12 Versnellen en afbuigen
Elektrisch en magnetisch veld | VWO
Uitwerkingen basisboek
12.1 INTRODUCTIE
1 [W] Voorkennistest
2 Waar of niet waar?
a Waar en ook niet waar: Magnetische veldlijnen lopen buiten een magneet van de
noordpool naar de zuidpool. Binnen de magneet lopen de veldlijnen door, dus van Z
naar N.
b Niet waar: Magnetische veldlijnen snijden elkaar nooit.
c Niet waar: Ook binnen een magneet is er een magneetveld.
d Niet waar: De eenheid van magnetische veldsterkte is tesla.
3
a Zie figuur.
b Zie figuur.
FL 0,12 ∙10−3
c F L =B∙ I ∙ l B= =
−4
=2,3∙ 10 T .
I ∙ l 8,6 ∙ 6,0 ∙10−2
12.2 ELEKTRISCHE VELDEN figuur 1
4 [W] Experiment: Elektroscoop
5 [W] Computersimulatie: Statische elektriciteit
6 [W] Computersimulatie: Lading en veld
7 [W] Computersimulatie: Electric field hockey
8 Waar of niet waar?
a Waar
d Waar (in een negatieve puntlading)
e Niet waar: Een positieve en een negatieve lading trekken elkaar aan, twee positieve of
twee negatieve ladingen stoten elkaar af.
f Waar
g Niet waar: De elektrische kracht werkt op een positieve lading in de richting van het
elektrische veld, maar op een negatieve lading in tegenovergestelde richting.
h Niet waar: Elektrische veldlijnen lopen van de positieve naar de negatieve kant.
9
a Elektrische veldlijnen beginnen bij een positieve lading en eindigen bij een negatieve
lading. Het negatief geladen voorwerp bevindt zich dus aan de kant waar de veldlijnen
naar toe wijzen en dat is de linkerkant.
b Hoe dichter de veldlijnen naast elkaar liggen, des te groter is de veldsterkte ter
plaatse, dus is de elektrische veldsterkte het grootst in punt A.
c Geen van beiden.
d Bij een radiaal veld lopen de veldlijnen allemaal in een rechte lijn naar het centrum toe
of van het centrum af. De veldsterkte neemt daarbij kwadratisch af met de afstand tot
de lading in het centrum.
e Bij een homogeen veld is de veldsterkte overal gelijk gericht en overal even groot.
© 2011 ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 21
,10
a Bij het langs elkaar wrijven van de ballon en de trui springen er elektronen over van de
trui naar de ballon of andersom, waardoor de trui positief geladen wordt en de ballon
negatief of andersom.
b De trui en de ballon zijn dan verschillend geladen dus zullen elkaar aantrekken.
c Doordat er bij het ene voorwerp evenveel (negatieve) lading verdwijnt als dat er bij het
andere voorwerp bij komt is de positieve lading die op het ene voorwerp ontstaat altijd
precies even groot als de negatieve lading op het andere voorwerp.
11
a Punt A bevindt zich midden tussen de twee positieve ladingen in. De elektrische
veldsterkte in punt A veroorzaakt door de linker lading is precies even groot als maar
tegengesteld gericht aan de veldsterkte veroorzaakt door de rechter lading. Bij elkaar
opgeteld levert dit een netto veldsterkte van 0.
b In punt B is de richting van het elektrisch veld naar rechts doordat het veld van Q1 in
punt B sterker is dan dat van Q2..
c In punt C is de richting van het elektrisch veld naar boven, langs de middelloodlijn van
Q1-Q2.
12
a De negatief geladen kant van de ballon stoot de elektronen in de muur af waardoor
deze elektronen opschuiven in de muur. Hierdoor wordt het stukje van de muur naast
de ballon positief geladen.
b De positieve lading in de muur zit dichter bij de ballon dan de negatieve lading in de
muur. Daardoor is de aantrekkende kracht van de positieve lading groter.
13
a De elektronen van het voorwerp springen over op de bol. Hierdoor worden de bol en
ook de blaadjes aluminiumfolie negatief geladen zodat de twee negatief geladen
blaadjes aluminiumfolie elkaar afstoten.
b Als het voorwerp positief is geladen zullen er elektronen van de bol overspringen naar
het voorwerp. En ook worden er elektronen uit de blaadjes naar boven getrokken. De
bol en blaadjes aluminiumfolie krijgen daardoor een positieve lading zodat ook nu de
twee blaadjes aluminiumfolie elkaar afstoten.
c Nee, je kunt met een elektroscoop dus niet bepalen of een voorwerp positief of
negatief geladen is.
d De bol, de stang en de twee blaadjes zijn van metaal gemaakt zodat dit de elektronen
goed geleidt en bovendien kunnen de elektronen het metaal verlaten of het metaal
kan extra elektronen opnemen.
e Als er een geladen voorwerp in de buurt van de bol wordt gehouden zullen de
elektronen in de bol, stang en blaadjes opschuiven (in de richting van de staaf of juist
er vanaf). Hierdoor krijgen de aluminium blaadjes een lading, gelijk aan die van het
voorwerp, en stoten ze elkaar af.
14 [W] Experiment: Van de Graaff generator
15 Eigen antwoord.
16
© 2011 ThiemeMeulenhoff bv Pagina 2 van 21
, q∙Q F el Q
a F el=f ∙ geeft met F el=q ∙ E dat E= =f ∙ 2 .
r2 q r
b Ja, in deze situatie geldt voor de elektrische veldsterkte de kwadratenwet.
17
a Het veldlijnenpatroon is symmetrisch. Rondom Q1 is het patroon hetzelfde als rondom
Q2 (even ver uit elkaar en de richtingen zijn in spiegelbeeld), dus zijn de ladingen even
groot.
b De ladingen trekken elkaar aan. De elektrische kracht op Q1 werkt naar rechts en de
elektrische kracht op Q2 werkt naar links.
c De kracht op Q1 is even groot als de kracht op Q2. Het is een wisselwerking (3e wet
van Newton).
a De elektrische kracht tussen Q1 en Q2 hangt van de ladingen van Q1 en Q2 en van hun
onderlinge afstand.
b De elektrische kracht is evenredig met de lading Q1 en met de lading Q2 en
omgekeerd evenredig met het kwadraat van de onderlinge afstand tussen Q1 en Q2.
18
a Ergens op de verbindingslijn tussen de twee positief geladen voorwerpen is de
elektrische veldsterkte van de ene lading precies even groot maar tegengesteld
gericht aan de elektrische veldsterkte van de andere lading, zodat de som nul is en
dus de netto elektrische veldsterkte nul is.
b Ja, voor twee negatief geladen voorwerpen kun je dezelfde redenering
houden dus is er ook altijd een punt waar de elektrische veldsterkte nul
is.
c Dat de elektrische veldsterkte een vectorgrootheid is betekent dat de
elektrische veldsterkte een grootte én een richting heeft. Samenstellen
van verschillende veldsterktes tot de netto veldsterkte doe je dan ook
met een parallellogram constructie. Zie ook figuur 2 en 3.
d Het veldlijnenpatroon is symmetrisch in de getekende middelloodlijn.
e Zie figuur 2. Het veld van elke bol is radiaal gericht en daardoor weet je figuur 2 figuur 3
de richting van die velden
f Zie figuur 3.
19
a De (negatieve) elektronen worden door de elektrische kracht tegen de richting van de
veldlijnen in geduwd.
b Als de veldsterkte in het metaal overal nul is wordt er geen elektrische kracht meer
uitgeoefend op de elektronen. Er is dan geen kracht die de wrijving van de elektronen
in het metaal (de elektrische weerstand), kan compenseren. De lading aan het
oppervlak kan niet uit het metaal (tenzij de elektrische veldsterkte heel groot is: dan
ontstaat er een vonk). Aan het oppervlak hoeft de veldsterkte dus niet nul te zijn, maar
wel loodrecht op het oppervlak naar buiten gericht.
c De elektronen stoten elkaar af en gaan dus zo ver mogelijk uit elkaar zitten.
20
a Als de elektrische veldsterkte nul is krijgen de griesmeelkorreltjes geen positief en
negatief uiteinde. Ze kunnen zich dan ook niet richten en slierten vormen. Dus liggen
de korreltjes dan op een willekeurige manier door elkaar.
© 2011 ThiemeMeulenhoff bv Pagina 3 van 21
Elektrisch en magnetisch veld | VWO
Uitwerkingen basisboek
12.1 INTRODUCTIE
1 [W] Voorkennistest
2 Waar of niet waar?
a Waar en ook niet waar: Magnetische veldlijnen lopen buiten een magneet van de
noordpool naar de zuidpool. Binnen de magneet lopen de veldlijnen door, dus van Z
naar N.
b Niet waar: Magnetische veldlijnen snijden elkaar nooit.
c Niet waar: Ook binnen een magneet is er een magneetveld.
d Niet waar: De eenheid van magnetische veldsterkte is tesla.
3
a Zie figuur.
b Zie figuur.
FL 0,12 ∙10−3
c F L =B∙ I ∙ l B= =
−4
=2,3∙ 10 T .
I ∙ l 8,6 ∙ 6,0 ∙10−2
12.2 ELEKTRISCHE VELDEN figuur 1
4 [W] Experiment: Elektroscoop
5 [W] Computersimulatie: Statische elektriciteit
6 [W] Computersimulatie: Lading en veld
7 [W] Computersimulatie: Electric field hockey
8 Waar of niet waar?
a Waar
d Waar (in een negatieve puntlading)
e Niet waar: Een positieve en een negatieve lading trekken elkaar aan, twee positieve of
twee negatieve ladingen stoten elkaar af.
f Waar
g Niet waar: De elektrische kracht werkt op een positieve lading in de richting van het
elektrische veld, maar op een negatieve lading in tegenovergestelde richting.
h Niet waar: Elektrische veldlijnen lopen van de positieve naar de negatieve kant.
9
a Elektrische veldlijnen beginnen bij een positieve lading en eindigen bij een negatieve
lading. Het negatief geladen voorwerp bevindt zich dus aan de kant waar de veldlijnen
naar toe wijzen en dat is de linkerkant.
b Hoe dichter de veldlijnen naast elkaar liggen, des te groter is de veldsterkte ter
plaatse, dus is de elektrische veldsterkte het grootst in punt A.
c Geen van beiden.
d Bij een radiaal veld lopen de veldlijnen allemaal in een rechte lijn naar het centrum toe
of van het centrum af. De veldsterkte neemt daarbij kwadratisch af met de afstand tot
de lading in het centrum.
e Bij een homogeen veld is de veldsterkte overal gelijk gericht en overal even groot.
© 2011 ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 21
,10
a Bij het langs elkaar wrijven van de ballon en de trui springen er elektronen over van de
trui naar de ballon of andersom, waardoor de trui positief geladen wordt en de ballon
negatief of andersom.
b De trui en de ballon zijn dan verschillend geladen dus zullen elkaar aantrekken.
c Doordat er bij het ene voorwerp evenveel (negatieve) lading verdwijnt als dat er bij het
andere voorwerp bij komt is de positieve lading die op het ene voorwerp ontstaat altijd
precies even groot als de negatieve lading op het andere voorwerp.
11
a Punt A bevindt zich midden tussen de twee positieve ladingen in. De elektrische
veldsterkte in punt A veroorzaakt door de linker lading is precies even groot als maar
tegengesteld gericht aan de veldsterkte veroorzaakt door de rechter lading. Bij elkaar
opgeteld levert dit een netto veldsterkte van 0.
b In punt B is de richting van het elektrisch veld naar rechts doordat het veld van Q1 in
punt B sterker is dan dat van Q2..
c In punt C is de richting van het elektrisch veld naar boven, langs de middelloodlijn van
Q1-Q2.
12
a De negatief geladen kant van de ballon stoot de elektronen in de muur af waardoor
deze elektronen opschuiven in de muur. Hierdoor wordt het stukje van de muur naast
de ballon positief geladen.
b De positieve lading in de muur zit dichter bij de ballon dan de negatieve lading in de
muur. Daardoor is de aantrekkende kracht van de positieve lading groter.
13
a De elektronen van het voorwerp springen over op de bol. Hierdoor worden de bol en
ook de blaadjes aluminiumfolie negatief geladen zodat de twee negatief geladen
blaadjes aluminiumfolie elkaar afstoten.
b Als het voorwerp positief is geladen zullen er elektronen van de bol overspringen naar
het voorwerp. En ook worden er elektronen uit de blaadjes naar boven getrokken. De
bol en blaadjes aluminiumfolie krijgen daardoor een positieve lading zodat ook nu de
twee blaadjes aluminiumfolie elkaar afstoten.
c Nee, je kunt met een elektroscoop dus niet bepalen of een voorwerp positief of
negatief geladen is.
d De bol, de stang en de twee blaadjes zijn van metaal gemaakt zodat dit de elektronen
goed geleidt en bovendien kunnen de elektronen het metaal verlaten of het metaal
kan extra elektronen opnemen.
e Als er een geladen voorwerp in de buurt van de bol wordt gehouden zullen de
elektronen in de bol, stang en blaadjes opschuiven (in de richting van de staaf of juist
er vanaf). Hierdoor krijgen de aluminium blaadjes een lading, gelijk aan die van het
voorwerp, en stoten ze elkaar af.
14 [W] Experiment: Van de Graaff generator
15 Eigen antwoord.
16
© 2011 ThiemeMeulenhoff bv Pagina 2 van 21
, q∙Q F el Q
a F el=f ∙ geeft met F el=q ∙ E dat E= =f ∙ 2 .
r2 q r
b Ja, in deze situatie geldt voor de elektrische veldsterkte de kwadratenwet.
17
a Het veldlijnenpatroon is symmetrisch. Rondom Q1 is het patroon hetzelfde als rondom
Q2 (even ver uit elkaar en de richtingen zijn in spiegelbeeld), dus zijn de ladingen even
groot.
b De ladingen trekken elkaar aan. De elektrische kracht op Q1 werkt naar rechts en de
elektrische kracht op Q2 werkt naar links.
c De kracht op Q1 is even groot als de kracht op Q2. Het is een wisselwerking (3e wet
van Newton).
a De elektrische kracht tussen Q1 en Q2 hangt van de ladingen van Q1 en Q2 en van hun
onderlinge afstand.
b De elektrische kracht is evenredig met de lading Q1 en met de lading Q2 en
omgekeerd evenredig met het kwadraat van de onderlinge afstand tussen Q1 en Q2.
18
a Ergens op de verbindingslijn tussen de twee positief geladen voorwerpen is de
elektrische veldsterkte van de ene lading precies even groot maar tegengesteld
gericht aan de elektrische veldsterkte van de andere lading, zodat de som nul is en
dus de netto elektrische veldsterkte nul is.
b Ja, voor twee negatief geladen voorwerpen kun je dezelfde redenering
houden dus is er ook altijd een punt waar de elektrische veldsterkte nul
is.
c Dat de elektrische veldsterkte een vectorgrootheid is betekent dat de
elektrische veldsterkte een grootte én een richting heeft. Samenstellen
van verschillende veldsterktes tot de netto veldsterkte doe je dan ook
met een parallellogram constructie. Zie ook figuur 2 en 3.
d Het veldlijnenpatroon is symmetrisch in de getekende middelloodlijn.
e Zie figuur 2. Het veld van elke bol is radiaal gericht en daardoor weet je figuur 2 figuur 3
de richting van die velden
f Zie figuur 3.
19
a De (negatieve) elektronen worden door de elektrische kracht tegen de richting van de
veldlijnen in geduwd.
b Als de veldsterkte in het metaal overal nul is wordt er geen elektrische kracht meer
uitgeoefend op de elektronen. Er is dan geen kracht die de wrijving van de elektronen
in het metaal (de elektrische weerstand), kan compenseren. De lading aan het
oppervlak kan niet uit het metaal (tenzij de elektrische veldsterkte heel groot is: dan
ontstaat er een vonk). Aan het oppervlak hoeft de veldsterkte dus niet nul te zijn, maar
wel loodrecht op het oppervlak naar buiten gericht.
c De elektronen stoten elkaar af en gaan dus zo ver mogelijk uit elkaar zitten.
20
a Als de elektrische veldsterkte nul is krijgen de griesmeelkorreltjes geen positief en
negatief uiteinde. Ze kunnen zich dan ook niet richten en slierten vormen. Dus liggen
de korreltjes dan op een willekeurige manier door elkaar.
© 2011 ThiemeMeulenhoff bv Pagina 3 van 21
