NAAM:…………………………………
Oefentoets Natuurkunde V5 - Hoofdstuk 8 Nova - Elektr. en Magn. velden
Succes!!! Totaal: 55 punten Tijd: 120 min
Opgave 1
In figuur 1 zie je schematisch een
onderdeel van een ouderwets
televisietoestel. Het gaat hier om het
elektronenkanon, dat elektronen vanuit
stilstand versnelt. Tussen de twee
verticale platen, die op 20 cm uit elkaar
staan wordt een spanningsverschil
aangelegd van 5,0 kV. Hierdoor ontstaat figuur 1
een elektrisch veld met een veldsterkte
van 25 kN/C. De rechter plaat is een soort rooster, waar de elektronen doorheen
kunnen gaan. Ga ervan uit, dat de elektronen bij de linker plaat nog geen snelheid
hebben en dat het elektrisch veld homogeen is tussen de platen.
(3) a. Toon met een berekening aan, dat de zwaartekracht in deze situatie verwaarloosbaar
is t.o.v. de elektrische kracht.
(3) b. Toon met een berekening aan, dat de elektronen een snelheid hebben van 4,2·107
m/s, als ze bij de rechter plaat aankomen.
Nadat de elektronen versneld zijn tot de
snelheid van 4,2·107 m/s worden ze
afgebogen naar de juiste plaats op het
beeldscherm. Dit gebeurt met spoelen,
die een magneetveld veroorzaken van
maximaal 1,5 mT. In figuur 2 zijn de
spoelen getekend, die aan de boven en
onderkant staan. De tekening is dus een
zijaanzicht van de tv. figuur 2
(2) c. Leg uit of deze spoelen zorgen voor de
horizontale of voor de verticale afbuiging.
(2) d. Bereken de grootte van de Lorentzkracht als gevolg van de twee spoelen op een
elektron.
, Opgave 2
In een homogeen magnetisch veld met
sterkte B = 0,10 T is een rechthoekige
draadwinding OPQR draaibaar bevestigd
aan een asje (zie figuur 3). De
draadstukken OP en QR zijn evenwijdig
met het asje en staan loodrecht op B. Het
draadstuk PQ maakt een hoek van 60
met B.
OP = QR = 2,0 cm en PQ = RO = 3,0 cm.
In de winding loopt een constante stroom figuur 3
in de aangegeven richting. Hierdoor werkt
er op zijde OP een lorentzkracht van 3,0 mN. Het asje wil gaan draaien, maar wordt
eerst vastgehouden.
(3) a. Geef in de figuur de richting aan van de lorentzkracht die op het draadstuk OP werkt.
Leg uit hoe je aan je antwoord komt.
(2) b. Geef in de figuur ook de richtingen aan van de lorentzkrachten op de andere 3 zijden
(zonder uitleg).
(2) c. Bereken de stroomsterkte.
(3) d. Leg uit welke beweging de winding gaat uitvoeren nadat hij is losgelaten.
Opgave 3
Bekijk het veldlijnenpatroon van de
figuur hiernaast.
(1) a. Beredeneer of de linkerlading positief of
negatief is.
(2) b. Beredeneer of de linkerlading en de
rechterlading even groot zijn of juist niet.
(1) c. Geef aan in welke richting de elektrische
kracht op een positieve lading staat als
die zich in punt A bevindt.
(1) d. Dezelfde vraag voor punt B.
(1) e. Dezelfde vraag voor punt C.
(2) f. Rangschik de elektrische veldsterkte in punt A, B en C in volgorde van aflopende
veldsterkte.
(2) g. Beredeneer waar een negatieve lading meer elektrische energie heeft: in punt A of in
punt B.
Oefentoets Natuurkunde V5 - Hoofdstuk 8 Nova - Elektr. en Magn. velden
Succes!!! Totaal: 55 punten Tijd: 120 min
Opgave 1
In figuur 1 zie je schematisch een
onderdeel van een ouderwets
televisietoestel. Het gaat hier om het
elektronenkanon, dat elektronen vanuit
stilstand versnelt. Tussen de twee
verticale platen, die op 20 cm uit elkaar
staan wordt een spanningsverschil
aangelegd van 5,0 kV. Hierdoor ontstaat figuur 1
een elektrisch veld met een veldsterkte
van 25 kN/C. De rechter plaat is een soort rooster, waar de elektronen doorheen
kunnen gaan. Ga ervan uit, dat de elektronen bij de linker plaat nog geen snelheid
hebben en dat het elektrisch veld homogeen is tussen de platen.
(3) a. Toon met een berekening aan, dat de zwaartekracht in deze situatie verwaarloosbaar
is t.o.v. de elektrische kracht.
(3) b. Toon met een berekening aan, dat de elektronen een snelheid hebben van 4,2·107
m/s, als ze bij de rechter plaat aankomen.
Nadat de elektronen versneld zijn tot de
snelheid van 4,2·107 m/s worden ze
afgebogen naar de juiste plaats op het
beeldscherm. Dit gebeurt met spoelen,
die een magneetveld veroorzaken van
maximaal 1,5 mT. In figuur 2 zijn de
spoelen getekend, die aan de boven en
onderkant staan. De tekening is dus een
zijaanzicht van de tv. figuur 2
(2) c. Leg uit of deze spoelen zorgen voor de
horizontale of voor de verticale afbuiging.
(2) d. Bereken de grootte van de Lorentzkracht als gevolg van de twee spoelen op een
elektron.
, Opgave 2
In een homogeen magnetisch veld met
sterkte B = 0,10 T is een rechthoekige
draadwinding OPQR draaibaar bevestigd
aan een asje (zie figuur 3). De
draadstukken OP en QR zijn evenwijdig
met het asje en staan loodrecht op B. Het
draadstuk PQ maakt een hoek van 60
met B.
OP = QR = 2,0 cm en PQ = RO = 3,0 cm.
In de winding loopt een constante stroom figuur 3
in de aangegeven richting. Hierdoor werkt
er op zijde OP een lorentzkracht van 3,0 mN. Het asje wil gaan draaien, maar wordt
eerst vastgehouden.
(3) a. Geef in de figuur de richting aan van de lorentzkracht die op het draadstuk OP werkt.
Leg uit hoe je aan je antwoord komt.
(2) b. Geef in de figuur ook de richtingen aan van de lorentzkrachten op de andere 3 zijden
(zonder uitleg).
(2) c. Bereken de stroomsterkte.
(3) d. Leg uit welke beweging de winding gaat uitvoeren nadat hij is losgelaten.
Opgave 3
Bekijk het veldlijnenpatroon van de
figuur hiernaast.
(1) a. Beredeneer of de linkerlading positief of
negatief is.
(2) b. Beredeneer of de linkerlading en de
rechterlading even groot zijn of juist niet.
(1) c. Geef aan in welke richting de elektrische
kracht op een positieve lading staat als
die zich in punt A bevindt.
(1) d. Dezelfde vraag voor punt B.
(1) e. Dezelfde vraag voor punt C.
(2) f. Rangschik de elektrische veldsterkte in punt A, B en C in volgorde van aflopende
veldsterkte.
(2) g. Beredeneer waar een negatieve lading meer elektrische energie heeft: in punt A of in
punt B.
