בתרשים 1 שלפניך מתוארת מערכת למדידת שדה מגנטי של מגנט פרסה. במערכת זו מוט מוליך PC תלוי בין הקוטב X לקוטב Y של מגנט הפרסה ובמקביל אליהם.
בתרשים 1 שלפניך מתוארת מערכת למדידת שדה מגנטי של מגנט פרסה. במערכת זו מוט מוליך PC תלוי בין הקוטב X לקוטב Y של מגנט הפרסה ובמקביל אליהם.
המוט PC הוא חלק ממעגל חשמלי שבו מקור מתח, מפסק S ותילי הולכה אידיאליים. מסת המגנט היא m, והוא מוצב על מאזניים דיגיטליים. בין קוטבי המגנט קיים שדה מגנטי אחיד B.
מוט מוליך PC תלוי בין קוטב X לקוטב Y של מגנט פרסה, במקביל אליהם
מסת המגנט m, מוצב על מאזניים דיגיטליים; שדה מגנטי אחיד B בין קוטבי המגנט
בפתרון יש להזניח את השדה המגנטי של כדור הארץ ואת הכוחות הפועלים על התילים
כאשר סוגרים את המפסק S, זורם זרם I במוט PC, והוריית המאזניים גדלה
I=15A (זרם קבוע במוט במהלך ניסוי הסיבוב, תרשים 2 ואילך), ℓ=4cm (אורך המוט PC)
[טבלה/תרשים 2] β(°)=0,36,48,72,90,120; cosβ=1,0.81,0.67,0.31,0,−0.5; F(N)=0.88,0.80,0.70,0.56,0.40,0.18
בפתרון השאלה יש להזניח את השדה המגנטי של כדור הארץ ואת הכוחות הפועלים על התילים. כאשר סוגרים את המפסק S, זורם זרם I במוט PC והוריית המאזניים גדלה.
סעיף א. קבע מהו כיוון הכוח שהשדה המגנטי מפעיל על המוט PC: כלפי מעלה או כלפי מטה. נמק את קביעתך.
קבע מהו כיוון של השדה המגנטי: X→Y או Y→X. פרט את שיקוליך.
במהלך ניסוי מסובבים את המוט PC במישור אופקי ובזווית β ביחס למיקומו ההתחלתי (ראה תרשים 2, במבט מלמעלה). במהלך הניסוי זורם דרך המוט זרם קבוע I=15A. אורך המוט PC הוא ℓ=4cm. בעבור זוויות β שונות מודדים את הוריית המאזניים F ביחידות ניוטון (N). בטבלה שלפניך מוצגות כמה מתוצאות הניסוי.
סעיף ג. סרטט במחברתך גרף המתאר את הוריית המאזניים F כפונקציה של cosβ.
בטא באמצעות הפרמטרים B, ℓ, I, m, g (g — גודל תאוצת הנפילה החופשית) את הקשר בין הוריית המאזניים F לבין cosβ.
חשב בעזרת הגרף והביטוי שפיתחת את הגודל של השדה המגנטי B.
חשב את מסת המגנט, m.
שאלות ותגובות על השאלה
🎓 לא הבנתם משהו? קבלו הסבר נוסף ממרצה
שאלו כאן — ותקבלו מענה מוסמך.