22 Παραδείγματα Ερωτήσεων Μαγνητικής Επαγωγής και Μαγνητικής Δύναμης

22 Παραδείγματα Ερωτήσεων Μαγνητικής Επαγωγής και Μαγνητικής Δύναμης

1. Κοιτάξτε την εικόνα στο πλάι!

Η θέση του τρίτου σύρματος και η κατεύθυνση του ρεύματος έτσι ώστε το τρίτο σύρμα να μην δέχεται μαγνητική δύναμη που μετριέται από το πρώτο σύρμα είναι...

Α. 9 cm κατεύθυνση ρεύματος προς τα πάνω

Β. 6 cm κατεύθυνση ρεύματος προς τα πάνω

Γ. 6 cm κατεύθυνση ρεύματος προς τα κάτω

Δ. 3 cm κατεύθυνση ρεύματος προς τα πάνω

Ε. 3 cm κατεύθυνση ρεύματος προς τα κάτω

Συζήτηση

Το σύρμα 3 επιλέγεται έτσι ώστε να δείχνει προς τα πάνω, έτσι ώστε να παράγει μια δύναμη όπως στην παραπάνω εικόνα.

Η δύναμη F1 _{ασκείται} από το σύρμα 1 στο σύρμα 3.

Η δύναμη F2 _{ασκείται} από το σύρμα 2 στο σύρμα 3.

Η δύναμη F3 _{ασκείται} από το σύρμα 3 στο σύρμα 1 και στο σύρμα 2.

Έτσι ώστε το τρίτο σύρμα να μην δέχεται μαγνητική δύναμη, το μέγεθος της δύναμης F1 ₌ το μέγεθος της δύναμης F2 _και η κατεύθυνση των δύο δυνάμεων είναι αντίθετες, όπως στην παραπάνω εικόνα.

Τα _I3 , μo και 2π είναι τα ίδια _, επομένως εξαλείφονται από την εξίσωση.

Η σωστή απάντηση είναι το Α.

2. Οι ακόλουθοι είναι παράγοντες που επηρεάζουν το μέγεθος της μαγνητικής επαγωγής σε ένα αγώγιμο σύρμα.

(1) το ρεύμα που ρέει στο σύρμα

(2) διαπερατότητα

(3) πυκνότητα σύρματος

(4) η απόσταση ενός σημείου από το σύρμα

Η σωστή δήλωση είναι…

Α. (1) και (4)

Β. (1) και (3)

Γ. (2) και (3)

Δ. (2) και (4)

Ε. (3) και (4)

Συζήτηση

Ο τύπος για τη μαγνητική επαγωγή ενός ευθύγραμμου σύρματος:

Πληροφορίες:

μ _o = Διαπερατότητα κενού ή μαγνητική σταθερά

I = Ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στο σύρμα

r = Απόσταση ενός σημείου από το σύρμα

B = Μέγεθος μαγνητικού πεδίου

Η σωστή απάντηση είναι το Α.

3. Δώστε προσοχή στις ακόλουθες δηλώσεις που σχετίζονται με τη μαγνητική επαγωγή.

(1) το ρεύμα που ρέει στο σύρμα

(2) διαπερατότητα κενού

(3) διατομή του σύρματος

(4) πυκνότητα σύρματος

Αυτό που επηρεάζει το μέγεθος της μαγνητικής επαγωγής σε ένα αγώγιμο σύρμα είναι...

Α. (1) και (2)

Β. (1) και (3)

Γ. (2) και (3)

Δ. (2) και (4)

Ε. (3) και (4)

Συζήτηση

Μάθετε τον τύπο της μαγνητικής επαγωγής και την εξήγηση του προηγούμενου τύπου.

Η σωστή απάντηση είναι το Α.

4. Το αγώγιμο σύρμα που σχηματίζεται όπως φαίνεται στην εικόνα στο πλάι τροφοδοτείται με ηλεκτρικό ρεύμα i . Το μέγεθος της μαγνητικής επαγωγής στο κέντρο του κύκλου (P) είναι… ( µ _o = 4π.10 ^-7 Wb.m ^-1.A -1 )^.

Α. π x10^-5 Τέσλα

Β. 2π x10 ^{-5 Tesla}

Γ. 2,5π x10 ^{-5 Tesla}

Δ. 4π x10 ^{-5 Τέσλα}

Ε. 8π x10 ^{-5 Tesla}

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι :

Ακτίνα καμπυλότητας (r) = 6 cm = 6 x 10 ^-2 μέτρα

Ηλεκτρικό ρεύμα (I) = 8 Αμπέρ

Διαπερατότητα κενού (µ _o ) = 4π x 10 ^-7 Wb.A ^-1 m ^-1

Ερώτηση : Ένταση του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο του κύκλου (σημείο P)

Απάντηση :

360 ^o – 90 ^o = 270 ^o . Αφού 270 ^o / 360 ^o = 3/4, τότε 270 ^o = 3/4 της περιφέρειας του κύκλου.

Ο τύπος για την ισχύ του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο ενός πηνίου με αριθμό στροφών :

Περιγραφή: B = ένταση μαγνητικού πεδίου, N = αριθμός στροφών, I = ένταση ηλεκτρικού ρεύματος, r = ακτίνα καμπυλότητας.

Στο παραπάνω πρόβλημα, υπάρχει μόνο 1 πηνίο, επομένως το N εξαλείφεται από την εξίσωση. Το πηνίο σύρματος στο παραπάνω πρόβλημα δεν είναι 1 κύκλος αλλά 3/4 κύκλου. Ο παραπάνω τύπος προσαρμόζεται ξανά ώστε να ταιριάζει σε αυτό το πρόβλημα, έτσι ώστε να γίνεται:

Ένταση μαγνητικού πεδίου στο κέντρο της καμπύλης :

Η σωστή απάντηση είναι η Β.

5. Ρεύμα 2 A ρέει σε ένα κυκλικό σύρμα όπως φαίνεται στο σχήμα. Το μέγεθος και η κατεύθυνση της μαγνητικής επαγωγής στο σημείο P, αν η ακτίνα του κύκλου είναι 4 π cm, είναι….

Α. 5.10^-5 Το T μπαίνει στο πεδίο χαρτιού

Β. 4.10 ^-5 Το T εξέρχεται από το επίπεδο του χαρτιού

Γ. 3.10 ^-5 Το T εισέρχεται στο χάρτινο επίπεδο

Δ. 2.10 ^-5 T εκτός χάρτινου επιπέδου

E. 1.10 ^-5 Το T εισέρχεται στο χάρτινο επίπεδο

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι :

Ακτίνα καμπυλότητας (r) = 4 π cm = 4 π x 10 ^-2 μέτρα

Ηλεκτρικό ρεύμα (I) = 2 Αμπέρ

Διαπερατότητα κενού (µ _o ) = 4π x 10 ^-7 Wb.A ^-1 m ^-1

Ερώτηση : Ένταση του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο του κύκλου (σημείο P)

Απάντηση :

Το πηνίο σύρματος στην παραπάνω ερώτηση έχει διάμετρο 1/2 κύκλου.

Ένταση μαγνητικού πεδίου στο κέντρο της καμπύλης :

6. Δύο παράλληλα σύρματα μεταφέρουν ρεύμα όπως φαίνεται στην εικόνα. Το μέγεθος και η κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης που ασκείται στα δύο σύρματα είναι… ( μ o ₌ 4π. 10 ^-7 Wb.A ^-1.m -1 ⁾

Α. 3.10^-5 N, απόρριψη-απόρριψη

Β. 5 .10 ^-5 Β, έλξη

C. 5 .10 ^-5 N, απωθητικό

Δ. 6 .10 ^-5 N, έλξη-έλξη

Α. 6 .10 ^-5 N, απωθητικό

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι:

Ένταση ρεύματος 1 (I ₁ ) = 3 Αμπέρ

Ένταση ρεύματος 2 (I ₂ ) = 5 Αμπέρ

Διαπερατότητα κενού (µ _o ) = 4π x 10 ^-7 wb A ^-1 m ^-1

Απόσταση μεταξύ των δύο καλωδίων (L) = 5 cm = 5 x 10 ^-2 μέτρα

Ερώτηση: Το μέγεθος και η κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης

Απάντηση:

Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα 1 είναι αντίθετη από την κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα 2, έτσι ώστε να ασκείται μια απωστική δύναμη μεταξύ του σύρματος 1 και του σύρματος 2.

Το μέγεθος της μαγνητικής δύναμης:

Η μαγνητική δύναμη ανά μονάδα μήκους σύρματος (F/l) που ασκείται και στα δύο σύρματα είναι 6 x 10 ^-5 Newtons.

Η σωστή απάντηση είναι η Ε.

7. Η ακόλουθη εικόνα δείχνει δύο παράλληλα σύρματα που μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα τοποθετημένα σε απόσταση 20 cm το ένα από το άλλο. Το μέγεθος της μαγνητικής δύναμης ανά μονάδα μήκους του σύρματος που ασκείται στους δύο αγωγούς είναι… ( μ o ₌ 4π. 10 ^-7 Wb.A ^-1.m -1 ⁾

Α. 1.10^-5 Nm^-1, διελκυστίνδα

Β. 2 .10 ^-5 Nm ^-1 , άπωση

Γ. 11 .10 ^-5 Nm ^-1 , έλξη

Δ. 20 .10 ^-5 Nm ^-1 , απωθητικό

Α. 25.10 ^-5 Nm ^-1 , έλξη

Συζήτηση

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι:

Ένταση ρεύματος 1 (I ₁ ) = 5 Αμπέρ

Ένταση ρεύματος 2 (I ₂ ) = 4 Αμπέρ

Διαπερατότητα κενού (µ _o ) = 4π x 10 ^-7 wb A ^-1 m ^-1

Απόσταση μεταξύ των δύο καλωδίων (L) = 20 cm = 20 x 10 ^-2 μέτρα

Ζητείται: Το μέγεθος της μαγνητικής δύναμης ανά μονάδα μήκους σύρματος

Απάντηση:

Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα 1 είναι αντίθετη από την κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα 2, έτσι ώστε να ασκείται μια απωστική δύναμη μεταξύ του σύρματος 1 και του σύρματος 2.

Το μέγεθος της μαγνητικής δύναμης:

Η μαγνητική δύναμη ανά μονάδα μήκους σύρματος (F/l) που ασκείται και στα δύο σύρματα είναι 2 x 10 ^-5 Newtons.

Η σωστή απάντηση είναι η Β.

8. Ένα ηλεκτρόνιο κινείται με ταχύτητα v σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο, όπως φαίνεται στο σχήμα. Η κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης που ασκείται στο ηλεκτρόνιο είναι…

Α. εκτός της περιοχής της εικόνας

Β. εισάγετε το πεδίο εικόνας

Γ. προς τα δεξιά κάθετα στο v

Δ. προς τα αριστερά κάθετα στο v

E. προς τα πάνω απέναντι από το v

Συζήτηση

Κοιτάξτε τις παραπάνω εικόνες. Το σύμβολο x σημαίνει ότι η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου B είναι κάθετη προς τα μέσα μέσω του επιπέδου της οθόνης (μακριά από τον αναγνώστη). Το σύμβολο o σημαίνει ότι η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου B είναι κάθετη προς τα έξω (προς τον αναγνώστη).

Η κατεύθυνση κίνησης του ηλεκτρικού φορτίου (v), η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου (B) και η κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης (F) είναι κάθετες μεταξύ τους. Η κατεύθυνση κίνησης του ηλεκτρικού φορτίου, του μαγνητικού πεδίου και της μαγνητικής δύναμης προσδιορίζεται με ακρίβεια χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού.

Κανόνας δεξιού χεριού

Τεντώστε το δεξί σας χέρι, ισιώστε τον αντίχειρά σας και κλείστε τα άλλα τέσσερα δάχτυλά σας. Τοποθετήστε τα τέσσερα δάχτυλά σας έτσι ώστε να δείχνουν προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου (B) και ο αντίχειράς σας να δείχνει προς την κατεύθυνση του φορτίου (v). Εάν το φορτίο είναι θετικό, η παλάμη του δεξιού σας χεριού δείχνει προς την κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης (F). Εάν το φορτίο είναι αρνητικό, το πίσω μέρος του δεξιού σας χεριού δείχνει προς την κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης (F).

Η σωστή απάντηση είναι το Δ.

9. Κοιτάξτε την ακόλουθη εικόνα!

Τα ηλεκτρόνια κινούνται παράλληλα με τον άξονα Y+ σε ένα μαγνητικό πεδίο B. Εάν το B βρίσκεται προς την κατεύθυνση του άξονα Z+ (βλ. εικόνα). Τα ηλεκτρόνια θα βιώσουν μια δύναμη Lorentz προς την ίδια κατεύθυνση...

Άξονας Α. Υ^-

Β. Άξονας Χ ^–

Γ. Άξονας Z ⁺

Άξονας D. Y ⁺

Ε. Άξονας Χ ⁺

Συζήτηση

Εφαρμόστε τον κανόνα του δεξιού χεριού.

Η σωστή απάντηση είναι η Β.

10. Ένα σύρμα που μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα I τοποθετείται ανάμεσα σε δύο μαγνητικούς πόλους βόρεια και νότια, όπως φαίνεται στην εικόνα. Η κατεύθυνση της δύναμης Lorentz στο σύρμα είναι…

Α. Εισαγάγετε το πεδίο χαρτιού

Β. Έξοδος από την περιοχή χαρτιού

Γ. Προς τον μαγνητικό βόρειο πόλο

Δ. Προς τον μαγνητικό νότιο πόλο

Ε. Από τον βόρειο πόλο στον νότιο πόλο

Συζήτηση

Κατεύθυνση ηλεκτρικού ρεύματος (θετικό φορτίο) = προς τα πάνω.

Κατεύθυνση μαγνητικού πεδίου = από βόρειο πόλο προς νότιο πόλο του μαγνήτη (προς τα δεξιά)

Εφαρμόστε τον κανόνα του δεξιού χεριού.

Η σωστή απάντηση είναι το Α.

11. Η ακόλουθη εικόνα δείχνει τη σωστή κατεύθυνση της μαγνητικής επαγωγής λόγω ενός σύρματος που μεταφέρει ρεύμα I, το οποίο είναι….

Συζήτηση

Η μαγνητική επαγωγή ή το επαγόμενο μαγνητικό πεδίο μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού. 

Με την πρώτη μέθοδο, εάν ο αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ένα ευθύγραμμο σύρμα , τότε το επαγόμενο μαγνητικό πεδίο προσδιορίζεται ως εξής: Ισιώστε τον αντίχειρα του δεξιού χεριού και τεντώστε τα άλλα τέσσερα δάχτυλα προς τα εμπρός, στη συνέχεια λυγίστε τα τέσσερα δάχτυλα στην παλάμη. Προσαρμόστε την κατεύθυνση του δεξιού αντίχειρα στην κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος (I). Η κατεύθυνση του επαγόμενου μαγνητικού πεδίου είναι η ίδια με την κατεύθυνση της κάμψης των άλλων τεσσάρων δακτύλων.

Η δεύτερη μέθοδος, εάν ο αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ένα κυκλικό σύρμα , τότε το επαγόμενο μαγνητικό πεδίο προσδιορίζεται ως εξής: Ισιώστε τον αντίχειρα του δεξιού χεριού και τεντώστε τα άλλα τέσσερα δάχτυλα προς τα εμπρός, στη συνέχεια λυγίστε τα τέσσερα δάχτυλα στην παλάμη. Προσαρμόστε την κατεύθυνση των τεσσάρων δακτύλων του δεξιού χεριού στην κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος (I). Η κατεύθυνση του επαγόμενου μαγνητικού πεδίου είναι η ίδια με την κατεύθυνση του αντίχειρα.

Τώρα εφαρμόστε τον κανόνα του δεξιού χεριού σε κάθε απάντηση.

Απάντηση Α: Χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού , η απάντηση αυτή είναι σωστή.

Απάντηση Β: Χρησιμοποιώντας την πρώτη μέθοδο του κανόνα του δεξιού χεριού , αυτή η απάντηση είναι λανθασμένη. Γιατί είναι λανθασμένη; Ο κύκλος και το σύμβολο x σημαίνουν ότι η κατεύθυνση του επαγόμενου μαγνητικού πεδίου είναι μακριά από τον αναγνώστη (κάθετα στο επίπεδο του χαρτιού), ενώ ο κύκλος και ο μαύρος κύκλος σημαίνουν ότι η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου πλησιάζει τον αναγνώστη (κάθετα στο εξωτερικό του επιπέδου του χαρτιού). Εάν εφαρμοστεί ο κανόνας του δεξιού χεριού, ο κύκλος και ο μαύρος κύκλος πρέπει να βρίσκονται στην κορυφή, αντιπροσωπεύοντας την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου που πλησιάζει τον αναγνώστη, ενώ ο κύκλος και το σύμβολο x πρέπει να βρίσκονται στο κάτω μέρος, αντιπροσωπεύοντας την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου μακριά από τον αναγνώστη.

Απάντηση Γ: Χρησιμοποιώντας τη δεύτερη μέθοδο του κανόνα του δεξιού χεριού, αυτή η απάντηση είναι λανθασμένη.

Απάντηση Δ: Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του κανόνα του δεξιού χεριού πρώτου , αυτή η απάντηση είναι λανθασμένη (παρόμοια με την απάντηση Β).

Απάντηση Ε: Χρησιμοποιώντας την πρώτη μέθοδο του κανόνα του δεξιού χεριού , αυτή η απάντηση είναι λανθασμένη (παρόμοια με την απάντηση Β).

Η σωστή απάντηση είναι το Α.

12.

Συζήτηση

Η κατεύθυνση του επαγόμενου μαγνητικού πεδίου ή η κατεύθυνση της μαγνητικής επαγωγής μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού, όπως στην προηγούμενη ερώτηση.

Απάντηση Α: Χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού με τον πρώτο τρόπο, αυτή η απάντηση είναι λανθασμένη.

Απάντηση Β: Χρησιμοποιώντας τη δεύτερη μέθοδο του κανόνα του δεξιού χεριού, αυτή η απάντηση είναι λανθασμένη.

Απάντηση Γ: Χρησιμοποιώντας τη δεύτερη μέθοδο του κανόνα του δεξιού χεριού, αυτή η απάντηση είναι σωστή.

Απάντηση Δ: Χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού με τον πρώτο τρόπο, αυτή η απάντηση είναι λανθασμένη.

Απάντηση Ε: Χρησιμοποιώντας τη δεύτερη μέθοδο του κανόνα του δεξιού χεριού, αυτή η απάντηση είναι λανθασμένη.

Η σωστή απάντηση είναι η Γ.

13. Κοιτάξτε την εικόνα! Δύο πολύ μακριά παράλληλα σύρματα μεταφέρουν το ίδιο ηλεκτρικό ρεύμα, δηλαδή 3 A. Εάν η απόσταση μεταξύ των δύο συρμάτων είναι 40 cm, τότε η μαγνητική επαγωγή στο σημείο P είναι μ _o = 4π x 10 ⁻⁷ Wb A ⁻¹ m ⁻¹ είναι…

Α. 2 x 10^-6 T
Β. 4 x 10^-6 T
Γ. 6 x 10^-6 T
Δ. 8 x 10^-6 T
Ε. 12 x 10^-6 T

Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Ηλεκτρικό ρεύμα (I) = 3 Αμπέρ
Απόσταση μεταξύ των καλωδίων 1 και 2 (r₁₂) = 40 εκ. = 0,4 μέτρα
Απόσταση μεταξύ του καλωδίου 1 και του P (r_1P) = 30 εκ. = 0,3 μέτρα
Απόσταση μεταξύ του καλωδίου 2 και του P (r_2P) = 40 – 30 = 10 εκ. = 0,1 μέτρα
µ_o = 4π x 10^-7 Wb.A^-1.m^-1
Ερωτηθείς : Μαγνητική επαγωγή στο σημείο P
Jawab :

Μαγνητική επαγωγή από το καλώδιο 1 (αριστερό καλώδιο) :

Κατεύθυνση μαγνητικής επαγωγής μασούκ επίπεδο χαρτιού ή κάθετα προς τα μέσα, μακριά από τα μάτια του αναγνώστη.
Μαγνητική επαγωγή μέσω σύρματος 2 (δεξιό σύρμα) :

Η κατεύθυνση της μαγνητικής επαγωγής είναι προς τα έξω από το επίπεδο του χαρτιού ή κάθετη προς τα έξω προς το μάτι του αναγνώστη.
Μαγνητική επαγωγή στο σημείο P:
B_P = Β₂ - Β₁ = 6 χ 10^-6 - 2 x 10^-6
B_P = 4 χ 10^-6 Τέσλα
Η κατεύθυνση της μαγνητικής επαγωγής στο σημείο P είναι η ίδια με την κατεύθυνση της μαγνητικής επαγωγής μέσω του σύρματος 2, δηλαδή εκτός του επιπέδου του χαρτιού ή κάθετη προς τα έξω προς το μάτι του αναγνώστη.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.

14. Ένας μακρύς ευθύγραμμος αγωγός διέρχεται ρεύμα 2 A, όπως φαίνεται στην εικόνα στο πλάι. Το μέγεθος και η κατεύθυνση της μαγνητικής επαγωγής στο σημείο P είναι …. (μ _o = 4π x 10 ⁻⁷ Wb A ⁻¹ m ⁻¹ )

Α. 8. 10^-5 T, εισάγετε το πεδίο χαρτιού
Β. 6. 10^-5 Τ, έξω από το χάρτινο αεροπλάνο
Γ. 4. 10^-5 T, εισάγετε το πεδίο χαρτιού
Δ. 2. 10^-5 Τ, έξω από το χάρτινο αεροπλάνο
Ε. 1. 10^-5 T, εισάγετε το πεδίο χαρτιού

Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Ηλεκτρικό ρεύμα (I) = 2 Αμπέρ
Η απόσταση του σύρματος από το σημείο P (r_P) = 4 cm = 0,04 m
μ_o = 4π x 10^-7 Wb. A^-1 m^-1
Ερωτηθείς : Μέγεθος και κατεύθυνση μαγνητικής επαγωγής στο σημείο P
Jawab :

Η κατεύθυνση της μαγνητικής επαγωγής είναι στο επίπεδο του χαρτιού ή κάθετα προς τα μέσα, μακριά από τα μάτια του αναγνώστη.
Η σωστή απάντηση είναι η Ε.

15. Ένα κομμάτι σύρματος που μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα είναι καμπυλωμένο όπως φαίνεται στην εικόνα. Εάν η ακτίνα καμπυλότητας είναι 50 cm, τότε το μέγεθος της μαγνητικής επαγωγής στο κέντρο της καμπύλης είναι… (µ_o = 4π.10^-7 Wb.A^-1 m^-1)

Α. 1/3 π. 10^-7 T
Β. 1. 10^-7 T
Γ. π. 10^-7 T
Δ. 2. 10^-7 T
Ε. 2π. 10^-7 T

Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Ακτίνα καμπυλότητας (r) = 50 cm = 0,5 μέτρα
Ένταση ρεύματος (I) = 1,5 Ampere
Διαπερατότητα κενού (µ_o) = 4π,10^-7 Wb.A^-1 m^-1
Ερωτηθείς : Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο της καμπύλης που προκαλείται από το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στο σύρμα
Jawab :

360^o = 1 περιφέρεια ενός κύκλου. Επειδή 120^o / 360^o = 1/3 έπειτα 120^o = 1/3 της περιφέρειας του κύκλου.
Ο τύπος για την ισχύ του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο ενός πηνίου με αριθμό στροφών :
Περιγραφή: B = ένταση μαγνητικού πεδίου, N = αριθμός στροφών, I = ένταση ηλεκτρικού ρεύματος, r = ακτίνα καμπυλότητας.
Στο παραπάνω πρόβλημα, υπάρχει μόνο 1 πηνίο, επομένως το N απλώς αφαιρείται από την εξίσωση. Το πηνίο σύρματος στο παραπάνω πρόβλημα δεν είναι 1 κύκλος αλλά 1/3 κύκλου. Ο παραπάνω τύπος προσαρμόζεται ξανά ώστε να ταιριάζει σε αυτό το πρόβλημα, έτσι ώστε να γίνεται:
Ένταση μαγνητικού πεδίου στο κέντρο της καμπύλης :
Η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου είναι κάθετη προς τα μέσα μακριά από την όραση.
Η σωστή απάντηση είναι η Ε.

16. Ένα ευθύγραμμο σύρμα είναι καμπύλο και διαρρέεται από ρεύμα 6 A, όπως φαίνεται στο σχήμα. Αν η ακτίνα καμπυλότητας R = 3π cm, τότε το μέγεθος της μαγνητικής επαγωγής στο σημείο P είναι…

Α. 0,5 x 10^-5 T
Β. 2,0 x 10^-5 T
Γ. 4,0 x 10^-5 T
Δ. 6,0 x 10^-5 T
Ε. 8,0 x 10^-5 T

Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Ακτίνα καμπυλότητας (r) = 3π cm = (3π/100) μέτρα
= 3π/10² μέτρο = 3π,10^-2 μετρητής
Ένταση ρεύματος (I) = 6 Ampere
Διαπερατότητα κενού (µ_o) = 4π,10^-7 Wb.A^-1 m^-1
Ερωτηθείς : Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο της καμπύλης που προκαλείται από το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στο σύρμα
Jawab :
360^o = 1 περιφέρεια ενός κύκλου. Επειδή 45^o / 360^o = 1/8 έπειτα 45^o = 1/8 της περιφέρειας του κύκλου.
Ένταση μαγνητικού πεδίου στο κέντρο της καμπύλης :
Η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου είναι κάθετη προς τα μέσα μακριά από την όραση.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.

17. Κοιτάξτε την εικόνα! Ένας αγωγός διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα I = 9A, αν η ακτίνα καμπυλότητας R = 2π cm και µ_o = 4π.10^-7  Wb.A^-1.m^-1, τότε το μέγεθος της μαγνητικής επαγωγής στο σημείο P είναι…
Α. 3. 10^-5 T
Β. 6. 10^-5 T
Γ. 9. 10^-5 T
Δ. 12. 10^-5 T
Ε. 15. 10^-5 T
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Ακτίνα καμπυλότητας (r) = 2π cm = (2π/100) μέτρα
= 2π/10² μέτρο = 2π,10^-2 μετρητής
Ένταση ρεύματος (I) = 9 Ampere
Διαπερατότητα κενού (µ_o) = 4π,10^-7 Wb.A^-1 m^-1
Ερωτηθείς : Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο της καμπύλης που προκαλείται από το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στο σύρμα
Jawab :
360^o - 120^o = 240^oΕπειδή 240^o / 360^o = 2/3 έπειτα 240^o = 2/3 της περιφέρειας του κύκλου.
Ένταση μαγνητικού πεδίου στο κέντρο της καμπύλης :
Η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου είναι κάθετη προς τα μέσα μακριά από την όραση.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.

18. 

Το καλώδιο P τροφοδοτείται με ηλεκτρικό ρεύμα 6 A προς τα πάνω, όπως φαίνεται στην ακόλουθη εικόνα:

Αν µ _o = 4π.10 ^-7 wbA ^-1 m ^-1 και υπάρχει απωστική δύναμη ανά μονάδα μήκους μεταξύ του σύρματος P και του Q ίση με 1,2.10 ^-5 Nm ^-1 , τότε το μέγεθος και η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα Q είναι...

Α. 1 Α και άνω

Β. 1 Α και κάτω

Γ. 10 A και άνω

Δ. 10 Α και κάτω

Ε. 20 A και άνω

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι:

IP ₌ 6 Αμπέρ

μo ₌ 4π x 10 ^-7 wb A ^-1 m ^-1

F/l = 1,2 x 10 ^-5 N m ^-1

Μ = 1 μέτρα

Ερώτηση: Το μέγεθος και η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα Q

Απάντηση:

Κατεύθυνση ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα Q:

Υπάρχει μια απωστική δύναμη μεταξύ του σύρματος P και του σύρματος Q, έτσι ώστε η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα P να είναι αντίθετη από την κατεύθυνση του ρεύματος στο σύρμα Q. Στο σύρμα P η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι προς τα πάνω, έτσι ώστε στο σύρμα Q η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος να είναι προς τα κάτω.

Το μέγεθος του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα Q:

Η σωστή απάντηση είναι το Δ.

19. Δύο παράλληλα σύρματα L και M απέχουν 2 cm μεταξύ τους (δείτε την εικόνα). Ρεύμα 4 A ρέει μέσω του σύρματος M και και τα δύο σύρματα δέχονται μια απωστική δύναμη ανά μονάδα μήκους 6 x 10 ^-5 Nm ^-1 . Το μέγεθος και η κατεύθυνση του ρεύματος στο σύρμα L είναι…. (µ _o = 4π.10 ^-7 Wb.A ^-1 m ^-1 )

A. 1,2 A στην ίδια κατεύθυνση με το ρεύμα στο σύρμα M

Β. 1,2 A αντίθετα προς την κατεύθυνση του ρεύματος στο σύρμα Μ

Γ. 1,5 A στην ίδια κατεύθυνση με το ρεύμα στο σύρμα Μ

Δ. 1,5 Α αντίθετα προς την κατεύθυνση του ρεύματος στο σύρμα Μ

Ε. 2,4 A στην ίδια κατεύθυνση με το ρεύμα στο σύρμα Μ

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι:

IM ₌ 4 Αμπέρ

μo ₌ 4π x 10 ^-7 wb A ^-1 m ^-1

F/l = 6 x 10 ^-5 N m ^-1

Μ = 2 εκ. = 0,02 μέτρα

Ερώτηση: Το μέγεθος και η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα L

Απάντηση:

Κατεύθυνση ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα L:

Υπάρχει μια απωστική δύναμη μεταξύ του σύρματος L και του σύρματος M έτσι ώστε το ηλεκτρικό ρεύμα στο σύρμα L να έχει αντίθετη κατεύθυνση από το ρεύμα στο σύρμα M. Στο σύρμα M το ηλεκτρικό ρεύμα κατευθύνεται προς τα πάνω έτσι ώστε στο σύρμα L το ηλεκτρικό ρεύμα να κατευθύνεται προς τα κάτω.

Το μέγεθος του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύρμα L:

Η σωστή απάντηση είναι το Δ.

20. Αν q είναι ένα θετικό ηλεκτρικό φορτίο, v είναι η κίνηση του φορτίου, B είναι το μαγνητικό πεδίο και F είναι η κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης, τότε η σωστή εικόνα για ένα φορτίο που διασχίζει ένα μαγνητικό πεδίο είναι…
Συζήτηση

Η σημασία των συμβόλων x και o στην εικόνα
Κοιτάξτε τις παραπάνω εικόνες. Το σύμβολο x σημαίνει ότι η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου B είναι κάθετη προς τα μέσα μέσω του επιπέδου της οθόνης (μακριά από τον αναγνώστη). Το σύμβολο o σημαίνει ότι η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου B είναι κάθετη προς τα έξω (προς τον αναγνώστη).

Η κατεύθυνση κίνησης του ηλεκτρικού φορτίου (v), η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου (B) και η κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης (F) είναι κάθετες μεταξύ τους. Η κατεύθυνση κίνησης του ηλεκτρικού φορτίου, του μαγνητικού πεδίου και της μαγνητικής δύναμης προσδιορίζεται με ακρίβεια χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού.

Κανόνας δεξιού χεριού
Τεντώστε το δεξί σας χέρι, ισιώστε τον αντίχειρά σας και κλείστε τα άλλα τέσσερα δάχτυλά σας. Τοποθετήστε τα τέσσερα δάχτυλά σας έτσι ώστε να δείχνουν προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου (Β). dan Ο αντίχειρας υποδεικνύει την κατεύθυνση του φορτίου (v). Εάν το φορτίο είναι θετικό, η παλάμη του δεξιού χεριού δείχνει προς τη μαγνητική δύναμη (F). Εάν το φορτίο είναι αρνητικό, το πίσω μέρος του δεξιού χεριού δείχνει προς τη μαγνητική δύναμη (F).

Εφαρμόστε τον κανόνα του δεξιού χεριού στις παραπάνω εικόνες.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.

21. Ένα αρνητικό φορτίο (-q) κινείται σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο Β όπως φαίνεται στο σχήμα. Η σωστή εικόνα σχετικά με τη μαγνητική δύναμη που ασκείται στο φορτίο είναι…
Συζήτηση
Τεραπκάν κανόνας του δεξιού χεριού στις παραπάνω εικόνες.
Η σωστή απάντηση είναι η Ε.

22. Ένα θετικό φορτίο κινείται κάθετα μέσα σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο. Η σωστή εικόνα της κατεύθυνσης της μαγνητικής δύναμης, της ταχύτητας και του μαγνητικού πεδίου είναι…
Συζήτηση
Τεραπκάν κανόνας του δεξιού χεριού στις παραπάνω εικόνες.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.

Πηγή ερώτησης:

Ερωτήσεις Φυσικής για Πανελλαδικές Εξετάσεις Λυκείου/Επαγγελματικού Λυκείου