12 Versnellen en afbuigen
Elektrisch en magnetisch veld | vwo
Uitwerkingen basisboek
12.1 INTRODUCTIE
1 [W] Voorkennistest
2 Waar of niet waar?
a Niet waar: Magnetische veldlijnen lopen buiten een magneet van de noordpool naar de zuidpool.
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 1.
b Zie figuur 1.
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
b Waar (aan de kant van de positieve of de negatieve lading)
c Niet waar: Een positieve en een negatieve lading trekken elkaar aan, twee positieve of twee negatieve ladingen
stoten elkaar af.
d Waar
e 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.
f Niet waar: Elektrische veldlijnen lopen van de positieve naar de negatieve kant.
9
a Elektrische veldlijnen beginnen bij de positieve lading en eindigen bij de 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.
© ThiemeMeulenhoff bv CONCEPT Pagina 1 van 18
,10
a Bij het langs elkaar wrijven van de ballon en de trui springen er elektronen over van de trui naar de ballon,
waardoor de trui positief geladen wordt en de ballon negatief.
b De trui en de ballon zijn dan verschillend geladen dus zullen elkaar aantrekken.
c Omdat 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 zit recht tussen de twee positieve ladingen in. De veldlijnen afkomstig van de linker lading zijn precies
even groot als maar tegengesteld gericht aan de veldlijnen die afkomstig zijn van de rechter lading. Bij elkaar
opgeteld levert dit een veldsterkte van 0.
b In punt B is de richting van het elektrisch veld naar rechts.
c In punt C is de richting van het elektrisch veld naar boven.
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 negatieve kant van de ballon en het positief geladen stukje van de muur trekken elkaar aan.
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. 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
(gelijke) lading en stoten ze elkaar af.
14 [W] Experiment: Van de Graaff generator
15 Eigen antwoord van de leerling
16
q∙Q F el Q
a F el=f ∙ 2 geeft met F el=q ∙ E dat E= =f ∙ 2 .
r q r
b Ja, in deze situatie geldt voor de elektrische veldsterkte de kwadratenwet.
17
a Het veldlijnenpatroon rondom Q 1 is hetzelfde als rondom Q 2 (even ver uit elkaar en de richtingen zijn in
spiegelbeeld), dus zijn de ladingen even groot.
b De elektrische kracht op Q 1 werkt naar rechts en de elektrische kracht op Q 2 werkt naar links.
c De kracht op Q 1 is even groot als de kracht op Q 2.
d De elektrische kracht tussen Q 1 en Q 2 hangt van de ladingen van Q 1 en Q 2 en van hun onderlinge afstand.
© ThiemeMeulenhoff bv CONCEPT Pagina 2 van 18
, e Het verband tussen de lading van Q 1 of Q 2 en de elektrische kracht is evenredig en het verband tussen de
onderlinge afstand tussen Q 1 en Q 2 en de elektrische kracht is omgekeerd kwadratisch.
18
a Ergens tussen de twee positief geladen voorwerpen is het elektrisch veld
van de ene lading precies even groot als, maar tegengesteld gericht aan
het elektrisch veld van de andere lading, zodat de som van de twee
elektrische velden nul is en dus ook de 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.
d Het veldlijnenpatroon is symmetrisch in de getekende middelloodlijn.
e Zie figuur 2. Figuur 2
f Zie figuur 2.
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 zal er geen elektrische kracht meer worden uitgeoefend op de
elektronen.
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 dus liggen de korreltjes op een willekeurige manier door elkaar.
b Binnen de cilinder zijn de korreltjes niet gericht maar liggen gewoon door elkaar. Aan het oppervlak zie je dat de
korreltjes zich loodrecht op het oppervlak richten en dus is daar het elektrisch veld loodrecht op het oppervlak.
c Tussen beide voorwerpen zie je dat de griesmeelkorreltjes zich in rechte lijnen hebben gerangschikt (van het ene
naar het andere voorwerp).
d Nee, je kunt niet zien welk voorwerp negatief geladen is omdat het niet duidelijk is welke kant van een
griesmeelkorreltje positief is en welke kant negatief is.
21 De elektronen verdelen zich vrijwel meteen over het oppervlak van de bol en binnen in de bol is er geen elektrisch
veld, dus zullen de elektronen die binnen in de bol van de band af springen niet worden tegengewerkt door de lading
op de bol.
22
a Een negatieve lading wordt aangetrokken door een positieve lading, dus moet de lading van bol B positief zijn.
b Als de lading van bol A 2 keer zo groot wordt gemaakt, wordt de kracht op bol B 2 keer zo groot en ook de kracht
op bol A wordt 2 keer zo groot.
c Als zowel de lading op bol A als de lading op bol B 2 keer zo groot wordt gemaakt, wordt de elektrische kracht 4
keer zo groot.
d Als de afstand tussen bol A en bol B 2 keer zo groot wordt gemaakt, wordt de elektrische kracht 4 keer zo klein.
23
a Alle griesmeelkorreltjes zullen door de magnetische influentie aan de ene kant een positieve lading krijgen en
aan de andere kant een negatieve lading. Alle positieve ladingen zullen door de elektrische veldlijnen naar de
ene kant wijzen en alle negatieve ladingen naar de andere kant. Hierdoor zullen de positieve ‘koppen’ worden
aangetrokken door de negatieve ‘staarten’ en zo in één lijn gaan liggen langs de elektrische veldlijnen.
© ThiemeMeulenhoff bv CONCEPT Pagina 3 van 18
Elektrisch en magnetisch veld | vwo
Uitwerkingen basisboek
12.1 INTRODUCTIE
1 [W] Voorkennistest
2 Waar of niet waar?
a Niet waar: Magnetische veldlijnen lopen buiten een magneet van de noordpool naar de zuidpool.
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 1.
b Zie figuur 1.
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
b Waar (aan de kant van de positieve of de negatieve lading)
c Niet waar: Een positieve en een negatieve lading trekken elkaar aan, twee positieve of twee negatieve ladingen
stoten elkaar af.
d Waar
e 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.
f Niet waar: Elektrische veldlijnen lopen van de positieve naar de negatieve kant.
9
a Elektrische veldlijnen beginnen bij de positieve lading en eindigen bij de 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.
© ThiemeMeulenhoff bv CONCEPT Pagina 1 van 18
,10
a Bij het langs elkaar wrijven van de ballon en de trui springen er elektronen over van de trui naar de ballon,
waardoor de trui positief geladen wordt en de ballon negatief.
b De trui en de ballon zijn dan verschillend geladen dus zullen elkaar aantrekken.
c Omdat 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 zit recht tussen de twee positieve ladingen in. De veldlijnen afkomstig van de linker lading zijn precies
even groot als maar tegengesteld gericht aan de veldlijnen die afkomstig zijn van de rechter lading. Bij elkaar
opgeteld levert dit een veldsterkte van 0.
b In punt B is de richting van het elektrisch veld naar rechts.
c In punt C is de richting van het elektrisch veld naar boven.
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 negatieve kant van de ballon en het positief geladen stukje van de muur trekken elkaar aan.
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. 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
(gelijke) lading en stoten ze elkaar af.
14 [W] Experiment: Van de Graaff generator
15 Eigen antwoord van de leerling
16
q∙Q F el Q
a F el=f ∙ 2 geeft met F el=q ∙ E dat E= =f ∙ 2 .
r q r
b Ja, in deze situatie geldt voor de elektrische veldsterkte de kwadratenwet.
17
a Het veldlijnenpatroon rondom Q 1 is hetzelfde als rondom Q 2 (even ver uit elkaar en de richtingen zijn in
spiegelbeeld), dus zijn de ladingen even groot.
b De elektrische kracht op Q 1 werkt naar rechts en de elektrische kracht op Q 2 werkt naar links.
c De kracht op Q 1 is even groot als de kracht op Q 2.
d De elektrische kracht tussen Q 1 en Q 2 hangt van de ladingen van Q 1 en Q 2 en van hun onderlinge afstand.
© ThiemeMeulenhoff bv CONCEPT Pagina 2 van 18
, e Het verband tussen de lading van Q 1 of Q 2 en de elektrische kracht is evenredig en het verband tussen de
onderlinge afstand tussen Q 1 en Q 2 en de elektrische kracht is omgekeerd kwadratisch.
18
a Ergens tussen de twee positief geladen voorwerpen is het elektrisch veld
van de ene lading precies even groot als, maar tegengesteld gericht aan
het elektrisch veld van de andere lading, zodat de som van de twee
elektrische velden nul is en dus ook de 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.
d Het veldlijnenpatroon is symmetrisch in de getekende middelloodlijn.
e Zie figuur 2. Figuur 2
f Zie figuur 2.
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 zal er geen elektrische kracht meer worden uitgeoefend op de
elektronen.
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 dus liggen de korreltjes op een willekeurige manier door elkaar.
b Binnen de cilinder zijn de korreltjes niet gericht maar liggen gewoon door elkaar. Aan het oppervlak zie je dat de
korreltjes zich loodrecht op het oppervlak richten en dus is daar het elektrisch veld loodrecht op het oppervlak.
c Tussen beide voorwerpen zie je dat de griesmeelkorreltjes zich in rechte lijnen hebben gerangschikt (van het ene
naar het andere voorwerp).
d Nee, je kunt niet zien welk voorwerp negatief geladen is omdat het niet duidelijk is welke kant van een
griesmeelkorreltje positief is en welke kant negatief is.
21 De elektronen verdelen zich vrijwel meteen over het oppervlak van de bol en binnen in de bol is er geen elektrisch
veld, dus zullen de elektronen die binnen in de bol van de band af springen niet worden tegengewerkt door de lading
op de bol.
22
a Een negatieve lading wordt aangetrokken door een positieve lading, dus moet de lading van bol B positief zijn.
b Als de lading van bol A 2 keer zo groot wordt gemaakt, wordt de kracht op bol B 2 keer zo groot en ook de kracht
op bol A wordt 2 keer zo groot.
c Als zowel de lading op bol A als de lading op bol B 2 keer zo groot wordt gemaakt, wordt de elektrische kracht 4
keer zo groot.
d Als de afstand tussen bol A en bol B 2 keer zo groot wordt gemaakt, wordt de elektrische kracht 4 keer zo klein.
23
a Alle griesmeelkorreltjes zullen door de magnetische influentie aan de ene kant een positieve lading krijgen en
aan de andere kant een negatieve lading. Alle positieve ladingen zullen door de elektrische veldlijnen naar de
ene kant wijzen en alle negatieve ladingen naar de andere kant. Hierdoor zullen de positieve ‘koppen’ worden
aangetrokken door de negatieve ‘staarten’ en zo in één lijn gaan liggen langs de elektrische veldlijnen.
© ThiemeMeulenhoff bv CONCEPT Pagina 3 van 18
