Все задачи по теме — от базовых к сложным, с подсказками и решениями. Объяснение темы — на странице темы.
База
БазаЗадача 1
Заряженный шарик неподвижно висит на нити. Какое поле существует вокруг него — электростатическое или вихревое? Есть ли вокруг него магнитное поле?
Подсказка
Подумайте, меняется ли что-нибудь со временем.
Решение
Шарик и его заряд неподвижны, поле со временем не меняется. Это электростатическое поле, его линии начинаются на заряде шарика. Магнитного поля неподвижный заряд не создаёт, вихревого электрического поля тоже нет.
Ответ
Только электростатическое; магнитного поля нет
БазаЗадача 2
Электроны в проводе антенны колеблются с частотой 500 Гц. С каким периодом меняется электрическое поле, которое они создают? Ответ дайте в миллисекундах.
Подсказка
Поле меняется в такт с колебаниями зарядов, период — величина, обратная частоте.
Решение
Поле повторяет колебания зарядов, поэтому его период \(T = \dfrac{1}{\nu} = \dfrac{1}{500} = 0{,}002\) с \(= 2\) мс.
Ответ
2 мс
Средний
СреднийЗадача 3
В кольцо из пластмассы быстро вдвигают магнит. Возникает ли в пространстве, где находится кольцо, вихревое электрическое поле? Потечёт ли по кольцу ток?
Подсказка
Вихревое поле рождается изменением магнитного поля, а для тока нужны свободные заряды.
Решение
Магнитное поле внутри кольца меняется, значит, по теории Максвелла вокруг возникает вихревое электрическое поле — оно существует независимо от того, есть ли там проводник. Но пластмасса — диэлектрик, свободных зарядов в ней почти нет, поэтому тока не будет.
Ответ
Поле возникает, тока нет
СреднийЗадача 4
Изменение электромагнитного поля распространяется со скоростью 300 000 км/с. Через сколько секунд до Луны дойдёт изменение поля, возникшее на Земле? Расстояние до Луны примите равным 384 000 км.
Подсказка
Время равно расстоянию, делённому на скорость.
Решение
\(t = \dfrac{s}{c} = \dfrac{384\,000}{300\,000} = 1{,}28\) с.
Ответ
1,28 с
Сложный
СложныйЗадача 5
Заряды в передающей антенне колеблются с частотой 2 МГц. Сколько полных циклов изменения электрического поля произойдёт возле антенны за 0,5 мс?
Подсказка
Частота — это число колебаний за одну секунду.
Решение
Поле меняется с той же частотой, что и заряды. Число колебаний \(N = \nu t = 2 \cdot 10^6 \cdot 0{,}5 \cdot 10^{-3} = 1000\).
Ответ
1000
СложныйЗадача 6
Магнит падает сквозь два одинаковых медных кольца по очереди — целое и разрезанное. Где при этом возникает вихревое электрическое поле и в каком кольце течёт ток?
Подсказка
Разделите два вопроса — существует ли поле и может ли оно создать ток.
Решение
Магнитное поле внутри обоих колец меняется, поэтому вихревое электрическое поле возникает в обоих случаях — в пространстве вокруг падающего магнита. Оно действует на свободные электроны меди. В целом кольце электроны могут двигаться по замкнутому пути — течёт ток. В разрезанном кольце пути нет — заряды лишь немного сместятся к краям разреза, и тока не будет.
Ответ
Поле — в обоих случаях; ток — только в целом кольце