ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Fizyka · Pole magnetyczneklasa 3 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/3/fizyka/indukcja-magnetyczna/

Fizyka · Pole magnetyczne · kl. 3 · zakres rozszerzony

Indukcja magnetyczna

Indukcja magnetyczna B mówi, jak silne jest pole magnetyczne i w którą stronę jest skierowane. Poznasz wzory dla długiego przewodu i zwojnicy.

ok. 3 min czytania9 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Indukcja magnetyczna

  • Indukcja magnetyczna B to wektor styczny do linii pola, o zwrocie zgodnym z ich zwrotem. Im gęstsze linie, tym większa wartość B. Jednostką jest tesla: 1 T = 1 N/(A·m).
  • Dla porównania: pole magnetyczne Ziemi ma kilkadziesiąt mikrotesli (ok. 50 µT), a silny magnes neodymowy przy powierzchni – kilka dziesiątych tesli.
  • Oznaczenia: μ0 — przenikalność magnetyczna próżni, μ0 = 4π·10−⁠7 T·m/A ≈ 1,26·10−⁠6 T·m/A; I — natężenie prądu [A]; r — odległość od przewodu [m]; N — liczba zwojów; l — długość zwojnicy [m]; n = N przez l — liczba zwojów na jednostkę długości [1/m].
Zapamiętaj

Przewód prostoliniowy: B = μ0 · I przez 2π · r. Długa zwojnica (wewnątrz): B = μ0 · n · I, gdzie n = N przez l.

  • Pole przewodu jest wprost proporcjonalne do I i odwrotnie proporcjonalne do r. Wewnątrz długiej zwojnicy pole jest jednorodne, rośnie z prądem i gęstością zwojów, a nie zależy od średnicy zwojnicy. Zwrot B wyznacza reguła prawej dłoni.
  • Pola kilku źródeł dodajemy wektorowo: np. w połowie odległości między dwoma przewodami z jednakowymi prądami zgodnymi pola mają przeciwne zwroty i się znoszą.

2Przykład 1: przewód

  • Dane: I = 5 A, r = 10 cm = 0,1 m.
  • Wzór: B = μ0 · I przez 2π · r.
  • Obliczenia: B = 4π·10−⁠7 · 5 przez 2π · 0,1 T = 2·10−⁠7 · 5 przez 0,1 T = 10−⁠5 T.
  • Odpowiedź: B = 10−⁠5 T = 10 µT, czyli mniej niż pole magnetyczne Ziemi.
Sprawdź, czy rozumiesz

Dwa długie równoległe przewody z jednakowymi prądami płynącymi w tę samą stronę. Indukcja w punkcie w połowie odległości między nimi wynosi

3Przykład 2: zwojnica

  • Dane: N = 500 zwojów, l = 0,25 m, I = 2 A.
  • Wzór: B = μ0 · n · I, gdzie n = N przez l.
  • Obliczenia: n = 500 przez 0,25 m = 2000 1 przez m; B = 4π·10−⁠7 · 2000 · 2 T ≈ 5,0·10−⁠3 T.
  • Odpowiedź: B ≈ 5,0 mT (wewnątrz zwojnicy, z dala od jej końców).
Uwaga na błąd

Wstawianie do wzoru na zwojnicę liczby zwojów N zamiast n = N/l. Gdy rozciągniesz zwojnicę (to samo N, większe l), pole w środku słabnie.

✎Ściąga: Indukcja magnetyczna

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • Przewód prostoliniowy: B = μ0 · I przez 2π · r. Długa zwojnica (wewnątrz): B = μ0 · n · I, gdzie n = N przez l.
  • Indukcja magnetyczna B to wektor styczny do linii pola, o zwrocie zgodnym z ich zwrotem. Im gęstsze linie, tym większa wartość B. Jednostką jest tesla: 1 T = 1 N/(A·m).
  • Oznaczenia: μ0 — przenikalność magnetyczna próżni, μ0 = 4π·10−⁠7 T·m/A ≈ 1,26·10−⁠6 T·m/A; I — natężenie prądu [A]; r — odległość od przewodu [m]; N — liczba zwojów; l — długość zwojnicy [m]; n = N przez l — liczba zwojów na jednostkę długości [1/m].
  • Dane: I = 5 A, r = 10 cm = 0,1 m.
  • Wzór: B = μ0 · I przez 2π · r.
  • Obliczenia: B = 4π·10−⁠7 · 5 przez 2π · 0,1 T = 2·10−⁠7 · 5 przez 0,1 T = 10−⁠5 T.
  • Odpowiedź: B = 10−⁠5 T = 10 µT, czyli mniej niż pole magnetyczne Ziemi.
  • Dane: N = 500 zwojów, l = 0,25 m, I = 2 A.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Jednostką indukcji magnetycznej jest

    1. Atesla
    2. Bhenr
    3. Cweber
    4. Damper
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: tesla – 1 T = 1 N/(A·m); weber to jednostka strumienia magnetycznego.

  2. Indukcja magnetyczna w odległości 10 cm od długiego przewodu z prądem 5 A wynosi

    1. A10−⁠7 T
    2. B6,3·10−⁠5 T
    3. C10−⁠5 T
    4. D5·10−⁠6 T
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: 10−⁠5 T – B = μ0I/(2πr) = 2·10−⁠7·5/0,1 T = 10−⁠5 T (10−⁠7 T wychodzi po wstawieniu r w centymetrach).

  3. Jak zmieni się indukcja pola przewodu, gdy odległość od niego wzrośnie 2 razy?

    1. Azmaleje 4 razy
    2. Bwzrośnie 2 razy
    3. Cnie zmieni się
    4. Dzmaleje 2 razy
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: zmaleje 2 razy – B ∼ 1/r, więc przy dwa razy większym r pole jest dwa razy słabsze.

  4. Indukcja wewnątrz długiej zwojnicy wynosi

    1. Aμ0·I/(2π·r)
    2. BN·I/μ0
    3. Cμ0·N/I
    4. Dμ0·n·I
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: μ0·n·I – Wewnątrz długiej zwojnicy B = μ0nI, gdzie n = N/l.

  5. Zwojnica ma 500 zwojów, długość 0,25 m, a płynie w niej prąd 2 A. Indukcja wewnątrz wynosi około

    1. A5,0 mT
    2. B2,5 mT
    3. C1,3 mT
    4. D50 mT
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: 5,0 mT – n = 500/0,25 m = 2000 1/m, B = 4π·10−⁠7·2000·2 T ≈ 5,0·10−⁠3 T (1,3 mT wychodzi po wstawieniu N zamiast n).

  6. Zwojnicę rozciągnięto do dwa razy większej długości (N i I bez zmian). Indukcja w jej wnętrzu

    1. Azmaleje 2 razy
    2. Bnie zmieni się
    3. Cwzrośnie 2 razy
    4. Dzmaleje 4 razy
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: zmaleje 2 razy – n = N/l zmalało 2 razy, a B jest proporcjonalne do n.

  7. Wektor indukcji magnetycznej w danym punkcie jest

    1. Askierowany zgodnie z siłą działającą na ładunek
    2. Bprostopadły do linii pola
    3. Cstyczny do linii pola
    4. Dzawsze równoległy do prądu
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: styczny do linii pola – Kierunek B to kierunek stycznej do linii pola, a zwrot – zwrot tej linii.

  8. Dwa długie równoległe przewody z jednakowymi prądami płynącymi w tę samą stronę. Indukcja w punkcie w połowie odległości między nimi wynosi

    1. Apołowę tego co od jednego przewodu
    2. Btyle co od jednego przewodu
    3. Czero
    4. Ddwa razy tyle co od jednego przewodu
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: zero – Pola obu przewodów mają tam równe wartości i przeciwne zwroty, więc po dodaniu wektorowym się znoszą.

Cały dział „Pole magnetyczne”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Rozwiąż quiz · 8 pytańFiszki · 9🔊 Posłuchaj notatki

Więcej: Fizyka, klasa 3

Ładunek elektryczny i pole elektryczneKondensator – magazyn energii polaPrawo CoulombaNatężenie pola elektrycznegoEnergia potencjalna, potencjał i napięciePrzewodnik w polu i kondensator płaskiNatężenie, napięcie i prawo OhmaOpór przewodnika i charakterystyki I(U)I prawo Kirchhoffa i napięcia ogniwOpór zastępczy i II prawo KirchhoffaSEM i opór wewnętrzny ogniwaMoc, energia i dane znamionoweCiepło Joule’a–LenzaDioda i instalacja domowaMagnesy i linie pola magnetycznegoSiła magnetyczna na ładunek i przewodnik z prądemSiła Lorentza i siła elektrodynamicznaTor cząstki, silnik i przewody równoległeFerromagnetyki i pole magnetyczne ZiemiIndukcja elektromagnetyczna i prądnicaStrumień, SEM indukcji i reguła LenzaPrąd przemiennyWartości skuteczne napięcia i natężeniaTransformator i przesył energiiFale elektromagnetyczne i widmoNatężenie faliDyfrakcja i interferencja na szczelinachSiatka dyfrakcyjnaEfekt Dopplera – wzórZałamanie światła i kąt granicznySoczewki cienkie i obrazyPolaryzacja, prawo Malusa i laserFoton, widma i poziomy energii atomuZjawisko fotoelektryczne i jonizacjaIzotopy i promieniowanie jądroweCzas połowicznego rozpaduDeficyt masy i energia wiązaniaRozszczepienie, synteza i energia gwiazdPromieniowanie jonizujące a organizmFizyka współczesna – treści fakultatywneDoświadczenia z klasy III i opis wynikuDoświadczenia R, model i uzasadnienieRuch harmoniczny – wychylenie, prędkość, przyspieszenieSprężyna, wahadło, energia i rezonansBilans cieplny i przemiany fazoweGaz doskonały – równanie Clapeyrona i przemianyModel kinetyczny gazu i ciepło moloweSilniki cieplne i II zasada termodynamiki