Зубов В.Г., Шальнов В.П. Сборник задач по физике

Подождите немного. Документ загружается.



431. Íàðèñóéòå êàðòèíó ðàñïðåäåëåíèÿ ëèíèé èíäóê-

öèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïðÿìîëèíåéíîãî òîêà.

432. Èçâåñòíî, ÷òî åñëè â äëèííîì ïðÿìîëèíåéíîì

ïðîâîäå ñèëà òîêà I, òî ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ ïîëÿ, ñî-

çäàííîãî ýòèì ïðîâîäíèêîì, ðàâíà B = µ

rπ

, ãäå

= 4π10

7

Ãí/ì  ìàãíèòíàÿ ïîñòîÿííàÿ, r  ðàññòîÿ-

íèå îò òî÷êè ïîëÿ äî ïðîâîäà ñ òîêîì. Íàéäèòå èíäóê-

öèþ B ìàãíèòíîãî ïîëÿ â òî÷êå, íàõîäÿùåéñÿ íà ðàññòî-

ÿíèè r = 5 ñì îò ïðîâîäà, åñëè ñèëà òîêà I = 2 À.

433. Ìàãíèòíîå ïîëå â íåêîòîðîé òî÷êå À ñëàãàåòñÿ

èç ìàãíèòíîãî ïîëÿ Çåìëè, èìåþùåãî ãîðèçîíòàëüíóþ

ñîñòàâëÿþùóþ èíäóêöèè, ìîäóëü êîòîðîé ðàâåí

= 6,4π10

6

Òë, è ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ñîçäàííîãî ïðÿ-

ìîëèíåéíûì ïðîâîäíèêîì, ñèëà òîêà â êîòîðîì I = 5 À.

Êàê ñëåäóåò ðàñïîëîæèòü ïðîâîä ñ òîêîì îòíîñèòåëüíî

òî÷êè À, ÷òîáû èíäóêöèÿ

ðåçóëüòèðóþùåãî ìàãíèò-

íîãî ïîëÿ â ýòîé òî÷êå áûëà íàïðàâëåíà ïî âåðòèêàëè?

434. Ïðîâîä ñ òîêîì ðàñïîëîæåí òàê, êàê ýòî ïðåäóñ-

ìîòðåíî â çàäà÷å 433. Â êàêèõ òî÷êàõ ïðîñòðàíñòâà ìî-

äóëü èíäóêöèè

ðåçóëüòèðóþùåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ

áóäåò ðàâåí íóëþ, åñëè âåðòèêàëüíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ

èíäóêöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ Çåìëè ðàâíà ïî ìîäóëþ

= 1,6π10

5

Òë?

435. Â áåñêîíå÷íîé ïðÿìîëèíåéíîé òîíêîñòåííîé òðó-

áå ñèëà òîêà I. Òîê ðàñïðåäåëåí ðàâíîìåðíî ïî âñåìó

ñå÷åíèþ òðóáû. Íàéäèòå èíäóêöèþ Â ìàãíèòíîãî ïîëÿ

âíóòðè òðóáû.

436. Òîê òå÷åò ââåðõ ïî âíóòðåííåìó ïðî-

âîäó êîàêñèàëüíîãî êàáåëÿ è âîçâðàùàåòñÿ

íàçàä ïî âíåøíåé îáîëî÷êå êàáåëÿ; ñèëà

òîêà ðàâíà I (ðèñ. 133). Íàéäèòå èíäóêöèþ B

ìàãíèòíîãî ïîëÿ â òî÷êàõ, ëåæàùèõ âíóò-

ðè êàáåëÿ.

437. Â øèðîêîì ñîñóäå ñî ñëàáûì ðàñòâî-

ðîì ñåðíîé êèñëîòû ïëàâàåò ïðîáêà ñ ïðîïó-

ùåííûìè ñêâîçü íåå äâóìÿ íåáîëüøèìè ïëà-

ñòèíêàìè  ìåäíîé è öèíêîâîé. Ïëàñòèí-

Ðèñ. 133



êè ñâåðõó çàìêíóòû ìåäíîé ïðîâîëîêîé.

×òî áóäåò ïðîèñõîäèòü ñ òàêîé ïðîáêîé,

åñëè ê íåé ïðèáëèçèòü ïîëþñ ñèëüíîãî ìàã-

íèòà?

438. Â îäíîì èç îïûòîâ, îáíàðóæèâàâ-

øèõ âîçíèêíîâåíèå ìàãíèòíûõ ïîëåé ïðè

ëþáûõ ïåðåìåùåíèÿõ ýëåêòðè÷åñêèõ çà-

ðÿäîâ, íåêîòîðûé çàðÿä ïîìåùàëñÿ íà ìàñ-

ñèâíûé äèñê, êîòîðûé çàòåì ïðèâîäèëñÿ

â áûñòðîå âðàùåíèå. Ìàãíèòíîå ïîëå ïî-

ìåùåííîãî íà äèñê çàðÿäà îáíàðóæèâàëîñü

ñ ïîìîùüþ ìàãíèòíîé ñòðåëêè, ðàñïîëî-

æåííîé íàä ïðèáîðîì (ðèñ. 134). Îïðåäå-

ëèòå íàïðàâëåíèå îòêëîíåíèÿ ñòðåëêè,

åñëè íà äèñê ïîìåùåí îòðèöàòåëüíûé çà-

ðÿä è äèñê âðàùàåòñÿ â óêàçàííîì íà ðè-

ñóíêå íàïðàâëåíèè.

439. Äëÿ èçìåðåíèÿ ñèëû òîêà èíîãäà

ïðèìåíÿþò òàê íàçûâàåìûé òàíãåíñ-ãàëüâàíîìåòð (ðèñ. 135),

ñîñòîÿùèé èç ìàëåíüêîé ìàãíèòíîé ñòðåëêè, ïîäâåøåí-

íîé íà ëåãêîé íèòè â öåíòðå êîëüöà ñ òîêîì. Ïëîñêîñòü

êîëüöà ðàñïîëàãàþò ñòðîãî â ïëîñêîñòè ìàãíèòíîãî ìå-

ðèäèàíà. Ðàäèóñ êîëüöà R = 10 ñì, ìîäóëü ãîðèçîíòàëü-

íîé ñîñòàâëÿþùåé èíäóêöèè çåìíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ B

= 6,4π10

6

Òë. Íà êàêîé óãîë α ïîâåðíåòñÿ ñòðåëêà

òàíãåíñ-ãàëüâàíîìåòðà, åñëè ñèëà òîêà â êîëüöå ðàâíà

I = 1 À?

440. Ñèëà òîêà I â êîëüöå òàíãåíñ-ãàëüâàíîìåòðà (ñì.

ðèñ. 135) òàêîâà, ÷òî â öåíòðå êîëüöà èíäóêöèÿ ìàãíèò-

íîãî ïîëÿ ðàâíà ïî ìîäóëþ B = 3,2π10

6

Òë. Êîëüöî

ïðè ïðîïóñêàíèè òîêà ïîâîðà÷èâàþò âñëåä çà ñòðåëêîé.

Íà êàêîé óãîë α íóæíî ïîâåðíóòü êîëüöî, ÷òîáû ñòðåë-

êà ïðè ðàâíîâåñèè ëåæàëà â ïëîñêîñòè êîëüöà?

441. Èçâåñòíî, ÷òî èíäóêöèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ âíóòðè

ñîëåíîèäà ïðîïîðöèîíàëüíà ñèëå òîêà I è ÷èñëó âèòêîâ,

ïðèõîäÿùèõñÿ íà åäèíèöó äëèíû ñîëåíîèäà

, ò.å.

B =

, ãäå N  ïîëíîå ÷èñëî âèòêîâ ñîëåíîèäà,

Ðèñ. 134

Ðèñ. 135

!

l  åãî äëèíà, µ

= 4π10

7

Ãí/ì. Íàéäèòå èíäóêöèþ

ìàãíèòíîãî ïîëÿ B âíóòðè äëèííîãî ñîëåíîèäà, íàìî-

òàííîãî èç ïðîâîëîêè äèàìåòðîì D = 0,5 ìì, åñëè ñèëà

òîêà â ñîëåíîèäå ðàâíà I = 2 À. Âèòêè ïðîâîëîêè ðàñïî-

ëîæåíû íà ñîëåíîèäå ïëîòíî äðóã ê äðóãó.

§ 26. Ñèëà, äåéñòâóþùàÿ â ìàãíèòíîì

ïîëå íà ïðîâîäíèê ñ òîêîì

Óìåÿ äîâîëüíî õîðîøî ïðèìåíÿòü ïðàâèëî ëåâîé

ðóêè äëÿ ñëó÷àÿ, êîãäà íàïðàâëåíèå òîêà ïåðïåíäèêóëÿðíî ê

íàïðàâëåíèþ ëèíèé èíäóêöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ó÷àùèåñÿ ñ

áîëüøèì òðóäîì ìîãóò èñïîëüçîâàòü ýòî ïðàâèëî äëÿ îïðåäå-

ëåíèÿ íàïðàâëåíèÿ ñèëû, äåéñòâóþùåé íà ïðîâîäíèê â ñëó-

÷àå, êîãäà òîê è ëèíèè èíäóêöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ ñîñòàâëÿþò

äðóã ñ äðóãîì îñòðûå óãëû.

Åùå áîRëüøèå òðóäíîñòè èñïûòûâàþò ó÷àùèåñÿ ïðè îïðåäå-

ëåíèè õàðàêòåðà äâèæåíèÿ ïðîâîäíèêà â ñëó÷àå, êîãäà íà ðàç-

íûõ ó÷àñòêàõ ïðîâîäíèêà ëèíèè èíäóêöèè ñîñòàâëÿþò ðàçíûå

óãëû ñ íàïðàâëåíèåì òîêà. Ñòîëü æå òðóäíûì îêàçûâàåòñÿ äëÿ

ó÷àùèõñÿ è ó÷åò âëèÿíèÿ íåîäíîðîäíîñòè ïîëÿ íà ïîâåäåíèå

ïðîâîäíèêà â ïðîñòåéøèõ ñëó÷àÿõ. Âñå çàäà÷è íàñòîÿùåãî ïà-

ðàãðàôà ïîñâÿùåíû ðàññìîòðåíèþ ýòèõ ñëó÷àåâ. Ïðè ðåøåíèè

çàäà÷ íåîáõîäèìî âíèìàòåëüíî ïðîñëåäèòü ïîðÿäîê ïðèìåíåíèÿ

ïðàâèëà ëåâîé ðóêè äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñèë, äåéñòâóþùèõ íà îò-

äåëüíûå ýëåìåíòû ïðîâîäíèêîâ â ðàçëè÷íûõ óñëîâèÿõ.

442. Ïðÿìîëèíåéíûé ïðîâîäíèê ñ òîêîì ðàñïîëîæåí

íàä ïîëþñàìè äóãîîáðàçíîãî ìàãíèòà (ðèñ. 136). Ïðî-

âîäíèê ìîæåò ñâîáîäíî ïåðåìåùàòüñÿ âî âñåõ íà-

ïðàâëåíèÿõ. ×òî áóäåò ïðîèñõîäèòü ñ

ïðîâîäíèêîì ïîä âîçäåéñòâèåì ïîëÿ

ìàãíèòà, åñëè òîê ïðîõîäèò â óêàçàí-

íîì íà ðèñóíêå íàïðàâëåíèè?

443. Îêîëî ñèëüíîãî äëèííîãî ìàã-

íèòà ðàñïîëîæåí ãèáêèé ñâîáîäíûé ïðî-

âîäíèê. Êàê ðàñïîëîæèòñÿ ïðîâîäíèê,

åñëè ïî íåìó ïðîïóñòèòü òîê â íàïðàâ-

ëåíèè îò ñåâåðíîãî ê þæíîìó ïîëþñó

ìàãíèòà?

Ðèñ. 136

"

444. Â äâóõ ñâîáîäíûõ, ñêðåùèâàþùèõñÿ ïîä ïðÿìûì

óãëîì ïðÿìîëèíåéíûõ ïðîâîäíèêàõ ñèëû òîêîâ ðàâíû

è I

. Íàïðàâëåíèÿ òîêîâ óêàçàíû íà ðèñ. 137. Êàê çà

ñ÷åò âçàèìîäåéñòâèÿ ìàãíèòíûõ ïîëåé òîêîâ èçìåíèòñÿ

ðàñïîëîæåíèå ïðîâîäíèêîâ äðóã îòíîñèòåëüíî äðóãà?

445. Ïðÿìîëèíåéíûé ïðîâîäíèê ïðîõîäèò âäîëü îñè

êðóãîâîãî ïðîâîäíèêà (ðèñ. 138). Ñèëû òîêîâ â ïðîâîäíè-

êàõ ðàâíû ñîîòâåòñòâåííî I

è I

. Íàïðàâëåíèÿ òîêîâ óêà-

çàíû íà ðèñ. 138. Ñ êàêîé ñèëîé âçàèìîäåéñòâóþò òîêè?

446. Ìÿãêàÿ ñïèðàëüíàÿ ïðóæèíà ñâîáîäíî âèñèò.

Íèæíèé êîíåö ïðóæèíû ïîãðóæåí â ÷àøå÷êó ñ ðòóòüþ.

Ïðóæèíà è ÷àøå÷êà ïîäêëþ÷åíû ê èñòî÷íèêó ïîñòîÿí-

íîãî òîêà (ðèñ. 139). ×òî ïðîèçîéäåò ñ ïðóæèíîé ïðè

çàìûêàíèè öåïè?

447. Ïó÷îê ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûõ ÷àñòèö âëåòàåò

ñî ñêîðîñòüþ

â îäíîðîäíîå ìàãíèòíîå ïîëå ïåðïåíäè-

êóëÿðíî ê ëèíèÿì èíäóêöèè

ýòîãî ïîëÿ. Ïî êàêîé

òðàåêòîðèè äâèæóòñÿ ÷àñòèöû â òàêîì ìàãíèòíîì ïîëå?

448. Âîçëå áåñêîíå÷íîãî ïðÿìîëèíåéíîãî ïðîâîäíèêà

A ñ òîêîì I

ðàñïîëîæåí ïîäâèæíûé îäíîðîäíûé ïðÿìî-

ëèíåéíûé ïðîâîäíèê CD êîíå÷íîé äëèíû òàê, ÷òî îí

ëåæèò ïî îäíó ñòîðîíó îò ïðîâîäíèêà À â ïëîñêîñòè,

ïðîõîäÿùåé ÷åðåç íåãî (ðèñ. 140). Êàê áóäåò ïåðåìåùàòü-

ñÿ ïðîâîäíèê ÑD, åñëè ïî íåìó ïðîïóñòèòü

òîê â óêàçàííîì íà ðèñóíêå íàïðàâëåíèè?

Êàê áóäåò ïåðåìåùàòüñÿ ïðîâîäíèê CD,

åñëè â íåì èçìåíèòü íàïðàâëåíèå òîêà íà

ïðîòèâîïîëîæíîå?

449. Äâà êðóãîâûõ ïðîâîäíèêà ïðèáëè-

çèòåëüíî îäèíàêîâîãî äèàìåòðà ðàñïîëîæå-

Ðèñ. 137 Ðèñ. 138 Ðèñ. 139

Ðèñ. 140

#

íû âî âçàèìíî ïåðïåíäèêóëÿðíûõ ïëîñêîñòÿõ òàê, êàê

ïîêàçàíî íà ðèñ. 141. ×òî ïðîèçîéäåò ñ ïðîâîäíèêàìè,

åñëè ïî íèì ïðîïóñòèòü òîêè â óêàçàííûõ íà ðèñóíêå

íàïðàâëåíèÿõ?

450. Ïðîâîëî÷íîå êîëüöî ñ òîêîì ñâîáîäíî âèñèò íà

ìÿãêèõ ïîäâîäÿùèõ ïðîâîäàõ (ðèñ. 142). Ê íåìó ïîäíî-

ñèòñÿ ñåâåðíûì ïîëþñîì ãîðèçîíòàëüíî ðàñïîëîæåííûé

ìàãíèò. ×òî ïðîèçîéäåò ñ êîëüöîì? ×òî ïðîèçîéäåò ñ

êîëüöîì, åñëè â íåì èçìåíèòü íàïðàâëåíèå òîêà íà ïðî-

òèâîïîëîæíîå?

451. Ìåäíûé äèñê óêðåïëåí íà ãîðèçîíòàëüíîé îñè è

ïîìåùåí ìåæäó ïîëþñàìè ñèëüíîãî äóãîîáðàçíîãî ìàãíè-

òà òàê, ÷òî ñåâåðíûé ïîëþñ ìàãíèòà ðàñïîëîæåí ñïðàâà

(ðèñ. 143). Íèæíèé êðàé äèñêà ïîãðóæåí â ÷àøå÷êó ñ ðòó-

òüþ. Îñü äèñêà è ÷àøå÷êà ïîäêëþ÷åíû ê èñòî÷íèêó ïîñòî-

ÿííîãî òîêà. ×òî ïðîèçîéäåò ñ äèñêîì ïðè çàìûêàíèè öåïè?

452. Âáëèçè áåñêîíå÷íîãî ïðÿìîëèíåéíîãî ïðîâîäà ñ

òîêîì ïîäâåøåíà íà íèòè ëåãêàÿ ïðÿìîóãîëüíàÿ ðàìêà

(ðèñ. 144). ×òî ïðîèçîéäåò ñ ðàìêîé, åñëè ïî íåé ïðîïó-

ñòèòü òîê â óêàçàííîì íà ðèñóíêå íàïðàâëåíèè?

453. Ïðÿìîóãîëüíàÿ ðàìêà ñ òîêîì ðàñïîëîæåíà â îä-

íîðîäíîì ìàãíèòíîì ïîëå òàê, ÷òî åå îñü ÎÎ ïåðïåíäè-

Ðèñ. 141 Ðèñ. 142 Ðèñ. 143

Ðèñ. 144 Ðèñ. 145

$

êóëÿðíà ê ëèíèÿì èíäóêöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ (ðèñ. 145).

Óêàæèòå íàïðàâëåíèå ñèë, äåéñòâóþùèõ íà ñòîðîíû ðàì-

êè ÂÑ è AD. Êàê èçìåíÿþòñÿ ýòè ñèëû ïðè èçìåíåíèè

ïîëîæåíèÿ ðàìêè âî âðåìÿ âðàùåíèÿ?

§ 27. Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ

454. Ý. X. Ëåíö â ñâîåé ðàáîòå «Îá îïðåäåëåíèè íà-

ïðàâëåíèÿ èíäóêöèîííûõ òîêîâ», â êîòîðîé âïåðâûå

áûëî èçëîæåíî çíàìåíèòîå ïðàâèëî Ëåíöà, îïèñàë ðÿä

îïûòîâ ïî îïðåäåëåíèþ íàïðàâëåíèÿ èíäóêöèîííûõ òî-

êîâ. Â ÷àñòíîñòè, îí ðàññìîòðåë ñëó÷àé âîçíèêíîâåíèÿ

èíäóêöèîííîãî òîêà â êðóãîâîì ïðîâîäíèêå ïðè åãî ïî-

âîðîòå íà 90° îòíîñèòåëüíî äðóãîãî êðóãîâîãî ïðîâîäíè-

êà ñ òîêîì (ðèñ. 146). Îïðåäåëèòå íàïðàâëåíèå èíäóêöè-

îííîãî òîêà, âîçíèêàþùåãî â ïîäâèæíîì ïðîâîäíèêå À

ïðè åãî ïîâîðîòå íà 90° îòíîñèòåëüíî ïðîâîäíèêà Â â

íàïðàâëåíèè, óêàçàííîì ñòðåëêîé.

455. Ïðÿìîëèíåéíûé ïðîâîäíèê CD êîíå÷íîé äëèíû

ðàñïîëîæåí ïåðïåíäèêóëÿðíî ê áåñêîíå÷íîìó ïðÿìîëè-

íåéíîìó ïðîâîäíèêó À ñ òîêîì (ðèñ. 147). Ïðîâîäíèê

CD äâèæåòñÿ ïàðàëëåëüíî ñàìîìó ñåáå, âäîëü ëèíèè òîêà

â ïðîâîäíèêå À. Îïðåäåëèòå íàïðàâëåíèå èíäóêöèîííî-

ãî òîêà, âîçíèêàþùåãî â ïðîâîäíèêå CD, åñëè íàïðàâëå-

íèå äâèæåíèÿ ïðîâîäíèêà CD ñîâïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì

òîêà â ïðîâîäíèêå À. Êàê áóäåò íàïðàâëåí èíäóêöèîí-

íûé òîê, åñëè ïðîâîäíèê CD áóäåò äâèãàòüñÿ â ïðîòèâî-

ïîëîæíîì íàïðàâëåíèè?

Ðèñ. 146 Ðèñ. 147

%

456. Â îäíîì èç îïûòîâ Ý. X. Ëåíöà ïîñòîÿííûé ìàã-

íèò ðàñïîëàãàëñÿ âäîëü ìàãíèòíîãî ìåðèäèàíà. Ïàðàë-

ëåëüíî ìàãíèòó ðàñïîëàãàëñÿ ïðÿìîëèíåéíûé ïðîâîä-

íèê. Ìàãíèò áûñòðî ïîâîðà÷èâàëñÿ íà 90° ñåâåðíûì ïî-

ëþñîì: îäèí ðàç íà âîñòîê, äðóãîé ðàç  íà çàïàä. Îïðå-

äåëèòå íàïðàâëåíèå èíäóêöèîííîãî òîêà â ñëó÷àå,

åñëè ïðîâîäíèê ðàñïîëîæåí: à) íàä ìàãíèòîì; á) ïîä

ìàãíèòîì.

457. Ìåäíûé äèñê ðàñïîëîæåí ìåæäó ïîëþñàìè ìàã-

íèòà òàê, êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 143. Â ïîêàçàííóþ íà

ðèñóíêå ýëåêòðè÷åñêóþ öåïü âìåñòî èñòî÷íèêà òîêà âêëþ-

÷åí ãàëüâàíîìåòð. Îïðåäåëèòå íàïðàâëåíèå èíäóêöèîí-

íîãî òîêà, âîçíèêàþùåãî ïðè âðàùåíèè äèñêà: à) ïî ÷à-

ñîâîé ñòðåëêå; á) ïðîòèâ ÷àñîâîé ñòðåëêè.

458. Äâà ïàðàëëåëüíûõ ïðÿìîóãîëüíûõ ïðîâîäíèêà

ñáëèæàþòñÿ äðóã ñ äðóãîì. Ïî îäíîìó èç íèõ ïðîõîäèò

òîê I

. Îïðåäåëèòå íàïðàâëåíèå èíäêóêöèîííîãî òîêà I

âîçíèêàþùåãî â äðóãîì ïðîâîäíèêå. Êàêîâî áóäåò íà-

ïðàâëåíèå èíäóêöèîííîãî òîêà ïðè óäàëåíèè ïðîâîäíè-

êîâ?

459. Þæíûé ïîëþñ ìàãíèòà óäàëÿåòñÿ ñ íåêîòîðîé

ñêîðîñòüþ v, îò ìåòàëëè÷åñêîãî êîëüöà, êàê ïîêàçàíî íà

ðèñ. 148. Îïðåäåëèòå íàïðàâëåíèå èíäóêöèîííîãî òîêà

â êîëüöå.

460. Íåáîëüøàÿ ïðîâîëî÷íàÿ ïðÿìîóãîëüíàÿ ðàìêà

ñâîáîäíî ïàäàåò â ïðîñòðàíñòâå ìåæäó øèðîêèìè ïîëþ-

ñàìè äîñòàòî÷íî ñèëüíîãî ýëåêòðîìàãíèòà (ðèñ. 149). Îï-

ðåäåëèòå íàïðàâëåíèÿ èíäóêöèîííûõ òîêîâ, âîçíèêàþ-

ùèõ â ðàìêå ïðè ïðîõîæäåíèè îñüþ ðàìêè OO ïîëîæå-

íèé A, B è Ñ. Êàê áóäåò äâèãàòüñÿ ðàìêà íà ýòèõ ó÷àñò-

êàõ?

Ðèñ. 148

Ðèñ. 149

&

461. Íåáîëüøîé ìàÿòíèê, ñî-

ñòîÿùèé èç ìåòàëëè÷åñêîé íèòè,

øàðèêà è îñòðèÿ, ïîãðóæåííîãî â

÷àøå÷êó ñ ðòóòüþ (ðèñ. 150), âêëþ-

÷åí â ýëåêòðè÷åñêóþ öåïü. Ìàÿò-

íèê ïîìåùåí â ïðîñòðàíñòâî ìåæ-

äó øèðîêèìè ïîëþñàìè ýëåêòðî-

ìàãíèòà è ñîâåðøàåò êîëåáàíèÿ â

ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ê

ëèíèÿì èíäóêöèè ìàãíèòíîãî

ïîëÿ. Âî âðåìÿ êîëåáàíèé îìòðèå ìàÿòíèêà îñòàåòñÿ ïî-

ãðóæåííûì â ðòóòü. Êàê ñêàçûâàåòñÿ äåéñòâèå ìàãíèòíî-

ãî ïîëÿ íà õàðàêòåðå êîëåáàíèé ìàÿòíèêà? Êàêîâû áóäóò

íàïðàâëåíèÿ òîêîâ, âîçíèêàþùèõ â öåïè ìàÿòíèêà?

462. Ìåäíûé ïðîâîä, âêëþ÷åííûé â çàìêíóòóþ öåïü,

îêðóæåí òîëñòîé æåëåçíîé îáîëî÷êîé (ðèñ. 151) è âíî-

ñèòñÿ âìåñòå ñ íåé â ïðîñòðàíñòâî ìåæäó ïîëþñàìè ýëåê-

òðîìàãíèòà. Æåëåçíàÿ îáîëî÷êà âûïîëíÿåò ïî îòíîøå-

íèþ ê ïðîâîäó ðîëü ìàãíèòíîé çàùèòû. Âîçíèêíåò ëè â

ïðîâîäå ÝÄÑ èíäóêöèè?

463. Ñàìîëåò ëåòèò âäîëü ìàãíèòíîãî ìåðèäèàíà. Îäèíà-

êîâû ëè ïîòåíöèàëû êîíöîâ êðûëüåâ ñàìîëåòà? Èçìåíèòñÿ

ëè ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ, åñëè ñàìîëåò ïîëåòèò ïî êàêîìó-

ëèáî äðóãîìó íàïðàâëåíèþ ñ òîé æå ïî ìîäóëþ ñêîðîñòüþ?

464. Ïðîâîëî÷íàÿ ïðÿìîóãîëüíàÿ ðàìêà âðàùàåòñÿ ñ

ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ v âîêðóã îäíîé èç ñâîèõ ñòîðîí,

ïàðàëëåëüíûõ ðàñïîëîæåííîìó ðÿäîì ñ ðàìêîé ïðÿìî-

ëèíåéíîìó ïðîâîäó ñ òîêîì I (ðèñ. 152). Ïðè êàêèõ ïî-

ëîæåíèÿõ ðàìêè â íåé âîçíèêàþò íàèáîëüøàÿ è íàè-

ìåíüøàÿ ÝÄÑ èíäóêöèè?

Ðèñ. 151 Ðèñ. 152

Ðèñ. 153

Ðèñ. 150

'

465. Äâà êðóãîâûõ ïðîâîäíèêà A è Â ðàñïîëîæåíû

ïåðïåíäèêóëÿðíî äðóã ê äðóãó, êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 153.

Áóäåò ëè â ïðîâîäíèêå À âîçíèêàòü èíäóêöèîííûé òîê

ïðè èçìåíåíèÿõ òîêà â êîíòóðå Â?

IV. ÎÏÒÈÊÀ

§ 28. Ïðèðîäà ñâåòà

Â äàííîì ïàðàãðàôå ïðèâåäåí ðÿä çàäà÷ íà ïðèìå-

íåíèå ïðîñòåéøèõ ñîîòíîøåíèé âîëíîâîé è êâàíòîâîé îïòè-

êè. Ïðè ðåøåíèè çàäà÷ ýòîãî ïàðàãðàôà ñëåäóåò îáðàòèòü âíè-

ìàíèå íà òî, êàê èçìåíÿþòñÿ ïðè ïåðåõîäå èç îäíîé ñðåäû â

äðóãóþ äëèíà âîëíû è ñêîðîñòü, õàðàêòåðèçóþùèå ñâåòîâóþ

âîëíó. Â ñâÿçè ñ íåïîíèìàíèåì õàðàêòåðà ýòèõ èçìåíåíèé è

íåäîñòàòî÷íî ÿñíûì ïîíèìàíèåì èõ ôèçè÷åñêîé ïðèðîäû ó

ó÷àùèõñÿ íåðåäêî âîçíèêàþò çàòðóäíåíèÿ â èñòîëêîâàíèè

ñìûñëà ñîîòíîøåíèÿ c = λν.

Ðåêîìåíäóåòñÿ ðåøåíèå çàäà÷ ýòîãî ïàðàãðàôà âåñòè ñ îäíî-

âðåìåííûì ïîâòîðåíèåì ìàòåðèàëà ïî ó÷åáíèêó.

466. Èçâåñòíî, ÷òî ñêîðîñòü ñâåòà ñ è äëèíà ñâåòîâîé

âîëíû λ ñâÿçàíû ñ ÷àñòîòîé êîëåáàíèé ν ñîîòíîøåíèåì

ñ = λν. Íàñêîëüêî èçìåíèòñÿ äëèíà âîëíû êðàñíîãî ñâå-

òà ïðè ïåðåõîäå èç âàêóóìà â ñòåêëî, åñëè ïîêàçàòåëü

ïðåëîìëåíèÿ ñòåêëà n = 1,5, à ÷àñòîòà êîëåáàíèé, ñîîò-

âåòñòâóþùàÿ êðàñíîìó ñâåòó, ν = 410

Ãö?

467. Èçâåñòíî, ÷òî ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ êàêîãî-

ëèáî âåùåñòâà ðàâåí îòíîøåíèþ ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíå-

íèÿ ñâåòà â âàêóóìå ê ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñâåòà â

äàííîé ñðåäå. Áûëî íàéäåíî, ÷òî ïîêàçàòåëü ïðåëîìëå-

íèÿ îäíîãî èç ñîðòîâ ñòåêëà äëÿ êðàñíîãî ñâåòà n

= 1,50,

äëÿ ôèîëåòîâîãî  n

= 1,54. Íàéäèòå ñêîðîñòè ðàñïðîñ-

òðàíåíèÿ c′

è c′

ýòèõ âîëí â ñòåêëå.

468. Ï. À. ×åðåíêîâ è Ñ. È. Âàâèëîâ ýêñïåðèìåíòàëü-

íî îáíàðóæèëè, ÷òî êîãäà ýëåêòðîí äâèæåòñÿ â êàêîé-

ëèáî ñðåäå ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ, ïðåâîñõîäÿùåé ñêî-

ðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñâåòà â ýòîé ñðåäå, òî îí íà÷èíà-



åò èçëó÷àòü ñâåò. Äî òàêîé ìèíèìàëüíîé ñêîðîñòè v ñëå-

äóåò ðàçîãíàòü ýëåêòðîí, ÷òîáû ìîãëî âîçíèêíóòü òàêîå

èçëó÷åíèå ïðè äâèæåíèè ýëåêòðîíà â ñðåäå ñ ïîêàçàòå-

ëåì ïðåëîìëåíèÿ ï =1,5?

469. Îáúÿñíèòå ïðè÷èíû ïîÿâëåíèÿ ðàäóæíûõ ïîëîñ

â òîíêèõ ïëåíêàõ íåôòè íà ïîâåðõíîñòè âîäû.

470. Åñëè òîíêóþ ìûëüíóþ ïëåíêó ðàñïîëîæèòü

âåðòèêàëüíî, òî ãîðèçîíòàëüíûå èíòåðôåðåíöèîííûå

ïîëîñû áóäóò ñ òå÷åíèåì âðåìåíè ïåðåìåùàòüñÿ âíèç,

îäíîâðåìåííî íåñêîëüêî èçìåíÿÿ ñâîþ øèðèíó. ×åðåç

íåêîòîðîå âðåìÿ â âåðõíåé ÷àñòè ïëåíêè âîçíèêíåò áûñ-

òðî óâåëè÷èâàþùååñÿ ÷åðíîå ïÿòíî, è âñêîðå ïîñëå ýòî-

ãî ïëåíêà ðàçîðâåòñÿ. Îáúÿñíèòå ïðè÷èíû, âûçûâàþùèå

äâèæåíèå ïîëîñ, è ïðîèñõîæäåíèå ÷åðíîãî ïÿòíà.

471. Êàê èçìåíèòñÿ êàðòèíà êîëåö Íüþòîíà, åñëè

ïðîñòðàíñòâî ìåæäó ëèíçîé è ïëîñêèì ñòåêëîì çàïîë-

íèòü æèäêîñòüþ, ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ êîòîðîé áîëü-

øå ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ìàòåðèàëà ëèíçû, íî ìåíü-

øå ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ñòåêëà?

472. Â îïòè÷åñêèõ ïðèáîðàõ äëÿ óìåíüøåíèÿ ïîòåðü

ýíåðãèè ñâåòà ïðè îòðàæåíèè îò ïîâåðõíîñòåé ëèíç øè-

ðîêî ïðèìåíÿåòñÿ ìåòîä «ïðîñâåòëåíèÿ îïòèêè», ðàçðà-

áîòàííûé È. Â. Ãðåáåíùèêîâûì, À. À. Ëåáåäåâûì è

À. Í. Òåðåíèíûì. Â îñíîâå ýòîãî ìåòîäà ëåæèò ñëåäóþ-

ùåå ÿâëåíèå. Åñëè ïîâåðõíîñòü ñòåêëà ïîêðûòü òîíêîé

ïðîçðà÷íîé ïëåíêîé, ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ êîòîðîé

ìåíüøå ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ñòåêëà è òîëùèíà êî-

òîðîé ðàâíà ÷åòâåðòè äëèíû âîëíû ïàäàþùåãî ñâåòà, òî

èíòåíñèâíîñòü ñâåòà, îòðàæåííîãî îò òàêîé ïëàñòèíêè,

áóäåò ðàâíà íóëþ, è âåñü ñâåò áóäåò ïðîõîäèòü ñêâîçü

ïëàñòèíêó. Ïî÷åìó ïðè íàíåñåíèè ïëåíêè ïîâåðõíîñòü

ñòåêëà ïåðåñòàåò îòðàæàòü ñâåò? Ïî÷åìó òîëùèíà ïëåí-

êè äîëæíà áûòü ðàâíà ÷åòâåðòè äëèíû âîëíû ïàäàþùå-

ãî ñâåòà? Ïî÷åìó ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ ïëåíêè äîë-

æåí áûòü ìåíüøå ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ñòåêëà?

473. Ñâåòîâîé ïîòîê ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîòîê îòäåëü-

íûõ ôîòîíîâ, èëè, èíà÷å, êâàíòîâ ñâåòà. Ýíåðãèÿ êàæ-

äîãî ôîòîíà E = hν, ãäå h = 6,6310

34

Äæñ  ïîñòîÿí-

íàÿ Ïëàíêà, à ν  ÷àñòîòà ñâåòîâîé âîëíû. Íàéäèòå ýíåð-