Fysik

Spændingsfald

17. april 2014 af mimok (Slettet) - Niveau: A-niveau

Er der en der kan hjælpe mig på vej med denne opgave:

Hjulakslen i et IC4 tog er 1,60 m lang. Et tog kører stik nord med farten 90 km/h. Den lodrette komposant af Jordens magnetfelt har størrelsen 64 µT.

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.

Brugbart svar (0)

Svar #1
17. april 2014 af mathon

$\left |\varepsilon_{ind} \right |=\frac{\mathrm{d}\Phi _{B} }{\mathrm{d} t}=\frac{\mathrm{d} }{\mathrm{d} t}\left (B_{\perp}\cdot A \right )=B_{\perp}\cdot \frac{\mathrm{d} A}{\mathrm{d} t}=B_{\perp}\cdot\frac{\mathrm{d} }{\mathrm{d} t}\left ( l\cdot v\cdot t \right )=B_{\perp}\cdot l\cdot v=$

$\left ( 64\cdot 10^{-6\; \frac{Vs}{m^2}} \right )\cdot\left ( 1,60\; m \right )\cdot \left ( 25\; \frac{m}{s} \right )=0,0024\; V=2,4\; mV$

Svar #2
17. april 2014 af mimok (Slettet)

Hvorfor er det B_⊥?

Svar #3
17. april 2014 af mimok (Slettet)

Mht. opgave b:

I lederen sker der en ophobning af ladning af modsat fortegn, så der opbygges et elektrisk felt, hvilket giver anledning til en elektrisk kraft, som er modsat rettet den magnetiske kraft på ladningen. Men hvordan kender jeg retningen af den magnetiske kraft, hvis jeg ikke kender retningen af den lodrette komposant af Jordens B-felt?

Brugbart svar (0)

Svar #4
17. april 2014 af peter lind

#2. Toget kører mod nord altså parallet med jordens magnetfelt. Magnetfeltet står derfor vinkelret på akslen.

#3 Du kender da retningen af jordens magnetfelt. Du har ikke brug for den lodrette komposant. Du ha brug for den komposant, der er vinkelret på akslen, og det er altså hele jordens magnetfelt.

Svar #5
17. april 2014 af mimok (Slettet)

Hvilken retning har jordens magnetfelt? Er det nedadrettet?

Svar #6
17. april 2014 af mimok (Slettet)

Hvordan bestemmes retningen af jordens magnetfelt?

Brugbart svar (0)

Svar #7
17. april 2014 af peter lind

Ingen af delene. Du kan bestemme retningen af jordens magnetfelt ved at bruge et magnetkompas.

Svar #8
17. april 2014 af mimok (Slettet)

Så er opgaven umulig for mig at løse, da jeg ikke har et magnet kompas.

Brugbart svar (0)

Svar #9
17. april 2014 af peter lind

Du burde da vide at en magnetnål peger mod nord

Brugbart svar (0)

Svar #10
17. april 2014 af Andersen11 (Slettet)

Der er tale oom Opg 14 i dette opgavesæt

http://www.uvm.dk/Uddannelser-og-dagtilbud/Gymnasiale-uddannelser/Studieretninger-og-fag/Studentereksamen-(stx)/Fag-paa-stx/~/media/UVM/Filer/Udd/Gym/PDF12/Vejledninger/121015%20Elektriske%20og%20magnetiske%20felter%20vejledende%20opgaver.ashx

Magnetnålen peger mod nord, men feltvektoren B har både en komposant i vandret retning og i lodret retning.

I b) skal man benytte, at kraften på en ladning q er

F = q·(E + v×B) .

Da v er vandret, rettet mod nord, er der kun bidrag her fra den lodrette komposant af B.

Svar #11
17. april 2014 af mimok (Slettet)

Betyder det at magnetfeltet er opdateret?

Brugbart svar (0)

Svar #12
17. april 2014 af Andersen11 (Slettet)

#11

Hvad mener du med opdateret?

Svar #13
17. april 2014 af mimok (Slettet)

Undskyld, jeg skriver fra min tablet, som ændrede mit ord. Jeg mente opadrettet.

Brugbart svar (0)

Svar #14
17. april 2014 af Andersen11 (Slettet)

Til #10

Undskyld, det er Opg 13 i det nævnte opgavesæt.

Brugbart svar (0)

Svar #15
17. april 2014 af Andersen11 (Slettet)

#13

På den nordlige halvkugle er magnetfeltet nedadrettet. Det må antages, at toget i opgaven kører på danske breddegrader.

Svar #16
17. april 2014 af mimok (Slettet)

Tak for hjælpen, det har nu været mig mulig at beregne størrelsen at den elektriske kraft. Jeg ved at den er modsatrettet den magnetiske kraft. Men jeg er ikke sikker på hvordan retningen af den magnetiske kraft bestemmes.

Brugbart svar (0)

Svar #17
17. april 2014 af Andersen11 (Slettet)

#16

Som nævnt i #15 er magnetfeltet nedadrettet. På danske breddegrader er den magnetiske inklination ca -70º . Hvis magnetfeltet har styrken |B|, er den vandrette komposant da |B|·cos(-70º) (dvs. rettet mod nord), mens den lodrette komposant er |B|·sin(-70º) (dvs. rettet nedad). I opgaven oplyses det, at størrelsen af den lodrette komposant er 64 μT .

Svar #18
18. april 2014 af mimok (Slettet)

Da magnetfeltet er nedadrettet vha. gribereglen peger den magnetiske kraft mod venstre, da den elektriske kraft er modsatrettet, peger den mod højre. Kan det passe?

Brugbart svar (0)

Svar #19
18. april 2014 af Andersen11 (Slettet)

#18

Da v peger mod nord, og B_⊥ peger nedad, peger v×B mod vest, og da q < 0 , peger q·v×B så mod øst.

Svar #20
18. april 2014 af mimok (Slettet)

Og da den elektriske kraft er modsat rettet peger den mod vest.

Forrige 1 2 Næste

Der er 29 svar til dette spørgsmål. Der vises 20 svar per side. Spørgsmålet kan besvares på den sidste side. Klik her for at gå til den sidste side.