамагнитные вещества |
магнитными свойствами не о ладают. |
|
Ответ: парамагнетиком. |
|
ориент |
|
9. На р сунке показана зависимость проекции вектора индукции |
|
|
магнитного поля B в ферромагнетике от |
|
напряжённости H внешнего магнитного поля. |
|
Участок ОС соответствует … |
|
Решение |
|
На участке ОС при напряжённости |
бА |
|
магнитного поля Н |
магнитная индукция образца равно нулю, т. е. |
образец на этом участке размагничен. Следовательно, участок ОС |
|
соответствует коэрцитивной силе Нс – величине противодействую- |
|
|
Д |
|
И |
щего поля, которое нужно приложить к ферромагнетику для его |
|
размагничивания. |
|
Ответ: коэрцитивной силе ферромагнетика. |
|
10. Утверждение «В любой точке пространства изменяющееся магнитное поле возбуждает вихревое электрическое поле» раскрывает физический смысл уравнений …
Решение
Утверждение «В любой точке пространства изменяющееся магнитное поле возбуждает вихревое электрическое поле» раскрывает
88
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
физический |
смысл первого |
уравнения |
Максвелла |
Edl |
|
|
dS, |
||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
S t |
|
|
характеризующего закон электромагнитной индукции Фарадея в |
|||||||||||||||||||||||||||
интегральной форме. В дифференциальной форме этот закон имеет |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
вид rotE |
|
B |
. Первое из этих уравнений может быть переписано в |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
dФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
виде |
Edl |
|
dS |
|
dt |
, где Ф – магнитный поток, а интеграл |
|||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
S t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Edl |
i |
есть не что ное как электродвижущая сила индукции. |
|
||||||||||||||||||||||||
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
d |
|
|
|
|
|||||
|
Ответ: Edl |
dt |
, rotE |
|
, |
i |
|
. |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
dt |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
бА |
|
|
|
что |
|||||||||||||||||||
11. Ф з ческ й смысл уравнения |
BdS 0 |
заключается в том, |
|||||||||||||||||||||||||
оно оп сывает … |
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Уравнение |
|
Максвелла BdS 0 |
означает, |
|
что |
в природе |
нет |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
магнитных зарядов, на которых начинались бы или заканчивались |
|||||||||||||||||||||||||||
линии магнитной индукции. |
|
|
Д |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Ответ: отсутствие магнитных зарядов. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
12. Полная |
система уравнений Максвелла |
для электромагнитного |
|||||||||||||||||||||||||
поля имеет вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Edl |
|
|
|
|
dS; |
Hdl |
|
j |
|
dS; |
DdS dV; |
BdS 0. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
L |
S t |
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
V |
|
S |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
t |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Следующая система уравнений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Edl |
|
|
|
|
dS; |
Hdl |
|
j |
|
dS; |
DdS 0; |
BdS 0 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
L |
S t |
|
|
|
|
L |
|
|
S |
|
|
t |
|
S |
|
|
|
S |
|
|
|
||||||
справедлива для переменного электромагнитного поля …
Решение
Сопоставляя представленную и полную систему уравнений Максвелла, видим, что в третьем уравнении поток вектора
89
электрического смещения D равен нулю, что говорит об отсутствии электрических зарядов. Таким образом, приведённая система уравнений Максвелла справедлива в отсутствие заряженных тел.
|
Ответ: в отсутствие заряженных тел. |
|
||
|
3.4. Тест по магнитному полю, рекомендуемый для решения |
|||
|
на практических занятиях [4, 5, 6, 7] |
|||
1. |
магн тную |
ндукцию в центре тонкого кольца, по которому |
||
идет ток 10 А. Рад ус кольца равен 5,0 см. |
|
|||
С |
Варианты ответа: |
|
||
|
|
|
||
|
а) 0,26 мТл; |
) 0,13 Тл; |
в) 0,18 мТл; |
г) 0,13 мТл. |
Найти |
|
|
||
2. |
б |
м каждый текут |
||
По двум параллельным проводам длиной 1,0 |
||||
одинаковые токи. Расстояние между проводами равно 4,0 см. Токи взаимодействуют с с лой 2,0 мН. Найти силу тока в проводах.
|
|
Варианты ответа: |
|
|
|||
|
а) 10 А; |
) 20 |
; |
в) 20 ; |
г) 5 А. |
||
|
мА |
|
|||||
|
|
|
Д |
||||
3. Магнитный поток, пронизывающий |
контур, |
изменяется с |
|||||
течением |
времени по |
закону |
аt2, где |
а 0. |
Изменение ЭДС |
||
индукции |
в контуре |
с течением времени |
представлено графически |
||||
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
Варианты ответа: |
И |
|
|
|
а) 1; |
б) 2; в) 3; г) 4. |
|
4. Ток в катушке индуктивности изменяется с течением времени по закону I at. Изменение энергии магнитного поля катушки, по которой течёт этот ток, представлен графически ...
90