m Matura-Online.pl Rozwiązania zadań maturalnych
MFAP-R0-100-2505 • Otwarte krótkie • 3 pkt • Trudność: ★★★☆☆

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.

Rysunek dwóch linii pola magnetycznego (okręgi o promieniach r₁ i r₂) wokół przewodnika 𝒫, z wektorem B₁ w punkcie P₁ i punktem P₂ oraz kratkami do odmierzania długości wektorów.
Na podstawie: arkusz CKE MFAP-R0-100-2505 Oryginalny PDF CKE, str. 20

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).

Typowy błąd / pułapka

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.

Zadanie 8 z arkusza maturalnego CKE 2025 maj PR fizyka — pole magnetyczne przewodnika prostoliniowego
Zadanie 8 — arkusz maturalny CKE, maj 2025, fizyka, poziom rozszerzony Na podstawie: CKE 2025 Oryginalny PDF CKE, str. 20

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