Set ini mencampurkan lima kemahiran daripada kemagnetan dan medan: corak medan, kemagnetan teraruh, daya pada dawai, magnet kekal dan sementara, serta membaca ujian magnet. Semua soalan dan data adalah asli dan direka untuk latihan. Ia bukan daripada mana-mana kertas lepas.
Kerjakan setiap soalan di atas kertas dahulu, lakar jika soalan meminta corak, kemudian buka jawapan berlangkah. Catat soalan yang terlepas, dan log kesilapan dan baris ujian semula boleh membantu anda menyusunnya mengikut jenis kesilapan.
Soalan, dari mudah ke lebih sukar
S1. Kutub utara berada di sebelah kiri dan kutub selatan di sebelah kanan, rapat antara satu sama lain. Ke arah manakah medan menghala dalam jurang antara kedua-duanya?
Tunjukkan jawapan
Dari kiri ke kanan. Garis medan keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan.
S2. Dua magnet bar yang sama saling berhadapan dengan kutub utara paling dekat. Huraikan corak medan antara kedua-duanya, dan nyatakan medan pada titik tengah yang tepat.
Tunjukkan jawapan
Garis dari setiap kutub utara melengkung menjauhi magnet yang satu lagi, jadi garis tidak merentasi jurang. Pada titik tengah, kedua-dua medan sama saiz dan bertentangan arah, jadi medan ialah sifar (titik neutral).
S3. Kutub selatan sebuah magnet didekatkan pada paku besi yang tidak bermagnet. Paku itu ditarik. Terangkan sebabnya, dengan menyatakan kutub pada hujung paku yang paling dekat.
Tunjukkan jawapan
Medan magnet mengaruh kemagnetan dalam besi. Hujung yang paling dekat dengan kutub selatan menjadi kutub utara, jenis yang bertentangan. Kutub berlainan jenis saling menarik, jadi paku ditarik ke arah magnet.
S4. Sebuah solenoid disambung kepada sel. Apabila dilihat dari hujung kirinya, arus mengalir lawan arah jam. Kutub manakah di hujung kiri?
Tunjukkan jawapan
Utara. Hujung yang arusnya kelihatan lawan arah jam ialah kutub utara. Semak dengan petua genggaman tangan kanan: jari melengkung lawan arah jam, ibu jari menghala ke arah anda, iaitu hujung utara.
S5. Dawai menegak yang lurus membawa arus keluar dari halaman ke arah anda. Dalam arah manakah garis medan membulat di sekelilingnya?
Tunjukkan jawapan
Lawan arah jam. Ibu jari menghala keluar dari halaman sepanjang arus, dan jari melengkung lawan arah jam. Garis ialah bulatan yang semakin jauh jaraknya apabila menjauh, kerana medan semakin lemah.
S6. Tiga palang masing-masing didekatkan pada kutub utara magnet yang diketahui. Palang X ditolak pada satu hujung. Palang Y ditarik pada kedua-dua hujung. Palang Z tiada kesan pada kedua-dua hujung. Kelaskan setiap palang.
Tunjukkan jawapan
X ialah magnet (tolakan ialah ujian yang boleh dipercayai). Y ialah bahan magnet yang tidak bermagnet seperti besi. Z bukan bahan magnet, contohnya plastik atau kuprum.
S7. Medan seragam menghala ke kanan. Dawai membawa arus masuk ke dalam halaman. Ke arah manakah daya pada dawai?
Tunjukkan jawapan
Jari telunjuk (medan) ke kanan, jari tengah (arus konvensional) masuk ke dalam halaman, dan ibu jari menghala ke bawah. Daya menghala ke bawah halaman.
S8. Medan menghala ke atas halaman dan arus mengalir ke kanan. Ke arah manakah daya?
Tunjukkan jawapan
Putar tangan kiri supaya jari telunjuk menghala ke atas dan jari tengah ke kanan. Ibu jari kemudian menghala keluar dari halaman, ke arah anda. Semakan pantas: menterbalikkan arus akan menghantar daya masuk ke dalam halaman.
S9. Dawai dalam medan seragam pada sudut tegak membawa 2.0 A, dan dayanya 0.030 N. (Data rekaan.) (a) Berapakah daya pada 3.0 A? (b) Berapakah daya pada 2.0 A jika medan dikurangkan separuh? (c) Huraikan daya jika arus dan medan kedua-duanya diterbalikkan.
Tunjukkan jawapan
(a) Daya berkadar dengan arus: 0.030 ÷ 2.0 = 0.015 N setiap A, dan 0.015 × 3.0 = 0.045 N. (b) Separuh medan memberi separuh daya: 0.015 N. (c) Menterbalikkan kedua-duanya membiarkan arah tidak berubah: saiz dan arah yang sama, 0.030 N.
S10. Sebuah kren mesti mengangkat besi buruk dan melepaskannya apabila dimatikan. Terangkan mengapa teras elektromagnetnya besi lembut dan bukan keluli.
Tunjukkan jawapan
Besi lembut dimagnetkan dengan kuat semasa arus mengalir dan kehilangan kemagnetan apabila arus berhenti, jadi beban jatuh. Teras keluli akan mengekalkan sebahagian kemagnetan, dan beban mungkin tidak dilepaskan.
S11. Seorang pelajar menguji dua elektromagnet yang mempunyai gegelung sama, satu dengan teras besi dan satu dengan teras keluli. Jadual menunjukkan klip kertas yang dipegang. (Data rekaan.)
| Teras | Arus (A) | Klip dipegang, arus hidup | Klip dipegang, arus mati |
|---|---|---|---|
| Besi | 1.0 | 5 | 0 |
| Besi | 2.0 | 10 | 0 |
| Keluli | 1.0 | 4 | 3 |
(a) Apakah yang ditunjukkan oleh data teras besi tentang arus dan kekuatan? (b) Apakah yang ditunjukkan oleh keputusan keluli?
Tunjukkan jawapan
(a) Menggandakan arus daripada 1.0 A kepada 2.0 A menggandakan klip, 5 kepada 10, jadi dalam data ini kekuatan meningkat dengan arus, dan hampir berkadar. (b) Teras keluli masih memegang 3 klip apabila arus mati, jadi ia mengekalkan sebahagian kemagnetan, sedangkan besi memegang 0. Keluli ialah pilihan yang lemah apabila kemagnetan mesti dimatikan.
Jika anda tersilap
| Apa yang tidak kena | Soalan | Pergi ke |
|---|---|---|
| Arah anak panah, titik neutral atau kutub solenoid | S1, S2, S4, S5 | Lukis corak medan dengan arah |
| Kutub teraruh yang salah, atau penaakulan tarikan yang salah | S3 | Terangkan kemagnetan teraruh |
| Arah petua tangan atau penaakulan kadaran | S7, S8, S9 | Gunakan hubungan medan, arus dan daya |
| Besi berbanding keluli, atau pilihan elektromagnet | S10, S11 | Bandingkan sifat magnet kekal dan sementara |
| Menamakan setiap palang yang ditarik sebagai magnet | S6 | Tafsir ujian magnet |
Kembali ke halaman modul jika anda tersilap soalan dalam beberapa baris.
Corak merentasi beberapa soalan lebih mudah dilihat apabila ada orang lain memerhati kerja anda. Guru kami boleh melakukannya dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu.