Правка разделов «Условие», «Решение», «Ответ»
ru/11.5.9.md
+38 −3
| @@ -1,11 +1,46 @@ | |||
| ### Условие | |||
| − | $11.5.9.$ [Вставьте условие задачи] | ||
| + | $11.5.9.$ Длинный короткозамкнутый сверхпроводящий соленоид соосно надели на еще более длинный стальной цилиндр, сечение которого в два раза меньше сечения соленоида. На сколько изменится индукция магнитного поля вне и внутри части стального цилиндра, находящейся внутри соленоида, если магнитное поле соленоида много больше магнитного поля насыщения стали $B_0$? | ||
| + | |||
| ### Решение | |||
| − | 1 | ||
| + | Считаем, что в конечном состоянии сталь цилиндра в насыщении, то есть цилиндр создает свое поле с индукцией $B_0$ (сонаправлено с полем тока соленоида). | ||
| + | |||
| + | Сохранение полного магнитного потока сверхпроводящего соленоида в рамках условия: | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | B\cdot 2SN=B'\cdot2SN+B_0SN, | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | где $B$ и $B'$ есть индукции поля тока соленоида вначале и в конце, $S$ есть площадь сечения цилиндра, $N$ есть число витков соленоида. | ||
| + | |||
| + | После сокращений: | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | 2B=2B'+B_0, | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | откуда конечное поле тока соленоида | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | B'=B-\frac{B_0}{2}. | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | Изменение поля вне стального цилиндра внутри соленоида: | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | \Delta B_\text{вне}=B'-B=B-\frac{B_0}{2}-B=-\frac{B_0}{2}. | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | Изменение поля внутри стального цилиндра внутри соленоида: | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | \Delta B_\text{внутри}=\left(B'+B_0\right)-B=\frac{B_0}{2}. | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | |||
| #### Ответ | |||
| − | |||
| + | Вне стального цилиндра индукция уменьшится на $B_0/2$, внутри него увеличится на $B_0/2$. | ||
| @@ -1,11 +1,46 @@ | |||
| ### Условие | ### Условие | ||
| $11.5.9.$ [Вставьте условие задачи] | $11.5.9.$ Длинный короткозамкнутый сверхпроводящий соленоид соосно надели на еще более длинный стальной цилиндр, сечение которого в два раза меньше сечения соленоида. На сколько изменится индукция магнитного поля вне и внутри части стального цилиндра, находящейся внутри соленоида, если магнитное поле соленоида много больше магнитного поля насыщения стали $B_0$? | ||
| ### Решение | ### Решение | ||
| 1 | |||
| Считаем, что в конечном состоянии сталь цилиндра в насыщении, то есть цилиндр создает свое поле с индукцией $B_0$ (сонаправлено с полем тока соленоида). | |||
| Сохранение полного магнитного потока сверхпроводящего соленоида в рамках условия: | |||
| $$ | |||
| B\cdot 2SN=B'\cdot2SN+B_0SN, | |||
| $$ | |||
| где $B$ и $B'$ есть индукции поля тока соленоида вначале и в конце, $S$ есть площадь сечения цилиндра, $N$ есть число витков соленоида. | |||
| После сокращений: | |||
| $$ | |||
| 2B=2B'+B_0, | |||
| $$ | |||
| откуда конечное поле тока соленоида | |||
| $$ | |||
| B'=B-\frac{B_0}{2}. | |||
| $$ | |||
| Изменение поля вне стального цилиндра внутри соленоида: | |||
| $$ | |||
| \Delta B_\text{вне}=B'-B=B-\frac{B_0}{2}-B=-\frac{B_0}{2}. | |||
| $$ | |||
| Изменение поля внутри стального цилиндра внутри соленоида: | |||
| $$ | |||
| \Delta B_\text{внутри}=\left(B'+B_0\right)-B=\frac{B_0}{2}. | |||
| $$ | |||
| #### Ответ | #### Ответ | ||
| Вне стального цилиндра индукция уменьшится на $B_0/2$, внутри него увеличится на $B_0/2$. | |||