Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

RCtj8eUIbTJjS

Poprawne uzupełnij poniższe zdania.

Pewien dipol magnetyczny jest przyciągany przez magnes. Dipol {#przyciąga} / {odpycha} magnes z {#taką samą} / {większą} / {mniejszą} siłą.

Ćwiczenie 2

RIn9c53av9Z44

Poprawne uzupełnij poniższe zdanie.

Z odpychaniem dwóch dipoli mamy do czynienia wtedy, gdy mają {zgodnie} / {#przeciwnie} skierowane wektory momentów magnetycznych.

Ćwiczenie 3

R1QXpCyVOd1TA

Rysunek przedstawia jednorodne pole magnetyczne, w którym umieszczono pięć momentów magnetycznych o tej samej wartości, których symbol stanowi mała czerwona grecka litera mi, przedstawionych w postaci czerwonych wektorów oznaczonych małymi czerwonymi literami alfabetu łacińskiego a, b, c, d, e. Niebieskie wektory indukcji magnetycznej są umieszczone poziomo i skierowane w prawo, oznaczone wielką literą B. Wektor oznaczony literą a jest skierowany w stronę dolnego prawego rogu rysunku pod kątem ostrym alfa do kierunku wektora indukcji magnetycznej. Wektor oznaczony literą b jest skierowany w prawą stronę i jest równoległy do kierunku indukcji magnetycznej i ma ten sam zwrot, co ona. Wektor oznaczony literą c jest skierowany pionowo w górę i jest prostopadły do kierunku indukcji magnetycznej. Wektor oznaczony literą d jest skierowany w stronę górnego lewego rogu rysunku pod kątem ostrym alfa do kierunku wektora indukcji magnetycznej. Wektor oznaczony literą e jest skierowany w lewą stronę i jest równoległy do kierunku indukcji magnetycznej oraz ma przeciwny do niej zwrot. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

R1MtzvIx5Voo4

Na rysunku przedstawiono różnie położone w jednorodnym polu magnetycznym momenty magnetyczne o tej samej wartości. (Oznaczone są literami alfabetu) Uszereguj je pod względem energii potencjalnej od największej do najmniejszej wartości. Energia potencjalna dipola magnetycznego o momencie magnetycznym

\vec{μ}

opisana jest wyrażeniem:

E_{p} = - \vec{μ} \cdot \vec{B}

, co równe jest

- μ B cos ∢ (\vec{μ}, \vec{B})

. Elementy do uszeregowania: 1. d, 2. b, 3. a, 4. e, 5. c

Na rysunku przedstawiono różnie położone w jednorodnym polu magnetycznym momenty magnetyczne o tej samej wartości (oznaczone są literami alfabetu). Uszereguj je pod względem energii potencjalnej od największej do najmniejszej wartości. Energia potencjalna dipola magnetycznego o momencie magnetycznym $\vec{μ}$ opisana jest wyrażeniem: $E_{p} = - \vec{μ} \cdot \vec{B}$ , co równe jest $- μ B cos ∢ (\vec{μ}, \vec{B})$ .

Zapoznaj się z opisem rysunku, a następnie uzupełnij poprawnie tekst.

RKBGBZUZeJbAp

\vec{μ}

opisana jest wyrażeniem:

E_{p} = - \vec{μ} \cdot \vec{B}

, co równe jest

- μ B cos ∢ (\vec{μ}, \vec{B})

a) $E_p=-\mu B\cos\alpha$ ;

b) $E_{p}=-\mu B$ ;

c) $E_{p}=0$ ;

d) $E_p=-\mu B\cos\left(180^{\circ}-\alpha\right)=\mu B\cos\alpha$ ;

e) $E_{p}=\mu B$ .

Ćwiczenie 4

RUEDddLric55j

Rysunek przedstawia pole magnetyczne, w którym umieszczono dwa momenty magnetyczne przedstawione w postaci czerwonych wektorów oznaczonych małymi czerwonymi literami alfabetu łacińskiego a i d. Niebieski wektor indukcji magnetycznej jest umieszczony poziomo i skierowany w prawo, oznaczony wielką literą B. Wektor oznaczony literą a jest skierowany w stronę dolnego prawego rogu rysunku pod kątem ostrym alfa do kierunku wektora indukcji magnetycznej. Wektor oznaczony literą d jest skierowany w stronę górnego lewego rogu rysunku pod kątem ostrym alfa do kierunku wektora indukcji magnetycznej. Wektory a i d mają ten sam punkt przyłożenia, kierunek i wartość, ale przeciwne zwroty. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

R4jmxVzIixYlc

Wyznacz pracę, jaką należy wykonać, obracając dipol od położenia „a” do położenia „d”. Dana jest wartość momentu magnetycznego $μ$ , wartość indukcji magnetycznej $B$ oraz kąt $α$ . Wybierz właściwą odpowiedź z listy podanych odpowiedzi:

$μ B cos α$
$- μ B cos α$
$2 μ B cos α$
$- 2 μ B cos α$

Ćwiczenie 5

Rurdj7KNqQ61b

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Ćwiczenie 6

R17SA0CDAwksl

Rysunek przedstawia dipol magnetyczny pokazany w postaci czerwonej pętli z prądem znajdujący się w polu magnetycznym magnesu sztabkowego pomalowanego na szaro. Prąd w pętli krąży zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara co powoduje powstanie dipolowego momentu magnetycznego ustawionego poziomo w lewo. Magnes jest ustawiony poziomo. Wytwarza pole magnetyczne. Z bieguna magnesu znajdującego się bliżej pętli wychodzą czarne łukowate linie pola magnetycznego, rozginające się od kierunku osi magnesu. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Ru9Eq8Z4ZIqxU

Na rysunku przedstawiony jest dipol magnetyczny (o momencie magnetycznym skierowanym w lewo) w pobliżu bieguna magnesu. Dipol będzie odpychany od magnesu, jeśli to będzie biegun {północny (N)} / {#południowy (S)}.

Zapoznaj się z opisem rysunku, aby następnie właściwie wykonać zadanie.

R1LVtQNyeQTjO

R11rz1PtXBxMC

Ćwiczenie 7

R1bxvm7RWEZu4

Na rysunku pokazano czerwony wektor momentu magnetycznego oznaczony małą czerwoną literą mi. Moment ten znajduje się w polu magnetycznym, którego wektor indukcji skierowany jest poziomo w prawo i oznaczony wielką literą B. Wektor momentu magnetycznego jest obracany zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara w taki sposób, że jego punkt przyłożenia pozostaje w miejscu. W położeniu początkowym wektor momentu magnetycznego skierowany jest w stronę lewego górnego rogu rysunku. W położeniu końcowym wektor momentu magnetycznego skierowany jest w stronę prawego górnego rogu rysunku. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Ru8vw8xI9hf3o

Wybierz poprawną odpowiedź.

Gdy obrócimy obiekt o momencie magnetycznym takim, jak ten przedstawionym na rysunku w postaci czerwonego wektora, zgodnie z kierunkiem strzałki do nowego położenia zaznaczonego na rysunku, to praca wykonana przez pole magnetyczne będzie {#dodatnia} / {ujemna} / {równa zeru}.

Pole magnetyczne, a ściśle mówiąc wypadkowy moment siły elektrodynamicznej obraca moment magnetyczny do położenia równowagi trwałej, czyli do stanu w którym wektory $\vec{μ}$ i $\vec{B}$ ustawione są zgodnie.

Ćwiczenie 8

R1LnsHxC9QUQH

W kołowym przewodniku o promieniu $r$ = 15 cm płynie prąd o natężeniu $I$ = 2 A. Przewodnik umieszczono w jednorodnym polu magnetycznym, tak że normalna do jego płaszczyzny tworzy kąt 30° z kierunkiem indukcji o wartości $B$ = 10 T. Oblicz moment siły, jaki będzie działał na kółko. Wynik podaj z dokładnością do jednej cyfry znaczącej.

Odp.: $M$ = ............ Nm.

Korzystając ze wzoru na moment siły działający na pętlę z prądem otrzymujemy

$M = \mu B \sin\alpha=I\pi r^2 B\sin\alpha=2\ \text{A}\cdot 3.14\cdot (0.15\ \text{m})^2\cdot 10\ \text{T}\cdot\frac{1}{2},$

$M \approx 0.7\ \text{Nm}.$

Film samouczek

Dla nauczyciela