10.4 Lorentzkracht (opg. 22,25-27,29)

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

10.4 Lorentzkracht

Huiswerk opgaven 22, 25-27, 29

Eerst een paar vragen vooraf

Een elektron heeft een verwaarloosbare snelheid en wordt versneld door een homogeen elektrisch veld E tussen twee platen op afstand d en spanning U. De kinetische energie van het elektron wordt:

1. e . U
2. e . E
3. e . U . d
4. e . E . d

Een elektron met een bepaalde beginsnelheid v wordt versneld door een homogeen magneetveld B over afstand d. De kinetische energie wordt:

1. B . e
2. B . e . d
3. B . e . v
4. Geen van deze antwoorden

Een alternatief voor de FBI-regel uit het basisboek

Magnetisch veld

Weergeven met lijnen, net als bij elektrisch veld.

Magnetisch veld of magnetische inductie B

is voor ons hetzelfde.

Opgave 22. Parallelle draden

22a. De stroom gaat in beide draden dezelfde kant op, en dat is:

1. Omhoog
2. Omlaag

22a. Het magnetisch veld van draad 1 in Q tekenen we (in zij-aanzicht) met een:

1. Pijl naar links
2. Pijl naar rechts
3. Kruis
4. Punt

22a. De richting van de Lorentzkracht op draad 2 is:

1. Omhoog
2. Omlaag
3. Naar links
4. Naar rechts

Draad 2 wordt naar links getrokken door het veld van draad 1. Welke natuurwet, naast die van de Lorentzkracht, zegt dat dan draad 1 door draad 2 naar rechts getrokken wordt?

22b. Formule B

Magnetische veldsterkte bij een lange draad:  B = 𝜇/2π . I / r

BINAS 35D3, maar in kolom 'Overige' dus wordt de formule in de opgave gegeven (en zal je die nodig hebben!)

Omgekeerd evenredig verband met de afstand tot de draad: 2x verder 2x zwakker (dus niet kwadratisch).

Opgave 25

Kijk opgave 25 zelf na.

De vragen over de richting uit opgaven 21 - 26 zitten in de test: 10.4 De richting van de Lorentzkracht

Er bestaan toch geen losse noord- en zuidpolen? Hoe zijn twee zuidpolen en één noordpool dan mogelijk? Wie legt dit uit?

Opgave 26b.  FL = B . I . L

• B = 0,35 T
• I = 50e-3 A
• L = ?
• 
  
• FL = 0,35 . 50e-3 . 3,141
• FL = 5,5e-2 N

• L = 40 x omtrek
• L = 40 . 2 . π . r
• L = 40 . π . d
• L = 40 . π . 2,5e-2 m
• L = 3,141 m

27c en 27d

• W = F . s voor F en s in dezelfde richting
• W = F . s . cos (α), bij loodrecht is cos (90) = 0
• Geen arbeid dus Ekin blijft gelijk en snelheid blijft gelijk
• Kracht loodrecht op beweging verandert alleen de richting

Opgave 27e.

• FL = B . q . v
  
• Fmpz = m . v2 / r
  
• Zijn aan elkaar gelijk: FL = Fmpz
  

Opgave 27f

He2+ ten opzichte van een proton:

• Lading is 2x
• Massa is ongeveer 4x
• Dus moet volgens de formule B 2x sterker voor dezelfde straal r

Opgave 29

Zie video, met o.a.

• Cirkelbeweging: F_L = F_mpz , maar ook v_baan = 2 . π . r / T
• Versnellen: q . U = ½. m . v² (de 'puntenmachine') 
• Leidt formule af: Geen eenheden of waarden!

Huiswerk

We slaan 10.5 over. Maak de Edpuzzle over Elektromagnetische inductie en bestudeer 10.6 pagina's 172-175.

Maak de handregel testen nogmaals: heb je nu alles goed?

Werk verder aan de opdrachten: 1,4,5,6,7,8 en 9,11,12,15 en 16,17,18,19 en 22,25,26,27,29 en 37,39,40.