Pole magnetyczne
Sprawdzian
Grupa A
Zadanie 1 (1 pkt)
Cząstka o ładunku dodatnim porusza się w prawo w jednorodnym polu magnetycznym skierowanym prostopadle do płaszczyzny, wychodzącym z niej. Jaki jest kierunek siły Lorentza działającej na tę cząstkę?
Zadanie 2 (4 pkt)
W cyklotronie używanym do przyspieszania protonów, okres obiegu protonu wynosi $T = 3,8 \cdot 10^{-8}\ \text{s}$. Przyjmując masę protonu $m = 1,67 \cdot 10^{-27}\ \text{kg}$ i jego ładunek $q = 1,6 \cdot 10^{-19}\ \text{C}$, oblicz wartość indukcji magnetycznej pola w tym cyklotronie.
Zadanie 3 (3 pkt)
Podczas wyładowania atmosferycznego w błyskawicy przepływa krótkotrwały prąd o natężeniu $I = 80\ \text{kA}$ w kierunku pionowym. Oblicz siłę działającą wtedy na jeden metr długości błyskawicy. Załóż, że pozioma składowa indukcji pola magnetycznego Ziemi w tym miejscu ma wartość $B = 50\ \mu\text{T}$.
Zadanie 4 (4 pkt)
Podmorska linia energetyczna prądu stałego HVDC (High Voltage Direct Current) o długości 250 km przesłała prąd o natężeniu $I = 1800\ \text{A}$. Jaka jest wartość indukcji pola magnetycznego dokładnie nad linią przesyłową w odległości $r = 6\ \text{m}$ od tego przewodnika?
Porównaj otrzymany wynik ze składową poziomą indukcji pola magnetycznego Ziemi.
Zadanie 5 (3 pkt)
Oblicz wartość indukcji magnetycznej we wnętrzu zwojnicy o długości $l = 30\ \text{cm}$ i liczbie zwojów $n = 200$, gdy przez zwoje przepływa prąd o natężeniu $I = 5\ \text{A}$.
Grupa B
Zadanie 1 (1 pkt)
Cząstka o ładunku ujemnym porusza się w górę w jednorodnym polu magnetycznym skierowanym w prawo. Jaki jest kierunek siły Lorentza działającej na tę cząstkę?
Zadanie 2 (4 pkt)
W cyklotronie okres obiegu protonu wynosi $T = 5,0 \cdot 10^{-8}\ \text{s}$. Zakładając masę protonu $m = 1,67 \cdot 10^{-27}\ \text{kg}$ i jego ładunek $q = 1,6 \cdot 10^{-19}\ \text{C}$, oblicz wartość indukcji magnetycznej pola wymaganego w cyklotronie.
Zadanie 3 (3 pkt)
Podczas wyładowania atmosferycznego w błyskawicy przepływa krótkotrwały prąd o natężeniu $I = 150\ \text{kA}$ w kierunku pionowym. Oblicz siłę działającą wtedy na jeden metr długości błyskawicy. Załóż, że pozioma składowa indukcji pola magnetycznego Ziemi w tym miejscu ma wartość $B = 45\ \mu\text{T}$.
Zadanie 4 (4 pkt)
Podmorska linia energetyczna prądu stałego HVDC (High Voltage Direct Current) o długości 180 km przesłała prąd o natężeniu $I = 900\ \text{A}$. Jaka jest wartość indukcji pola magnetycznego dokładnie nad linią przesyłową w odległości $r = 3\ \text{m}$ od tego przewodnika?
Porównaj otrzymany wynik ze składową poziomą indukcji pola magnetycznego Ziemi.
Zadanie 5 (3 pkt)
Oblicz wartość indukcji magnetycznej we wnętrzu zwojnicy o długości $l = 15\ \text{cm}$ i liczbie zwojów $n = 120$, gdy przez zwoje przepływa prąd o natężeniu $I = 3\ \text{A}$.