22 példa a mágneses indukcióra és a mágneses erőre
1. Nézd meg az oldalán lévő képet!
A harmadik vezeték helyzete és az áram iránya úgy, hogy a harmadik vezeték ne érje az első vezetéktől mért mágneses erőt...
A. 9 cm felfelé irányuló áramlat
B. 6 cm felfelé irányuló áramlat
C. 6 cm lefelé irányuló áramlat
D. 3 cm felfelé irányuló áramlatirány
E. 3 cm lefelé irányuló áramlat
Vita
A 3-as vezetéket úgy választottuk meg, hogy felfelé mutasson, így a fenti képen látható erőt hoz létre.
F stílus1 az 1-es vezetékkel a 3-as vezetéken.
F stílus2 az 2-es vezetékkel a 3-as vezetéken.
F stílus3 a 3-as vezetékkel az 1-es és 2-es vezetéken.
Annak érdekében, hogy a harmadik vezeték ne érje mágneses erő, az F erő nagysága1 = az F erő nagysága2, és a két erő iránya ellentétes, mint a fenti képen.
I3, μo és 2π azonos értékűek, így kiesnek az egyenletből.
A helyes válasz az A.
2. A következő tényezők befolyásolják a vezető vezeték mágneses indukciójának nagyságát.
(1) a vezetékben folyó áram
(2) permittivitás
(3) vezetéksűrűség
(4) egy pont távolsága a vezetéktől
A helyes állítás a következő…
A. (1) és (4)
B. (1) és (3)
C. (2) és (3)
D. (2) és (4)
E. (3) és (4)
Vita
Képlet mágneses indukció egyenes vezeték:
Információ:
μo = Vákuumáteresztő képesség vagy mágneses állandó
I = A vezetékben folyó elektromos áram
r = Egy pont távolsága a vezetéktől
B = A mágneses tér nagysága
A helyes válasz az A.
3. PFigyelj a mágneses indukcióval kapcsolatos következő állításokra.
(1) a vezetékben folyó áram
(2) a vákuum permeabilitása
(3) a vezeték keresztmetszeti területe
(4) vezetéksűrűség
Ami befolyásolja a mágneses indukció nagyságát egy vezető vezetékben...
A. (1) és (2)
B. (1) és (3)
C. (2) és (3)
D. (2) és (4)
E. (3) és (4)
Vita
Ismerd meg a mágneses indukció képletét és az előző képlet magyarázatát.
A helyes válasz az A.
4. Az oldalsó képen látható módon kialakított vezetőhuzal elektromos áramot vezet. iA kör középpontjában (P) a mágneses indukció nagysága… (µo = 4π.10-7 Wb.m-1.A-1)
A. π x10-5 Tesla
B. 2π x10-5 Tesla
C. 2,5π x10-5 Tesla
D. 4π x10-5 Tesla
E. 8π x10-5 Tesla
Vita
Ismert :
Görbületi sugár (r) = 6 cm = 6 x 10-2 méter
Elektromos áram (I) = 8 amper
Vákuumpermeabilitás (µo) = 4π × 10-7 Wb.A-1 m-1
Kérdezte A mágneses térerősség a kör középpontjában (P pont)
Jawab :
360o - 90o = 270oMivel 270o / 360o = 3/4 akkor 270o = a kör kerületének 3/4-e.
A mágneses tér erősségének képlete egy adott számú menetű tekercs közepén :
Leírás: B = mágneses térerősség, N = menetek száma, I = elektromos áram erőssége, r = görbületi sugár.
A fenti feladatban csak 1 tekercs van, így N-t kihagyjuk az egyenletből. A fenti feladatban szereplő huzaltekercs nem 1 kör, hanem 3/4 kör. A fenti képletet ismét módosítjuk, hogy illeszkedjen ehhez a feladathoz, így a következőképpen alakul:
Mágneses térerősség a görbe közepén :
A helyes válasz a B.
5. Egy kör alakú vezetékben 2 A erősségű áram folyik, ahogy az ábrán látható. Mekkora a mágneses indukció nagysága és iránya a P pontban, ha a kör sugara 4 A?A π cm értéke….
A. 5.10-5 T belép a papírmezőbe
B. 4.10-5 T papír nélküli terület
C. 3.10-5 T belép a papírmezőbe
D. 2.10-5 T papír nélküli terület
E. 1.10.-5 T belép a papírmezőbe
Vita
Ismert :
Görbületi sugár (r) = 4π cm = 4π × 10-2 méter
Elektromos áram (I) = 2 amper
Vákuumpermeabilitás (µo) = 4π × 10-7 Wb.A-1 m-1
Kérdezte A mágneses térerősség a kör középpontjában (P pont)
Jawab :
A fenti kérdésben szereplő huzaltekercs 1/2 kör.
Mágneses térerősség a görbe közepén :
6. Két párhuzamos vezetékben áram folyik, ahogy az ábrán látható. A két vezeték által tapasztalt mágneses erő nagysága és iránya… (μo = 4π.10-7 Wb.A-1.m-1)
A. 3.10-5 N, elutasít-elutasít
B. 5. 10-5 N, kötélhúzás
C. 5. 10-5 N, elutasít-elutasít
D. 6. 10-5 N, kötélhúzás
E. 6.. 10-5 N, elutasít-elutasít
Vita
Köztudott, hogy:
1. áramerősség (I1) = 3 amper
2. áramerősség (I2) = 5 amper
Vákuumpermeabilitás (µo) = 4π x 10-7 wb A-1 m-1
A két vezeték közötti távolság (L) = 5 cm = 5 x 10-2 méter
Kérdezte: A mágneses erő nagysága és iránya
Válasz:
Az elektromos áram iránya az 1. vezetékben szemben a 2-es vezetékben folyó elektromos áram irányával úgy, hogy az bekövetkezzen taszító erő az 1-es és a 2-es vezeték között.
A mágneses erő nagysága:
A vezeték egységnyi hosszára jutó mágneses erő (F/l), amelyet mindkettő tapasztalegy drót 6 x 10-5 Newton.
A helyes válasz az E.
7. A következő ábra két párhuzamos, áramvezető vezetéket mutat, amelyek egymástól 20 cm távolságra vannak elhelyezve. A két vezetőre ható mágneses erő nagysága a vezeték hosszegységére vetítve… (μo = 4π.10-7 Wb.A-1.m-1)
A. 1.10-5 nm-1, kötélhúzás
B. 2. 10-5 nm-1, elutasít-elutasít
C. 11. 10-5 nm-1, kötélhúzás
D. 20. 10-5 nm-1, elutasít-elutasít
E. 25.10.-5 nm-1, kötélhúzás
Vita
Vita
Köztudott, hogy:
1. áramerősség (I1) = 5 amper
2. áramerősség (I2) = 4 amper
Vákuumpermeabilitás (µo) = 4π x 10-7 wb A-1 m-1
A két vezeték közötti távolság (L) = 20 cm = 20 x 10-2 méter
Kérdezte: A mágneses erő nagysága egységnyi vezetékhosszra vetítve
Válasz:
Az elektromos áram iránya az 1. vezetékben szemben a 2-es vezetékben folyó elektromos áram irányával úgy, hogy az bekövetkezzen taszító erő az 1-es és a 2-es vezeték között.
A mágneses erő nagysága:
A vezeték egységnyi hosszára jutó mágneses erő (F/l), amelyet mindkettő tapasztalegy drót 2 x 10-5 Newton.
A helyes válasz a B.
8. Egy elektron v sebességgel mozog egy homogén mágneses térben, ahogy az ábrán látható. Az elektronra ható mágneses erő iránya…
A. a képterületen kívül
B. lépjen be a kép mezőbe
C. jobbra merőlegesen v-re
D. balra merőlegesen v-re
E. felfelé, v-vel ellentétes irányban
Vita
Nézd meg a fenti képeket. Az x szimbólum azt jelenti, hogy a B mágneses mező iránya merőleges a monitor síkján befelé (az olvasótól elfelé). Az o szimbólum azt jelenti, hogy a B mágneses mező iránya merőleges kifelé (az olvasó felé).
Az elektromos töltés mozgási iránya (v), a mágneses tér iránya (B) és a mágneses erő iránya (F) merőleges egymásra. Az elektromos töltés, a mágneses tér és a mágneses erő mozgási irányát pontosan a következőképpen határozzuk meg: jobbkéz szabály.
Jobbkéz szabály
Nyújtsd ki a jobb kezed, egyenesítsd ki a hüvelykujjadat, és zárd össze a másik négy ujjadat. Rendezd el a négy ujjadat úgy, hogy a mágneses mező irányába mutassanak (B). dan A hüvelykujj a töltés irányát (v) jelzi. Ha a töltés pozitív, a jobb kéz tenyere a mágneses erő (F) felé mutat. Ha a töltés negatív, a jobb kéz hátulja a mágneses erő (F) felé mutat.
A helyes válasz a D.
9. Nézd meg a következő képet!
Az elektronok párhuzamosan mozognak az Y+ tengellyel a B mágneses térben. Ha a B a Z+ tengely irányába esik (lásd a képet), az elektronok ugyanebben az irányban Lorentz-erőt tapasztalnak...
A. Y tengely-
B. X-tengely-
C. Z-tengely+
D. Y tengely+
E. X-tengely+
Vita
Alkalmazd a jobbkéz szabályát.
A helyes válasz a B.
10. Egy elektromos áramot hordozó vezetéket két mágneses pólus, északi és déli pólus között helyezünk el, ahogy az ábrán látható. A Lorentz-erő iránya a vezetéken…
A. Írja be a papírmezőt
B. Papírkimeneti terület
C. A mágneses északi pólus felé
D. A mágnes déli pólusa felé
E. Az északi pólustól a déli pólusig
Vita
Az elektromos áram iránya (pozitív töltés) = felfelé.
A mágneses mező iránya = a mágnes északi pólusától a déli pólusig (jobbra)
Alkalmazd a jobbkéz szabályát.
A helyes válasz az A.
11. A következő kép az áramvezető I vezeték mágneses indukciójának helyes irányát mutatja, amely….
Vita
A mágneses indukció vagy indukált mágneses mező a jobbkéz-szabály segítségével határozható meg.
Az első módszer, ha az elektromos áram vezetője egyenes vezeték Ezután az indukciós mágneses mezőt a következőképpen határozzuk meg: Egyenesítsük ki a jobb hüvelykujjunkat, és nyújtsuk a másik négy ujjunkat előre, majd hajlítsuk be a négy ujjunkat a tenyérbe. A jobb hüvelykujj irányát igazítsuk az elektromos áram irányához (I). Az indukciós mágneses mező iránya megegyezik a másik négy ujj hajlításának irányával.
A második módszer, ha az elektromos áramvezető egy kör alakú vezeték Ezután az indukciós mágneses mezőt a következőképpen határozzuk meg: Egyenesítsük ki a jobb kéz hüvelykujját, nyújtsuk előre a másik négy ujjunkat, majd hajlítsuk be a négy ujjat a tenyérbe. Igazítsuk a jobb kéz négy ujjának irányát az elektromos áram (I) irányához. Az indukciós mágneses mező iránya megegyezik a hüvelykujj irányával.
Most alkalmazd a jobbkéz szabályát minden válaszra.
Válasz A: A jobbkéz-szabály alkalmazásával az első út, Ez a válasz helyes.
B válasz: A jobbkéz-szabály alkalmazásával első út, ez a válasz helytelen. Miért helytelen? A kör és az x jel azt jelenti, hogy az indukált mágneses tér iránya az olvasótól elfelé van (merőleges a papír síkjára), míg a kör és a fekete kör azt jelenti, hogy a mágneses tér iránya közeledik az olvasóhoz (merőleges a papír síkjára kívülre). Ha a jobbkézszabályt alkalmazzuk, akkor a körnek és a fekete körnek felül kell lennie, jelezve a mágneses tér olvasóhoz közeledő irányát, míg a körnek és az x jelnek alul kell lennie, jelezve a mágneses tér olvasótól elfelé irányuló irányát.
C válasz: A jobbkéz-szabály alkalmazásával második út, Ez a válasz helytelen.
D válasz: A jobbkéz-szabály alkalmazásával első út, ez a válasz helytelen (mhasonló a B) válaszhoz).
E válasz: A jobbkéz-szabály alkalmazásával első út, ez a válasz helytelen (hasonlóan a B válaszhoz).
A helyes válasz az A.
12. 
Vita
Az indukált mágneses tér iránya vagy a mágneses indukció iránya a jobbkézszabály segítségével határozható meg, mint az előző kérdésben.
Válasz A: A jobbkéz-szabály alkalmazásával az első út, Ez a válasz helytelen.
B válasz: A jobbkéz-szabály alkalmazásával második út, Ez a válasz helytelen.
C válasz: A jobbkéz-szabály alkalmazásával második út, Ez a válasz helyes.
D válasz: A jobbkéz-szabály alkalmazásával az első út, Ez a válasz helytelen.
E válasz: A jobbkéz-szabály alkalmazásával második út, Ez a válasz helytelen.
A helyes válasz a C.
13. Nézd meg a képet! Két nagyon hosszú, párhuzamos vezetékben azonos áram folyik, nevezetesen 3 A. Ha a két vezeték közötti távolság 40 cm, akkor a P pontban a mágneses indukció μo = 4π x 10-7 Világbank A-1 m-1 van…
A. 2 x 10-6 T
B. 4 x 10-6 T
Kb. 6 x 10-6 T
D. 8 x 10-6 T
E. 12 x 10-6 T
Vita
Ismert :
Elektromos áram (I) = 3 amper
Az 1. és 2. vezeték közötti távolság (r12) = 40 cm = 0,4 méter
A 1. vezeték és a P vezeték közötti távolság (r1P) = 30 cm = 0,3 méter
A 2. vezeték és a P vezeték közötti távolság (r2P) = 40 – 30 = 10 cm = 0,1 méter
µo = 4π x 10-7 Wb.A-1.m-1
Kérdezte Mágneses indukció a P pontban
Jawab :
Mágneses indukció az 1. vezetéken (bal vezeték) :
A mágneses indukció iránya bejön papírsík vagy merőlegesen befelé, az olvasó szemétől elfelé.
Mágneses indukció a 2. vezetéken (jobb vezeték) :
A mágneses indukció iránya a papír síkjától kifelé, vagy merőlegesen kifelé, az olvasó szeméhez képest.
Mágneses indukció a P pontban:
BP = B2 - B1 = 6 x 10-6 - 2 x 10-6
BP = 4 x 10-6 Tesla
A P pontban a mágneses indukció iránya megegyezik a 2-es vezeték mágneses indukciójának irányával, nevezetesen a papír síkjából kifelé, vagyis merőlegesen kifelé, az olvasó szeméhez képest.
A helyes válasz a B.
14. Egy hosszú, egyenes vezetőben 2 A erősségű áram folyik, ahogy az oldalsó ábrán látható. A P pontban a mágneses indukció nagysága és iránya … (μo = 4π x 10-7 Világbank A-1 m-1)
A. 8. 10.-5 T, lépjen be a papírmezőbe
B. 6. 10-5 T, ki a papírsíkból
C. 4. 10-5 T, lépjen be a papírmezőbe
D. 2. 10-5 T, ki a papírsíkból
E. 1. 10-5 T, lépjen be a papírmezőbe
Vita
Ismert :
Elektromos áram (I) = 2 amper
A vezeték távolsága a P ponttól (rP) = 4 cm = 0,04 m
μo = 4π x 10-7 Wb. A-1 m-1
Kérdezte A mágneses indukció nagysága és iránya a P pontban
Jawab :
A mágneses indukció iránya a papír síkjában van, vagy merőlegesen befelé, az olvasó szemétől távolodva.
A helyes válasz az E.
15. Egy elektromos áramot vezető vezeték a képen látható módon görbült. Ha a görbületi sugár 50 cm, akkor a görbe középpontjában a mágneses indukció nagysága… (µo = 4π.10-7 Wb.A-1 m-1)
A. 1/3 π. 10-7 T
B. 1. 10-7 T
C. π. 10-7 T
D. 2. 10-7 T
E. 2π.10-7 T
Vita
Ismert :
Görbületi sugár (r) = 50 cm = 0,5 méter
Áramerősség (I) = 1,5 amper
Vákuumpermeabilitás (µo) = 4π.10-7 Wb.A-1 m-1
Kérdezte : Mágneses térerősség a vezetékben folyó elektromos áram által okozott görbe középpontjában
Jawab :
360o = 1 kör kerülete. Mivel 120o / 360o = 1/3, majd 120o = a kör kerületének 1/3-e.
A mágneses tér erősségének képlete egy adott számú menetű tekercs közepén :
Leírás: B = mágneses térerősség, N = menetek száma, I = elektromos áram erőssége, r = görbületi sugár.
A fenti feladatban csak 1 tekercs van, így N-t egyszerűen eltávolítjuk az egyenletből. A fenti feladatban szereplő huzaltekercs nem 1 kör, hanem 1/3 kör. A fenti képletet ismét módosítjuk, hogy illeszkedjen ehhez a problémához, így a következőképpen alakul:
Mágneses térerősség a görbe közepén :
A mágneses mező iránya merőleges befelé, a szem látóterétől távolodva.
A helyes válasz az E.
16. Egy egyenes vezeték görbült és 6 A áram folyik rajta, ahogy az ábrán látható. Ha a görbületi sugár R = 3π cm, akkor a mágneses indukció nagysága a P pontban…
A. 0,5 x 10-5 T
B. 2,0 x 10-5 T
Kb. 4,0 x 10-5 T
D. 6,0 x 10-5 T
E. 8,0 x 10-5 T
Vita
Ismert :
Görbületi sugár (r) = 3π cm = (3π/100) méter
= 3π/102 méter = 3π.10-2 méter
Áramerősség (I) = 6 amper
Vákuumpermeabilitás (µo) = 4π.10-7 Wb.A-1 m-1
Kérdezte : A görbe középpontjában lévő mágneses tér erőssége, amelyet a vezetékben folyó elektromos áram okoz.
Jawab :
360o = 1 kör kerülete. Mivel 45o / 360o = 1/8, majd 45o = a kör kerületének 1/8-e.
Mágneses térerősség a görbe közepén :
A mágneses mező iránya merőleges befelé, a szem látóterétől távolodva.
A helyes válasz az A.
17. Nézd meg a képet! Egy vezetőben I = 9A erősségű elektromos áram folyik, ha a görbületi sugár R = 2π cm és µo = 4π.10-7 Wb.A-1.m-1, akkor a mágneses indukció nagysága a P pontban…
A. 3. 10.-5 T
B. 6. 10-5 T
C. 9. 10-5 T
D. 12. 10-5 T
E. 15. 10-5 T
Vita
Ismert :
Görbületi sugár (r) = 2π cm = (2π/100) méter
= 2π/102 méter = 2π.10-2 méter
Áramerősség (I) = 9 amper
Vákuumpermeabilitás (µo) = 4π.10-7 Wb.A-1 m-1
Kérdezte : A görbe középpontjában lévő mágneses tér erőssége, amelyet a vezetékben folyó elektromos áram okoz.
Jawab :
360o - 120o = 240oMivel 240o / 360o = 2/3, majd 240o = a kör kerületének 2/3-e.
Mágneses térerősség a görbe közepén :
A mágneses mező iránya merőleges befelé, a szem látóterétől távolodva.
A helyes válasz a B.
18.
A P vezetéket 6 A erősséggel felfelé áramoltatják, ahogy az a következő képen látható:
Ha µo = 4π.10-7 wbA-1m-1 és a P és Q vezeték között egységnyi hosszra jutó taszítóerő 1,2.10-5 nm-1, akkor a Q vezetékben folyó elektromos áram nagysága és iránya….
A. 1 A és afeletti
B. 1 A és az alatti
C. 10 A és afelett
D. 10 A és az alatt
E. 20 A és afelett
Vita
Köztudott, hogy:
IP = 6 amper
µo = 4π x 10-7 wb A-1 m-1
F/l = 1,2 x 10-5 N m-1
L = 1 méter
Kérdezte: A Q vezetékben folyó elektromos áram nagysága és iránya
Válasz:
Az elektromos áram iránya a Q vezetékben:
Taszító erő hat a P és a Q vezeték között, így a P vezetékben folyó elektromos áram iránya a következő: az áram irányával ellentétes irányban a Q vezetékben. A P vezetékben az elektromos áram iránya felfelé van, így a Q vezetékben az elektromos áram iránya lefelé van.
A vezetékben folyó elektromos áram nagysága Q:
A helyes válasz a D.
19. Két párhuzamos vezeték, L és M, 2 cm távolságra van egymástól (lásd az ábrát). Az M vezetéken 4 A áram folyik, és a két vezeték egységnyi hosszra vetítve 6 x 10⁻¹ taszítóerőt fejt ki.-5 Nm-1Az L vezetékben folyó áram nagysága és iránya... (µo = 4π.10-7 Wb.A-1m-1)
A. 1,2 A az M vezetékben folyó áram irányával megegyező irányban
B. 1,2 A az M vezetékben folyó árammal ellentétes irányban
C. 1,5 A az M vezetékben folyó áram irányával megegyező irányban
D. 1,5 A az M vezetékben folyó árammal ellentétes irányban
E. 2,4 A az M vezetékben folyó áram irányával megegyező irányban
Vita
Köztudott, hogy:
IM = 4 amper
µo = 4π x 10-7 wb A-1 m-1
F/l = 6 x 10-5 N m-1
H = 2 cm = 0,02 méter
Kérdezte: Az L vezetékben folyó elektromos áram nagysága és iránya
Válasz:
Az L vezetékben az elektromos áram iránya:
Taszító erő lép fel az L és az M vezeték között, így az L vezetékben elektromos áram folyik az M vezetékben folyó árammal ellentétes irányban. Az M vezetékben az áram felfelé irányul, így az L vezetékben az áram lefelé irányul.
Az L vezetékben folyó elektromos áram nagysága:
A helyes válasz a D.
20. Ha q egy pozitív elektromos töltés, v a töltés mozgása, B a mágneses mező, F pedig a mágneses erő iránya, akkor a mágneses mezőn áthaladó töltés helyes képe…
Vita
Az x és o szimbólumok jelentése a képen
Nézd meg a fenti képeket. Az x szimbólum azt jelenti, hogy a B mágneses mező iránya merőleges a monitor síkján befelé (az olvasótól elfelé). Az o szimbólum azt jelenti, hogy a B mágneses mező iránya merőleges kifelé (az olvasó felé).
Az elektromos töltés mozgási iránya (v), a mágneses tér iránya (B) és a mágneses erő iránya (F) merőleges egymásra. Az elektromos töltés, a mágneses tér és a mágneses erő mozgási irányát pontosan a következőképpen határozzuk meg: jobbkéz szabály.
Jobbkéz szabály
Nyújtsd ki a jobb kezed, egyenesítsd ki a hüvelykujjadat, és zárd össze a másik négy ujjadat. Rendezd el a négy ujjadat úgy, hogy a mágneses mező irányába mutassanak (B). dan A hüvelykujj a töltés irányát (v) jelzi. Ha a töltés pozitív, a jobb kéz tenyere a mágneses erő (F) felé mutat. Ha a töltés negatív, a jobb kéz hátulja a mágneses erő (F) felé mutat.
Alkalmazd a jobbkéz szabályát a fenti képekre.
A helyes válasz az A.
21. Egy negatív töltés (-q) egy homogén B mágneses térben mozog, ahogy az ábrán látható. A töltésre ható mágneses erőre vonatkozó helyes kép a következő…
Vita
Terapkán jobbkéz szabály a fenti képeken.
A helyes válasz az E.
22. Egy pozitív töltés merőlegesen mozog egy homogén mágneses térben. A mágneses erő, sebesség és mágneses tér irányának helyes képe…
Vita
Terapkán jobbkéz szabály a fenti képeken.
A helyes válasz a B.
Kérdés forrása:
Országos fizika vizsgakérdések középiskolák/szakközépiskolák számára
