Магнитные явления класс, октябрь 11 Проверочная работа № 2

Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Е.В. АЛЕКСЕЕВА [email protected],
ЧУСОШПервая Школа, г. Москва
11 класс, октябрь
Проверочная работа № 2
Магнитные явления
Вариант 1
1. Задание по рисункам:
2. Какое поле называется магнитным? Каковы его свойства?
3. Что произойдёт, если к экрану электронно-лучевой трубки (в телевизоре,
например) поднести магнит?
4. На проводник длиной 20 см действует сила 8 Н. Определите индукцию, если ток в проводнике 40 А, а угол между проводником и полем 30°.
5. Определите силу, действующую на протон, движущийся в поле с индукцией
2 мТл со скоростью 4 Мм/с.
6. Катушка из 200 витков со сторонами 10 и 5 см находится в поле с индукцией 0,05 Тл. Определите максимальный вращающий момент, действующий
на катушку, если сила тока в ней 2 А.
7. Найдите скорость заряда, который, пройдя участок с ускоряющим напряжениемU и попав в поле с индукцией B, описал окружность радиусом R.
№ 1: 1 + 1 + 2 балла; № 2, 3: 2 балла; №4, 5: 3 балла; № 6: 5 баллов; № 7: 6 баллов
Оценочная шкала для базового курса (2 часа в неделю):
5–8 баллов: «3»; 9–12 баллов: «4»; 13–16 баллов: «5»; более 16 баллов: «5/5»
Оценочная шкала для углублённого курса (5 и более часов в неделю):
8– 12 баллов: «3»; 13–16 баллов: «4»; 17–20 баллов: «5»; 21–25 баллов: «5/5»
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Вариант 2
1. Задание по рисункам:
2. Что называется магнитной бурей? магнитной аномалией?
3. Можно ли получить магнит только с одним магнитным полюсом?
4. Определите силу, действующую на проводник длиной 20 см в поле индукцией 5 Тл, если сила тока равна 2 А. Поле перпендикулярно проводнику.
5. На заряженную частицу со стороны магнитного поля индукцией 0,1 Тл действует сила 8 · 10-12 Н. Частица движется со скоростью 40 Мм/с перпендикулярно полю. Найдите заряд частицы.
6. Сила тока в горизонтальном проводнике длиной 20 см и массой 4 г равна
10 А. Найдите индукцию такого поля, перпендикулярного проводнику, в котором сила тяжести проводника уравновесилась бы силой Ампера.
7. Электрон, влетающий в магнитное поле под углом 60° к вектору индукции,
движется по спирали диаметром 10 см с периодом обращения 60 мкс.
Определите скорость электрона.
№ 1: 1 + 1 + 2 балла; № 2, 3: 2 балла; №4, 5: 3 балла; № 6: 5 баллов; № 7: 6 баллов
Оценочная шкала для базового курса (2 часа в неделю):
5–8 баллов: «3»; 9–12 баллов: «4»; 13–16 баллов: «5»; более 16 баллов: «5/5»
Оценочная шкала для углублённого курса (5 и более часов в неделю):
8– 12 баллов: «3»; 13–16 баллов: «4»; 17–20 баллов: «5»; 21–25 баллов: «5/5»
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Вариант 3
1. Задание по рисункам:
2. Каковы устройство и принцип действия громкоговорителя?
3. По какой траектории движется заряженная частица в магнитном поле, если
скорость частицы перпендикулярна полю?
4. Определите силу, действующую на проводник длиной 5 см в поле с индукцией 2 мТл, если сила тока равна 1,5 А. Поле перпендикулярно проводнику.
5. С какой скоростью влетел электрон в полесиндукцией 10 Тл перпендикулярно полю, если на него со стороны этого поля действует сила 8 · 10-11 Н?
6. Рамка площадью 400 см2помещена в поле с индукцией 0,1 Тл так, что плоскость рамки перпендикулярна полю. При какой силе тока на рамку будет
действовать вращающий момент 20 мН · м?
7. Протон и альфа-частица влетают в поле перпендикулярно индукции с одинаковыми скоростями. Сравните периоды обращения частиц.
№ 1: 1 + 1 + 2 балла; № 2, 3: 2 балла; №4, 5: 3 балла; № 6: 5 баллов; № 7: 6 баллов
Оценочная шкала для базового курса (2 часа в неделю):
5–8 баллов: «3»; 9–12 баллов: «4»; 13–16 баллов: «5»; более 16 баллов: «5/5»
Оценочная шкала для углублённого курса (5 и более часов в неделю):
8– 12 баллов: «3»; 13–16 баллов: «4»; 17–20 баллов: «5»; 21–25 баллов: «5/5»
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Вариант 4
1. Задание по рисункам:
2. Какова единица магнитной индукции? Как она выражается через другие
единицы СИ? Сформулируйте определение этой единицы.
3. Почему струя расплавленного металла сужается, когда по ней пропускают
ток?
4. С какой силой действует поле индукцией 10 мТл на проводник длиной
10 см, сила тока в котором 50 а, если поле и проводник перпендикулярны?
5. Определите силу, действующую на электрон, летящий в поле с индукцией
4 Тл со скоростью 8 Мм/с.
6. Протон в магнитном поле индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом
10 см. Найдите скорость протона.
7. По кольцу радиусом 2,5 см, сделанному из проволоки сечением 1,5 мм 2, течёт ток 2 А. Кольцо помещено в поле с индукцией 0,1 Тл. Определиту механическое напряжение в кольце.
№ 1: 1 + 1 + 2 балла; № 2, 3: 2 балла; №4, 5: 3 балла; № 6: 5 баллов; № 7: 6 баллов
Оценочная шкала для базового курса (2 часа в неделю):
5–8 баллов: «3»; 9–12 баллов: «4»; 13–16 баллов: «5»; более 16 баллов: «5/5»
Оценочная шкала для углублённого курса (5 и более часов в неделю):
8– 12 баллов: «3»; 13–16 баллов: «4»; 17–20 баллов: «5»; 21–25 баллов: «5/5»
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Вариант 5
1. Задание по рисункам:
2. Чем объясняются магнитные свойства вещества? Перечислите виды магнетиков.
3. Докажите, что антипараллельные токи отталкиваются.
4. Под каким углом расположен прямолинейный проводник к полю индукцией
15 Тл, если на каждые 10 см длины проводника действует сила 3 Н, когда
по нему проходит ток 4 А?
5. Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 10 Мм/св магнитном поле индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции?
6. Электрон влетает в поле со скоростью 16 000 км/с перпендикулярно его линиям. Определите индукцию, если электрон движется в поле по окружности
радиусом 1 см.
7. В магнитном поле индукцией 49 мТл подвешен на нитях проводник длиной
20 см и массой 10 г. На какой угол отклонятся нити, если по проводнику
пройдёт ток 2 А?
№ 1: 1 + 1 + 2 балла; № 2, 3: 2 балла; №4, 5: 3 балла; № 6: 5 баллов; № 7: 6 баллов
Оценочная шкала для базового курса (2 часа в неделю):
5–8 баллов: «3»; 9–12 баллов: «4»; 13–16 баллов: «5»; более 16 баллов: «5/5»
Оценочная шкала для углублённого курса (5 и более часов в неделю):
8– 12 баллов: «3»; 13–16 баллов: «4»; 17–20 баллов: «5»; 21–25 баллов: «5/5»
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Вариант 6
1. Задание по рисункам:
2. Что называется магнитной проницаемостью? Какие значения она может
принимать?
3. Имеются две спицы, одна из которых намагничена. Как узнать, какая намагничена, не пользуясь ничем, кроме самих спиц?
4. Какова длина проводника, если на него со стороны поля индукцией 2 Тл
действует сила 2 Н при силе тока 2 А?
5. Электрон влетает в поле индукцией 0,5 Тл со скоростью 20 000км/с перпендикулярно полю. Определите силу, действующую на электрон со стороны
поля.
6. Под влиянием поля в нём движется проводник с ускорением 2 м/с2. Сечение
проводника 1 мм2, плотность материала 2,5 г/см3, ток в нём 1 А. Определите индукцию поля. Проводник перпендикулярен полю.
7. Определите период обращения электрона в магнитном поле индукцией
4 мТл.
№ 1: 1 + 1 + 2 балла; № 2, 3: 2 балла; №4, 5: 3 балла; № 6: 5 баллов; № 7: 6 баллов
Оценочная шкала для базового курса (2 часа в неделю):
5–8 баллов: «3»; 9–12 баллов: «4»; 13–16 баллов: «5»; более 16 баллов: «5/5»
Оценочная шкала для углублённого курса (5 и более часов в неделю):
8– 12 баллов: «3»; 13–16 баллов: «4»; 17–20 баллов: «5»; 21–25 баллов: «5/5»
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Вариант 7
1. Задание по рисункам:
2. Что называется линиями магнитного поля? Изобразите линии поля постоянного магнита.
3. Почему корпус компаса делают из пластмассы, меди, латуни, но никогда из
железа?
4. Какова сила тока в проводнике длиной 10 см, если в поле индукцией 1 мТл
на него действует сила 1,5 Н? Угол между проводником и полем равен 45°.
5. Определите силу, действующую со стороны поля индукцией 5 мТл на заряд
1 мкКл, движущийся со скоростью 40 км/с перпендикулярно полю.
6. Протон и электрон, влетевшие в магнитное поле, описали окружности одинакового радиуса. Сравните скорости частиц.
7. Горизонтальные рельсы находятся на расстоянии 1 м друг от друга. На них
лежит стержень. Стержень перпендикулярен рельсам. Каким будет ускорение при движении стержня, если по нему пропускают ток 50 А? Коэффициент трения стержня о рельсы 0,2, масса стрежня 500 г. Вектор магнитной
индукции лежит в вертикальной плоскости, перпендикулярной рельсам,
направлен под углом 30° к стержню и равен по модулю 100 мТл.
№ 1: 1 + 1 + 2 балла; № 2, 3: 2 балла; №4, 5: 3 балла; № 6: 5 баллов; № 7: 6 баллов
Оценочная шкала для базового курса (2 часа в неделю):
5–8 баллов: «3»; 9–12 баллов: «4»; 13–16 баллов: «5»; более 16 баллов: «5/5»
Оценочная шкала для углублённого курса (5 и более часов в неделю):
8– 12 баллов: «3»; 13–16 баллов: «4»; 17–20 баллов: «5»; 21–25 баллов: «5/5»
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Вариант 8
1. Задание по рисункам:
2. Как образуются естественные магниты? Как изготавливаются искусственные магниты?
3. Доказать, что параллельные токи притягиваются?
4. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тлперпендикулярно линиям
индукциинаходится проводник длиной 70 см, по которому течёт ток силой
70А. Определите силу, действующую на проводник.
5. В направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции, влетает в
магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найти индукцию поля, если
электрон описал в поле окружность радиусом 1 см.
6. Найдите мощность, затрачиваемую на перемещение проводника с током
10 А со скоростью 7 м/с, направленной перпендикулярно магнитному полю с
индукцией 1,4 Тл. Длина проводника 30 см.
7. Электрон, пройдя разность потенциалов 220 В, попадает в поле с индукцией 5 мТл и описывает окружность радиусом 1 см. Определите массу электрона.
№ 1: 1 + 1 + 2 балла; № 2, 3: 2 балла; №4, 5: 3 балла; № 6: 5 баллов; № 7: 6 баллов
Оценочная шкала для базового курса (2 часа в неделю):
5–8 баллов: «3»; 9–12 баллов: «4»; 13–16 баллов: «5»; более 16 баллов: «5/5»
Оценочная шкала для углублённого курса (5 и более часов в неделю):
8– 12 баллов: «3»; 13–16 баллов: «4»; 17–20 баллов: «5»; 21–25 баллов: «5/5»
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Вариант 9
1. Задание по рисункам:
2. Какие магниты называются мягкими? жёсткими? Каково применение тех и
других?
3. Почему магнитное поле катушки интенсивнее поля прямого провода при
одинаковых прочих условиях?
4. Какова индукция магнитного поля, в которой на проводник с длиной активной части 5см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А, проводник расположен перпендикулярно вектору индукции магнитного поля.
5. В магнитном поле, индукция которого 49 мТл, движется частица с зарядом
1 нКлсо скоростью 1 м/с. Векторы скорости и магнитной индукции взаимноперпендикулярны.
6. Плоская прямоугольная катушка из N=100 витков со сторонами a =10 см и
b=20 см находится в однородном магнитном поле с индукциейВ=0.1 Тл. Каков максимальный вращающий момент может действовать на катушку, если
сила тока в катушке I=2A?
7. В камере лабораторной установки создано магнитное поле, вектор магнитной индукции которого направлен вертикально вверх и равен по модулю
1,2 мТл. В камеру влетает протон с кинетической энергией 5,3 МэВ. Вектор
скорости протона направлен горизонтально. Определите радиус кривизны
траектории.
№ 1: 1 + 1 + 2 балла; № 2, 3: 2 балла; №4, 5: 3 балла; № 6: 5 баллов; № 7: 6 баллов
Оценочная шкала для базового курса (2 часа в неделю):
5–8 баллов: «3»; 9–12 баллов: «4»; 13–16 баллов: «5»; более 16 баллов: «5/5»
Оценочная шкала для углублённого курса (5 и более часов в неделю):
8– 12 баллов: «3»; 13–16 баллов: «4»; 17–20 баллов: «5»; 21–25 баллов: «5/5»
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Вариант 10
1. Задание по рисункам:
2. Какие преимущества имеют электромагниты по сравнению с постоянными
магнитами?
3. Почему в метро используют только электрические двигатели, а не тепловые?
4. С какой силой действует магнитное поле с индукцией 10 мТл на проводник,
в котором сила тока 50 А, если длина активной части проводника 0,1м? Вектор и индукции поля и ток взаимно перпендикулярны.
5. В однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,1 Тл в вакууме
движется электрон со скоростью 3·106 м/с. Чему равна сила, действующая
на электрон, если угол между направлением скорости электрона и линиями
индукции равен 90°?
6. Частица массой 10−4 г, несущая заряд 10−7 Кл, движется в плоскости, перпендикулярной однородному магнитному полю с индукцией 1 Тл. Найдите
период обращения частицы. Силу тяжести не учитывать.
7. Проводник массой 0,2 кг и длиной 0,6 м лежит на горизонтальных рельсах,
расположенных в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл, силовые
линии которого горизонтальны и направлены вдоль рельсов . Если пропустить по проводнику ток 20 А (ток направлен на нас), то для того, чтобы
сдвинуть проводник влево, требуется приложить горизонтальную силу
0,5 Н. Какая минимальная сила потребуется для этого, если направление
тока в проводнике изменить на противоположное?
№ 1: 1 + 1 + 2 балла; № 2, 3: 2 балла; №4, 5: 3 балла; № 6: 5 баллов; № 7: 6 баллов
Оценочная шкала для базового курса (2 часа в неделю):
5–8 баллов: «3»; 9–12 баллов: «4»; 13–16 баллов: «5»; более 16 баллов: «5/5»
Оценочная шкала для углублённого курса (5 и более часов в неделю):
8– 12 баллов: «3»; 13–16 баллов: «4»; 17–20 баллов: «5»; 21–25 баллов: «5/5»
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Ответы к проверочной работе «Магнитные явления»
Вариант №
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Простая задача
№4
2 Тл
2Н
0, 15 мН
0,05 Н
30°
0,5 м
21 кА
4,9 Н
40 мТл
50 мН
Простая задача
№5
1,3 · 10-15 Н
2 · 10-19 Кл
50 Мм/с
5,1 · 10-12 Н
3,2 · 10-13 Н
1,6 · 10-12 Н
0,2 мН
5,7 мТл
49 · 10-12 Н
4,8 · 10-14 Н
Задача средней
сложности № 6
0,1 Н · м
0,02 Тл
5А
0,1 Мм/с
9 мТл
5 мТл
1900:1
29,4 Вт
0,4 Н ·м
6,28 с
Задача повышенной сложности № 7
2U/(R· B)
6 км/с
2:1
3,3 кН/м2
45°
8,9 · 10-9 с
8 м/с2
9,1 ·10-31 кг
280 м
2Н
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
Журнал «Физика-Первое сентября» № 8/2012
№ 1: 1 + 1 + 2 балла; № 2, 3: 2 балла; №4, 5: 3 балла; № 6: 5 баллов; № 7: 6 баллов
Оценочная шкала для базового курса (2 часа в неделю):
5–8 баллов: «3»; 9–12 баллов: «4»; 13–16 баллов: «5»; более 16 баллов: «5/5»
Оценочная шкала для углублённого курса (5 и более часов в неделю):
8– 12 баллов: «3»; 13–16 баллов: «4»; 17–20 баллов: «5»; 21–25 баллов: «5/5»