Zadanie 8

Matura z fizyki, maj 2025, poziom rozszerzony

Wymaganie:

IX.2, IX.3 — pole magnetyczne, wektor indukcji magnetycznej, pole prądu prostoliniowego, reguła prawej dłoni.

Treść zadania

Przewodnik prostoliniowy umieszczono prostopadle do płaszczyzny rysunku. W punkcie $P_{1}$ oddalonym od przewodnika o $r_{1}$ wektor indukcji magnetycznej $B_{1}$ ma kierunek pokazany na rysunku. Punkt $P_{2}$ znajduje się po przeciwnej stronie przewodnika w odległości $r_{2} = 4 r_{1}$ .

Zadanie 8. (0–3) Oznacz kierunek prądu w przewodniku (symbolem $⊙$ — "ku obserwatorowi" lub $\otimes$ — "od obserwatora"). Narysuj na rysunku wektor indukcji magnetycznej $B_{2}$ w punkcie $P_{2}$ z zachowaniem proporcji jego długości względem $B_{1}$ .

Źródło: arkusz CKE MFIP-R0-100-2505. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

Z reguły prawej dłoni: jeśli $B_{1}$ w punkcie $P_{1}$ ma określony kierunek, to prąd
w przewodniku płynie tak, aby kciuk wskazywał kierunek prądu, a zagięte palce kierunek pola
magnetycznego. Na podstawie rysunku z arkusza ustalamy symbol $⊙$ lub $\otimes$
(zależnie od orientacji $B_{1}$ ).

Wartość indukcji magnetycznej przewodnika prostoliniowego:
$B = \frac{μ _{0} I}{2 π r}$

Stosunek wartości:
$\frac{B _{2}}{B _{1}} = \frac{r _{1}}{r _{2}} = \frac{1}{4}$

Czyli $B_{2}$ ma długość ¼ długości $B_{1}$ . Kierunek $B_{2}$ jest przeciwny
do $B_{1}$ (punkt $P_{2}$ jest po przeciwnej stronie przewodnika, więc pole "okrąża"
przewodnik w przeciwnym kierunku względem $P_{1}$ ).

Typowy błąd / pułapka

Najczęstsze błędy: zła reguła prawej dłoni (mylenie kierunku prądu z kierunkiem pola), brak uwzględnienia, że indukcja maleje jak $1/ r$ (NIE $1/ r^{2}$ ), brak odwrócenia kierunku $B_{2}$ względem $B_{1}$ po przeciwnej stronie przewodnika.

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. 19

Rozwiązanie krok po kroku

Kierunek prądu

Stosujemy regułę prawej dłoni — kciuk = prąd, palce = pole magnetyczne.

Wektor B w P2

Długość: $\frac{B _{2}}{B _{1}} = \frac{r _{1}}{r _{2}} = \frac{1}{4}$ . Kierunek: przeciwny.

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