Zadanie 8
Matura z fizyki, maj 2025, poziom rozszerzony
Wymaganie: I.6, I.7, IX.1, IX.2, IX.6 — linie pola magnetycznego przewodnika prostoliniowego, wektor indukcji
magnetycznej, związek indukcji z natężeniem prądu dla przewodnika prostoliniowego.
Treść zadania
Na rysunku (w arkuszu) przedstawiono dwie wybrane linie pola magnetycznego wytwarzanego przez długi, prostoliniowy przewodnik z prądem umieszczony w próżni. Na rysunku przedstawiono widok płaszczyzny prostopadłej do przewodnika . (Odczyt z rysunku: strzałki na liniach pola wskazują obieg zgodny z ruchem wskazówek zegara; punkt leży na mniejszym okręgu pod przewodnikiem, jest skierowany w lewo i ma długość 8 kratek; punkt leży na większym okręgu, na prawo od przewodnika).
Przyjmij następujące założenia oraz dane:
- linie pola są współśrodkowymi okręgami o promieniach i , takich, że
- przewodnik jest bardzo długi
- jest wektorem indukcji magnetycznej w punkcie
- pomijamy inne źródła pola magnetycznego
- długość boku kratki umieszczonej przy punktach i odpowiada umownej jednostce wartości wektora indukcji magnetycznej.
Zadanie 8. (0–3) Na rysunku oznacz, w którą stronę płynie prąd w przewodniku . Wpisz odpowiedni symbol ( lub ) przy literze , gdzie oznacza, że prąd płynie przed płaszczyznę rysunku (w stronę do patrzącego), a – że prąd płynie za płaszczyznę rysunku.
Narysuj wektor indukcji magnetycznej w punkcie . Zachowaj odpowiedni kierunek, właściwy zwrot oraz długość wektora, odpowiadającą jego wartości.
Źródło: arkusz CKE MFAP-R0-100-2505. Otwórz oryginalny PDF
Rozwiązanie
Na rysunku w arkuszu punkt leży pod przewodnikiem, a jest zwrócony w lewo
i ma długość 8 kratek. Punkt leży na prawo od przewodnika, na okręgu o promieniu .
Kierunek prądu: linie pola są zwrócone zgodnie z ruchem wskazówek zegara (przy , pod
przewodnikiem, wektor wskazuje w lewo). Z reguły prawej dłoni (zagięte palce wzdłuż linii pola,
kciuk wzdłuż prądu) prąd płynie za płaszczyznę rysunku — symbol .
Wartość : dla przewodnika prostoliniowego
czyli umowne jednostki (2 kratki).
Kierunek i zwrot : wektor jest styczny do linii pola w , czyli prostopadły do
promienia — pionowy, zwrócony w dół (zgodnie z obiegiem linii pola).
Błędy, na które warto uważać: zła reguła prawej dłoni (mylenie kierunku prądu z kierunkiem pola), przyjęcie, że indukcja maleje jak zamiast (wtedy wektor miałby pół kratki zamiast 2 kratek), narysowanie wzdłuż promienia zamiast stycznie do linii pola.
Rozwiązanie krok po kroku
Kierunek prądu
Stosujemy regułę prawej dłoni — kciuk = prąd, palce = pole magnetyczne.
Wektor B w P2
Długość: , czyli 2 kratki. Kierunek: styczny do linii pola w (pionowo), zwrot w dół.
Rozumiesz, jak to rozwiązać?
Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji
matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „magnetyzm, pole magnetyczne prądu prostoliniowego, reguła prawej dłoni” zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl