Prąd elektryczny w ciałach stałych, cieczach i gazach

Pole magnetyczne
(w każdym zadaniu jest prawdziwe tylko jedno rozwiązanie )
1. Nie jest prawdziwe stwierdzenie, że:
a) pole magnetyczne nie zmienia szybkości
poruszających się w jego obszarze ładunków
elektrycznych,
b) pole magnetyczne jest polem zachowawczym,
c) pole magnetyczne jest polem wirowym, linie sił tego pola są liniami zamkniętymi,
d) pole magnetyczne wytwarzane jest przez poruszające się ładunki elektryczne,
e) magnes to naelektryzowany ferromagnetyk, magnetycznie „twardy”
2. Prawdziwe jest stwierdzenie, że
a) indukcja magnetyczna jest wielkością skalarną,
b) strumień indukcji jest wektorem prostopadłym do
płaszczyzny w której leżą linie sił pola,
c) linie sił są zwrócone od bieguna północnego
magnesu do bieguna południowego,
d) natężenie pola magnetycznego w danym punkcie jest
wektorem stycznym do linii sił,
e) igła magnetyczna to metalowa blaszka umieszczona
na ostrzu, pokazująca zwrot linii pola
magnetycznego
3. Poniższe rysunki związane są z regułami służącymi do określania biegunowości zwojnicy
przez którą płynie prąd, zwrotu siły elektrodynamicznej. Jest więcej takich reguł w teorii
magnetyzmu. Nie jest prawdziwa reguła:
a) jeśli prąd w zwojnicy płynie zgodnie z ruchem obrotowym prawoskrętnej śruby to
zwrot linii w jej wnętrzu zgodny jest z ruchem postępowym tej śruby,
b) zwrot siły elektrodynamicznej działającej na przewodnik w regule Fleminga zgodny
jest z kierunkiem odchylonego kciuka lewej dłoni, podczas gdy palec wskazujący
określa kierunek wektora indukcji magnetycznej, a kierunek prądu wskazuje palec
serdeczny,
c) zwrot siły elektrodynamicznej działającej na naładowaną ładunkiem o dowolnym znaku
cząstkę jest zgodny z kierunkiem odchylonego kciuka lewej dłoni, podczas gdy palce
wskazują kierunek prądu, a linie pola są zwrócone do otwartej dłoni,
d) zwrot linii pola magnetycznego wokół prostoliniowego przewodnika pokazuje ruch
obrotowy prawoskrętnej śruby, której ruch postępowy jest zgodny z kierunkiem prądu
w przewodniku,
e) jeśli w przewodniku kołowym prąd płynie zgodnie ze wskazówkami zegara to od naszej
strony jest biegun południowy, a po drugiej stronie przewodnika (od spodu) jest biegun
północny
4. Zwojnica ( bez rdzenia) ma kształt walca o długości 5 cm i średnicy 2 cm, liczy 500 zwojów.
Do końców zwojnicy podłączymy prąd stały o natężeniu 2 A. Strumień pola magnetycznego w
jej wnętrzu ma stałą wartość (w czasie i przestrzeni) i wynosi w przybliżeniu:
a) 0,8 T
A
b) 0,810-7
,
m
c) 8 Wb
d) 8 Wb
e) 30 As
5. Dwa równoległe przewodniki o długości 1 m każdy, odległe
są od siebie o 1cm. Przez przewodniki przepuszczono stały i
jednakowy prąd, a przewodniki zaczęły się przyciągać siłą 0,2
N. O prądzie w przewodnikach można powiedzieć, że:
a) kierunek prądu może być dowolny, ale natężenie w
każdym z nich musi mieć wartość 1 A
b) płynie w tym samym kierunku w każdym przewodniku i ma w każdym z nich
natężenie 10-7A
c) płynie w przeciwnych kierunkach i ma w każdym z przewodników natężenie o wartości
100 A
d) płynie w tym samym kierunku w każdym przewodniku i ma w każdym z nich
natężenie 100A
e) płynie w przeciwnych kierunkach i ma w każdym z przewodników natężenie o wartości
10 A
6. Przewodnik prze który płynie prąd o natężeniu 1 A
znajduje się w jednorodnym polu magnetycznym (między
biegunami magnesu) o natężeniu 100 A/m, gdzie poddany
jest działaniu siły 10 N. Długość przewodnika
umieszczonego w polu wynosi w przybliżeniu:
a) 8 m,
b) 8 dcm
c) 8 cm
d) 8 mm
e) 10 cm
7. Prostokątna ramka ramka wykonana z przewodnika
o wymiarach a  b umieszczona w polu magnetycznym
o indukcji B, może się obracać wokół osi będącej jej
osią symetrii (rysunek). Przez ramkę przepuszczono
prąd elektryczny o natężeniu I. Maksymalny moment
pary sił działających na ramkę można obliczyć wg
wzoru:
IBa
b
a)
B
2b
a
Bab
b)
2I
BIab
c)
2
d) 2BIab
e) Iba
8. W spektrografie masowym dodatni jon wodoru przyspieszany napięciem 10 kV wpada w
jednorodne pole magnetyczne o indukcji 10-3T prostopadle do linii pola. Masa jonu wynosi
1,67510-27 kg, a jego ładunek 1,610-19C. Promień krzywizny toru tego elektronu w polu
magnetycznym ma w przybliżeniu wartość:
a) 1,45 m
b) 5 mm
c) 45 cm
d) 0,85 m
e) 15 cm
9. Elektron posiadający prędkość 5105 m/s „wpada” w pole magnetyczne
jednorodne o indukcji 10-4 T i porusza się tak, że tworzy z liniami tego
pola magnetycznego kąt 300 (rysunek obok). Tor elektronu w polu
magnetycznym można określić:
a) torem jest linia śrubowa, elektron porusza się po okręgu o
promieniu 14 mm, a jednocześnie przemieszcza się wzdłuż linii
pola z prędkością 4,44105 m/s
b) torem jest okrąg leżący w płaszczyźnie prostopadłej do linii pola o
promieniu około 28 mm,
c) torem jest linia prosta, elektron porusza się prostopadle do linii pola z prędkością równą
połowie prędkości, która posiadał przed wejściem do pola
d) torem jest linia śrubowa, elektron porusza się po okręgu o promieniu 28 mm , a
jednocześnie przemieszcza się wzdłuż linii pola z prędkością 4,44105 m/s
e) torem jest elipsa, prędkość elektronu zmienia się okresowo od wartości 2,5105 m/s do
4,44105 m/s
10. Rysunek obok pokazuje tory dwóch jonów o tej samej wartości
ładunku, poruszających się z tą samą prędkością, wpadających
w jednorodne pole magnetyczne. Promień krzywizny jednej z
cząstek w polu magnetycznym jest około pięciokrotnie większy
niż drugiej. Na podstawie rysunku można powiedzieć, że:
a) jon o mniejszym promieniu krzywizny ma 5-krotnie
mniejszą masę od drugiego i ładunek ujemny,
b) jon o większym promieniu ma 25-krotnie mniejszą masę
i ładunek o znaku dodatnim,
c) jon o większym promieniu ma ładunek o znaku
ujemnym i 5-krotnie mniejszą masę od drugiego
d) jon o większym promieniu ma setki razy mniejszą masę i
ładunek o znaku dodatnim,
e) jony mogą mieć podobna masę, lecz na dodatni działa większa siła Lorentza
niż na ujemny, dlatego ma większy promień krzywizny, ujemny odchyla się w
przeciwnym kierunku
11. Ciała pod względem właściwości magnetycznych można podzielić na 3 grupy:
ferromagnetyki, paramagnetyki, diamagnetyki. Nieprawdą jest, że,
a) diamagnetyki magnesują się przeciwnie do zewnętrznego pola magnetycznego,
b) w ferromagnetykach występują obszary posiadające silne
samorzutne namagnesowanie,
c) o właściwościach magnetycznych ciał decyduje wzajemne
„ułożenie” momentów magnetycznych elektronów
zewnętrznych powłok,
d) ferromagnetyki mają dużo większą od diamagnetyków i
paramagnetyków i niezależną od zewnętrznego pola przenikalność magnetyczną,
e) paramagnetyki magnesują się w polu magnetycznym, lecz o wiele słabiej od
ferromagnetyków.
12. W cyklotronie do przyspieszania protonów (masa i
ładunek w tablicach) wykorzystano pole magnetyczne
o indukcji 510-2 T. Napięcie przyłożone do duantów
cyklotronu powinno mieć częstotliwość równą
częstotliwości protonu, czyli w przybliżeniu:
a) 50 Hz,
b) 1600 Hz,
c) 1 MHz,
d) 765 kHz
e) 325 Hz