Ερώτηση

Η φωτογραφία που φαίνεται παρακάτω δείχνει μια μαγνητική βελόνα, με το κόκκινο άκρο της να δείχνει προς το Βορά. Η μαγνητική βελόνα έχει τοποθετηθεί στο κέντρο ενός σωληνοειδούς όπως βλέπετε στη φωτογραφία. Το χέρι του πειραματιστή που φαίνεται δεξιά πρόκειται να συνδέσει το βύσμα (μπανάνα) στον ακροδέκτη ώστε να κλείσει κύκλωμα και να διέλθει ρεύμα από το σωληνοειδές. Η συμβατική φορά του ρεύματος στις σπείρες του σωληνοειδούς, είναι αυτή που δείχνει το βέλος που είναι τοποθετημένο στο πάνω μέρος. Tο σωληνοειδές περιλαμβάνει n=10 σπείρες (περιστροφές) του σύρματος και η ακτίνα του είναι περίπου R=7 cm.

Όταν ο πειραματιστής συνδέσει το βύσμα, θα περάσει από τις σπείρες, ηλεκτρικό ρεύμα περίπου Ι₀=10 Α. Τότε η μαγνητική βελόνα θα εκτραπεί - εφ’ όσον το πεδίο είναι επαρκώς ισχυρό - και θα δείχνει σε μία διαφορετική διεύθυνση. Απ’ άλλη μεριά, αν το μαγνητικό πεδίο του σωληνοειδούς είναι διαφορετικού τύπου (ανάστροφο) από εκείνο της Γης, πιθανόν να μη συμβεί τίποτε. Ή ίσως η βελόνα να εκτραπεί ελάχιστα από τη θέση που ήταν όταν δεν περνούσε ρεύμα.

Όταν ο πειραματιστής συνδέσει το βύσμα, ποιό απ’ τα παρακάτω θα συμβεί;

(α) Η μαγνητική βελόνα θα δείχνει προς το πάνω μέρος της εικόνας.

(β) Η μαγνητική βελόνα θα δείχνει προς το κάτω μέρος της εικόνας.

(γ) Η μαγνητική βελόνα θα δείχνει προς το αριστερό μέρος της εικόνας.

(δ) Η μαγνητική βελόνα θα δείχνει προς το δεξιό μέρος της εικόνας.

(ε) Η μαγνητική βελόνα θα παραμείνει εκεί που ήταν πριν συνδεθεί το βύσμα.

(ζ) Η μαγνητική βελόνα θα εκτραπεί μόνον ελαφρά από εκεί που ήταν πριν συνδεθεί το βύσμα (καθορίστε σε ποια κατεύθυνση).

Δίνονται επαρκείς πληροφορίες ώστε να μπορούν να γίνουν απλοί υπολογισμοί, εάν αυτό σας χρειάζεται.

Πατήστε εδώ για την Απάντηση:

Πηγή:

https://physicslearning2.colorado.edu/QOTWSite/outreach/QOTW/arch17/q329.htm