Besvarelse: Elektriske og magnetiske felter | Vejledende opgaver

Her kan du få hjælp til opgaverne fra "Vejledende opgaver i skriftlig fysik A" om elektriske og magnetiske felter. Dette er Studienets eksemplariske besvarelse af opgaverne.

Indhold

Opgave 1 Elektrisk ladet partikel i homogent elektrisk felt
a) Bestem størrelsen af den elektriske feltstyrke mellem pladerne.
b) Vis, at kuglens ladning Q er -0,39 nC.
c) Angiv hvilken plade kuglen accelereres mod, og bestem den fart, hvormed kuglen rammer pladen.
Opgave 2 Bestemmelse af α-partiklers kinetiske energi
a) Opskriv reaktionsskemaet for henfaldet af 210Po og beregn Q-værdien ud fra masserne af de partikler, som deltager i processen.
b) Beregn α-partiklernes kinetiske energi.
c) Beregn en bedre værdi for α-partiklernes kinetiske energi.
Opgave 3 Hastighedsfilter
a) Vis, at størrelsen af det elektriske felt mellem pladerne er 2,0 kV/m.
b) Hvilken fart opnår elektronerne ved denne acceleration?
c) Bestem størrelsen af magnetfeltet i denne situation.
Opgave 4 Medicinske undersøgelser
a) Opskriv reaktionsskemaet for protonindfangningen i 15N og forklar, hvilken anden partikel der dannes ved reaktionen.
b) Beregn den kinetiske energi af en proton, som har bevæget sig 30 hele omgange efter den første halvcirkelbane.
c) Bestem størrelse og retning af magnetfeltet.
Opgave 5 Krængningsmåler
a) Bestem den vinkel, flyets vinger danner med vandret.
Opgave 6 Magnetisk minikanon
a) Beregn spændingsfaldet over spændingskilden.
b) Beregn størrelsen af pladens acceleration samt størrelsen af magnetfeltet.
Opgave 7 Flyvning
a) Bestem størrelse og retning af kraften fra Jordens magnetfelt på en elektron i vingen.
b) Vurdér størrelsen af den inducerede spændingsforskel mellem vingespidserne.
Opgave 8 Inkjet-printer
a) Gør rede for, at det ved beregningen af dråbernes bevægelse er rimeligt at se bort fra såvel tyngdekraften som kraften fra Jordens magnetfelt, uanset hvilken vej dråbekanonen vender.
b) Beregn, hvor mange elektroner opladeenheden skal tilføre en dråbe, for at den rammer blæktanken, når det elektriske felt har størrelsen 1,40 MV/m.
Opgave 9 Kvadratisk spole i magnetfelt
a) Bestem spolens masse.
b) Bestem størrelsen af det magnetiske felt, som spolen er ophængt i.
Opgave 10 Lagerring
a) Bestem ionens fart efter accelerationen.
b) Bestem størrelsen af magnetfeltet.
Opgave 11 Kreditkort
a) Bestem den maksimale magnetiske flux gennem spolen.
b) Begrund, at den magnetiske flux Φ som funktion af tiden t kan beskrives ved følgende graf.
c) Tegn en graf, der viser det inducerede spændingsfald, der registreres af kortlæseren. Bestem den mindste fart, som kreditkortet skal bevæges med, hvis kortlæseren skal kunne aflæse magnetstriben.
Opgave 12 Magnetlygte
a) Bestem magnetens fart, når den passerer forbi spolen.
b) Bestem den effekt, der afsættes i lysdioden, når det inducerede spændingsfald er 2,2 V.
c) Bestem spændingsfaldet, der induceres i magnetlygtens spole til tidspunktet t = 12 ms.
Opgave 13 Hjulaksel
a) Hvor stort et spændingsfald induceres der mellem enderne af hjulakslen?
b) Bestem størrelse og retning af den kraft, som en elektron i akslen påvirkes af på grund af det inducerede elektriske felt.
Opgave 14 Ladninger på snor
a) Bestem størrelse og retning af den elektriske kraft, som påvirker den positive ladning til venstre.