Muntlig-praktisk – Magnetisk felt

Muntlig-praktisk i magnetisk felt for Fysikk 2: fagsamtale, forsøk og oppfølgingsspørsmål med svar.

Forsøk du kan bli bedt om å gjøre

Heng en leder i et hesteskomagnetfelt, send strøm gjennom og observer utslaget. Snu strømretningen og snu magneten, og vis at kraften skifter retning begge ganger. Poenget sensor ser etter er at du bruker høyrehåndsregelen riktig og konsekvent.

Hvorfor gjør magnetkraften på en enkelt ladning ikke arbeid?

Svar: For en ladning er F_B = qv × B alltid vinkelrett på den øyeblikkelige farten. Da er effekten P = F·v = 0, så magnetfeltet kan bøye banen, men ikke endre farten til partikkelen alene.

Hva bestemmer radien til en ladning i et magnetfelt?

Svar: Når farten står vinkelrett på feltet, er r = mv/(|q|B). Større masse eller fart gir videre bane, sterkere felt eller større ladningsbeløp gir trangere bane. Omløpstiden T = 2πm/(|q|B) avhenger derimot ikke av farten i den ikke-relativistiske modellen.

Hvordan lager en spole et magnetfelt?

Svar: Hver vinding bidrar til magnetfeltet. Inne i en lang, tett spole summeres bidragene slik at feltet blir tilnærmet homogent: B = μ₀·n·I for en idealisert luftspole, der n er antall vindinger per meter.

Slik løfter du karakteren

Demonstrer høyrehåndsregelen fysisk i stedet for å forklare den bare med ord. Bruk kryssproduktretningen til å begrunne hvorfor magnetkraften på en enkelt ladning ikke gjør arbeid. Trekk inn en anvendelse — massespektrometer, syklotron eller elektrisk motor — og pek på hvilken modell som brukes.

Spørsmål du bør forberede

Hvordan finner du kraftretningen på en positiv og en negativ ladning? Hva skjer med en ladning som går parallelt med feltet? Hvorfor går en ladning i skruelinje når farten har en komponent langs feltet? Hvordan virker en elektrisk motor? Og hvordan samvirker elektriske og magnetiske felt i praktiske apparater?