Sprawdzian z magnetyzmu i indukcji

Poprawna odpowiedź: 1–B, 2–A, 3–C, 4–D

• 1. Transformator → B. Zmiana napięcia przemiennego przez wzajemną indukcję uzwojeń
• 2. Silnik elektryczny → A. Zamiana energii elektrycznej na mechaniczną (ruch obrotowy)
• 3. Prądnica (generator) → C. Zamiana energii mechanicznej na elektryczną przez indukcję
• 4. Elektromagnes → D. Wzmocnienie pola magnetycznego przez zwojnicę z rdzeniem

Silnik i prądnica to te same zjawiska w odwrotnych kierunkach: silnik korzysta z siły elektrodynamicznej, prądnica z indukcji. Transformator działa dzięki zmiennemu strumieniowi wspólnemu dla dwóch uzwojeń, a elektromagnes to zwojnica, której pole wzmacnia rdzeń z ferromagnetyka.

Poprawna odpowiedź: (1) strumień magnetyczny; (2) przeciwdziała

SEM indukcji pojawia się tylko wtedy, gdy strumień przez obwód się zmienia, a samo pole magnetyczne, nawet silne, nie wystarczy. Reguła Lenza wynika z zasady zachowania energii: gdyby prąd indukcyjny wzmacniał zmianę strumienia, energia brałaby się znikąd.

Poprawna odpowiedź: P, F, F, P

Siła Lorentza jest prostopadła do prędkości, dlatego zmienia tylko kierunek ruchu i nie wykonuje pracy, a energia kinetyczna cząstki się nie zmienia. Stały prąd w cewce daje stałe pole. Linie pola wokół prostego przewodnika to okręgi współśrodkowe, a ich zwrot wyznacza reguła prawej dłoni.

Poprawna odpowiedź: D

Siła elektrodynamiczna jest prostopadła i do prądu, i do pola, więc odpadają „w górę” i „w dół”. Z reguły lewej dłoni: linie pola wchodzą w dłoń od góry, wyprostowane palce wskazują wschód, a odchylony kciuk pokazuje północ. Ten sam wynik daje iloczyn wektorowy $\vec{F}=I\vec{l}\times \vec{B}$.

Poprawna odpowiedź: A

Siła Lorentza pełni rolę siły dośrodkowej: $evB=\frac{m{v}^2}{r}$, stąd $r=\frac{mv}{eB}=\frac{9,1\cdot 10^{-31}\cdot 2\cdot 10^6}{1,6\cdot 10^{-19}\cdot 0,1}=\frac{1,82\cdot 10^{-24}}{1,6\cdot 10^{-20}}\approx 1,14\cdot 10^{-4}\text{ m}$. Pozostałe odpowiedzi to typowe pomyłki w wykładnikach.