Απάντηση

Η σωστή απάντηση είναι η (β). Η μαγνητική βελόνα θα δείχνει προς το κάτω μέρος της εικόνας. Αυτό μπορείτε να το δείτε σε ένα video κάνοντας Click πάνω στη φωτογραφία.

Χρησιμοποιώντας τον κανόνα του δεξιού χεριού βρίσκουμε ότι η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου είναι από την κορυφή προς τη βάση της εικόνας. Το μαγνητικό πεδίο του σωληνοειδούς είναι σημαντικά μεγαλύτερο από τη οριζόντια συνιστώσα του μαγνητικού πεδίου της Γης και έτσι θα υπερισχύσει του μαγνητικού πεδίου της Γης όταν διέλθει ηλεκτρικό ρεύμα.

Χρησιμοποιώντας το νόμο των Biot-Savart, το αξονικό μαγνητικό πεδίο του σωληνοειδούς των n=10 σπειρών ακτίνας R=7 cm διαρρεόμενο από ρεύμα έντασης I₀=10 Α μπορεί να υπολογιστεί:

και είναι περίπου 10 Gauss δεκαπλάσιο από το μαγνητικό πεδίο της Γης (περίπου 1 Gauss). Έτσι η μαγνητική βελόνα θα κινηθεί ώστε να ευθυγραμμιστεί με το μαγνητικό πεδίο του σωληνοειδούς, παρά με εκείνο της Γης.

Μπορούμε παρακολουθώντας το video να κάνουμε μετρήσεις με ένα μοιρογνωμόνιο, και να υπολογίσουμε την οριζόντια συνιστώσα Β₀ του μαγνητικού πεδίου της Γης.

Παρακολουθώντας το video μετράμε με ένα μοιρογνωμόνιο:

άρα έχουμε: Για τη γωνία μεταξύ της συνισταμένης Β_ολ και της Β_{σωληνοειδούς}.