24. Tanulói kísérletek állandó mágnesekkel

Fizika középszintű érettségi feladat

Mágneses mező, mágneses indukció

https://kemfiz.hu/fizika_kozep_magneses_mezo_indukcio.html

Tesztek

25, 30, 31, 45, 46

25. Áram mágneses tere egy karikában

Feladat: Egy egyenes vezetőben áram folyik, és körülötte egy rézkarika található. A kérdés: a karika középpontjában merre mutat a mágneses indukció?

Helyes válasz: A) A papír síkjából kifelé.

Indoklás: Az áram mágneses tere koncentrikus körökből áll a vezető körül. A jobbkéz‑szabály szerint, ha a hüvelykujj az áram irányába mutat, az ujjak görbülete adja a mágneses tér irányát. A karika középpontjában ez a tér a papír síkjából kifelé mutat.

30. A mágneses tér iránya, ha nincs Lorentz‑erő

Feladat: Egy hosszú, áramjárta egyenes vezetőt homogén mágneses térbe helyezünk, és azt tapasztaljuk, hogy nem hat rá erő. A kérdés: milyen irányú lehet a mágneses tér?

Helyes válasz: B) A vezetékkel párhuzamos.

Indoklás: A Lorentz‑erő képlete:

A vektoriális szorzat akkor nulla, ha a két vektor párhuzamos. Ha a mágneses tér párhuzamos a vezetővel, nincs merőleges komponens, így a vezetőre nem hat erő. Ezért csak a párhuzamos tér lehet megfelelő.

31. A mágneses tér kimutatása

Feladat: Egy térrészben szeretnénk megfigyelni a mágneses indukcióvonalak irányát. Melyik eszköz alkalmas erre?

Helyes válasz: C) Iránytű.

Indoklás: Az iránytű egy apró mágnes, amely mindig a mágneses tér irányába áll be. Ezért pontosan megmutatja az indukcióvonalak irányát. Az alumínium és az elektromos próbatöltés nem reagál a mágneses térre, így nem alkalmasak a feladatra.

 45. A villámhárító mágneses tere

Feladat: Villámcsapáskor nagy áram folyik lefelé a villámhárítóban. Milyen alakúak az indukcióvonalak a vezető körül?

Helyes válasz: C) Koncentrikus körök.

Indoklás: Egy hosszú, egyenes vezető körül az áram mágneses tere mindig koncentrikus körökből áll. A mágneses tér alakját a vezető geometriája határozza meg, nem az áram iránya. Ezért a villámhárító körül kör alakú indukcióvonalak jelennek meg.

46. A tekercs mágneses tere

Feladat: Egy áramjárta tekercsben az áram iránya adott. A kérdés: merre mutat a mágneses tér a tekercs belsejében?

Helyes válasz: B) Balra.

Indoklás: A tekercs mágneses terének irányát a jobbkéz‑szabály adja meg: ha a jobb kéz ujjai az áram irányába tekerednek, a hüvelykujj a mágneses tér irányát mutatja. Az ábrán jelzett áramirányhoz ez balra mutató indukciót ad a tekercs belsejében.