Lista 5 - Magnetostatyka (I): pr ad elektryczny, siła magnetyczna ,

(1)

prof. dr hab. Antoni C. Mituś Wrocław, 09.03.2015

Fizyka F2

Lista 5 - Magnetostatyka (I): pr ad elektryczny, siła magnetyczna _,

Zadania oznaczone (!)– w pierwszej kolejności; (*) – trudniejsze, (**) – zaawansowane.

Oznaczenia zadań: J: Jezierski i inn., Zadania z rozwi azaniami cz

_,

eść II, Wrocław 1999; G: Griffiths (poniżej).

_,

Literatura: J. Orear, t.1; (b) Halliday, Resnick, Walker Podstawy fizyki t. 3; D. J. Griffiths Podstawy elektrodynamiki .

1. (!) Nat eżenie pr

_,

adu - liczby (HRW)

_,

Przez w aż ogrodowy przepływa 450 cm

_, ³

wody w ci agu jednej sekundy. Ile wynosi nat

_,

eżenie

_,

pr adu ładunku ujemnego?

_,

2. (!) Ruch elektronów przewodnictwa w metalu (HRW)

(a) Ile wynosi pr edkość unoszenia elektronów przewodnictwa w przewodniku miedzianym

_,

o promieniu r = 900 µm, w którym płynie stały pr ad o nat

_,

eżeniu I = 17 mA? Przyj

_,

ać,

_,

że każdy atom miedzi dostarcza jednego elektronu przewodnictwa, a g estość pr

_,

adu jest

_,

stała na całym przekroju drutu.

(b) Ile wynosi średni czas swobodny τ i średnia droga swobodna L mi edzy zderzeniami

_,

dla elektronów przewodnictwa w miedzi?

3. (!) Moc w obwodach elektrycznych (HRW)

Kawałek jednorodnego drutu grzejnego ze stopu nikiel-chrom-żelazo, zwanego chromo- nikielin a, ma opór R = 72 Ω. Oblicz szybkość rozpraszania energii w każdej sytuacji: 1)

_,

różnica potencjałów 120 V jest przyłożona do całej długości drutu, 2) drut został przeci ety

_,

na pół i różnica potencjałów jest przyłożona do każdej połówki.

4. (!) Obwód o jednym oczku (HRW, przykład 28.1)

Wyznaczyć nat eżenie pr

_,

adu w obwodzie na rys.28.6a. Ile wynosi różnica potencjałów

_,

mi edzy biegunami źródła 1 na rys. 28.6a?

_,

5. (!) Obwód o wielu oczkach (HRW, przykład 28.3)

Znajdź nat eżenie i kierunek pr

_,

adu w każdej z trzech gał

_,

ezi obwodu z rys. 28.10.

_,

6. (!) Obwód RC (HRW)

Kondensator o pojemności C rozładowuje si e przez opornik o oporze R.

_,

(a) Kiedy ładunek kondensatora zmaleje do połowy pocz atkowej wartości?

_,

(b) Kiedy energia kondensatora zmaleje do połowy pocz atkowej wartości?

_,

(c) (*)Wyprowadzić wzór (28.30) z HRW

7. (!) Siła magnetyczna (HRW)

W jednorodnym polu magnetycznym wektor indukcji ~ B o wartości 1.2 mT jest skierowany pionowo w gór e. W obszarze tego pola znajduje si

_,

e komora pomiarowa. Proton o energii

_,

kinetycznej 5.3 MeV wpada do komory, poruszaj ac si

_,

e w kierunku poziomym z południa

_,

Lista 5 - Magnetostatyka (I): pr ad elektryczny, siła magnetyczna ,

prof. dr hab. Antoni C. Mituś Wrocław, 09.03.2015

Fizyka F2

Lista 5 - Magnetostatyka (I): pr ad elektryczny, siła magnetyczna ,

Zadania oznaczone (!)– w pierwszej kolejności; (*) – trudniejsze, (**) – zaawansowane.

Oznaczenia zadań: J: Jezierski i inn., Zadania z rozwi azaniami cz

eść II, Wrocław 1999; G: Griffiths (poniżej).

Literatura: J. Orear, t.1; (b) Halliday, Resnick, Walker Podstawy fizyki t. 3; D. J. Griffiths Podstawy elektrodynamiki .

1. (!) Nat eżenie pr

adu - liczby (HRW)

Przez w aż ogrodowy przepływa 450 cm

wody w ci agu jednej sekundy. Ile wynosi nat

eżenie

pr adu ładunku ujemnego?

2. (!) Ruch elektronów przewodnictwa w metalu (HRW)

(a) Ile wynosi pr edkość unoszenia elektronów przewodnictwa w przewodniku miedzianym

o promieniu r = 900 µm, w którym płynie stały pr ad o nat

eżeniu I = 17 mA? Przyj

ać,

że każdy atom miedzi dostarcza jednego elektronu przewodnictwa, a g estość pr

adu jest

stała na całym przekroju drutu.

(b) Ile wynosi średni czas swobodny τ i średnia droga swobodna L mi edzy zderzeniami

dla elektronów przewodnictwa w miedzi?

3. (!) Moc w obwodach elektrycznych (HRW)

Kawałek jednorodnego drutu grzejnego ze stopu nikiel-chrom-żelazo, zwanego chromo- nikielin a, ma opór R = 72 Ω. Oblicz szybkość rozpraszania energii w każdej sytuacji: 1)

różnica potencjałów 120 V jest przyłożona do całej długości drutu, 2) drut został przeci ety

na pół i różnica potencjałów jest przyłożona do każdej połówki.

4. (!) Obwód o jednym oczku (HRW, przykład 28.1)

Wyznaczyć nat eżenie pr

adu w obwodzie na rys.28.6a. Ile wynosi różnica potencjałów

mi edzy biegunami źródła 1 na rys. 28.6a?

5. (!) Obwód o wielu oczkach (HRW, przykład 28.3)

Znajdź nat eżenie i kierunek pr

adu w każdej z trzech gał

ezi obwodu z rys. 28.10.

6. (!) Obwód RC (HRW)

Kondensator o pojemności C rozładowuje si e przez opornik o oporze R.

(a) Kiedy ładunek kondensatora zmaleje do połowy pocz atkowej wartości?

(b) Kiedy energia kondensatora zmaleje do połowy pocz atkowej wartości?

(c) (*)Wyprowadzić wzór (28.30) z HRW

7. (!) Siła magnetyczna (HRW)

W jednorodnym polu magnetycznym wektor indukcji ~ B o wartości 1.2 mT jest skierowany pionowo w gór e. W obszarze tego pola znajduje si

e komora pomiarowa. Proton o energii

kinetycznej 5.3 MeV wpada do komory, poruszaj ac si

e w kierunku poziomym z południa

na północ. Ile wynosi wartość siły odchylaj acej proton, gdy wpada on do komory? Masa

protonu jest równa 1.67 × 10

kg. Określić kierunek i zwrot tej siły.

8. (!) Ruch w polu magnetycznym - spektrometr mas (przykład 29.3 HRW)

9. (**) Ruch po cykloidzie (Griffiths, przykład 5.2)

Lista 5 - Magnetostatyka (I): pr ad elektryczny, siła magnetyczna _,

*9. (**) Ruch po cykloidzie (Griffiths, przykład 5.2)*