Test na Elektrické a magnetické pole

Otázka 1: Intenzita elektrického pole ve vzdálenosti 3,0 cm od bodového náboje +5,0 nC ve vakuu je přibližně 4,99 · 10⁴ V/m.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Příklad výpočtu intenzity elektrického pole v materiálech uvádí, že pro bodový náboj +5,0 nC ve vzdálenosti 3,0 cm ve vakuu je intenzita elektrického pole přibližně 4,99 · 10⁴ V/m. Toto je uvedený výsledek po dosazení do vzorce E = k · |Q| / r².

Otázka 2: Který z následujících vzorců správně vyjadřuje velikost intenzity elektrického pole (E) vytvořeného bodovým nábojem (|Q|) ve vakuu nebo vzduchu ve vzdálenosti (r) od tohoto náboje?

A. E = k ⋅ |Q| / r

B. E = k ⋅ |Q| / r²

C. E = F / Q₀

D. E = k ⋅ |Q₁ ⋅ Q₂| / r²

Vysvětlení: Dle studijních materiálů je velikost intenzity elektrického pole (E) pro bodový náboj (|Q|) ve vzdálenosti (r) ve vakuu nebo vzduchu dána vztahem E = k · |Q| / r², kde k je Coulombova konstanta. Ostatní vzorce jsou buď chybně (E = k ⋅ |Q| / r), vyjadřují obecnou definici intenzity pole (E = F / Q₀), nebo popisují Coulombův zákon pro sílu mezi dvěma náboji (E = k ⋅ |Q₁ ⋅ Q₂| / r²).

Otázka 3: Směr Lorentzovy síly je rovnoběžný se směrem rychlosti částice.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Lorentzova síla je kolmá jak na směr rychlosti částice, tak na směr magnetického pole.

Otázka 4: Jaká je velikost magnetické indukce ve vzdálenosti 4,0 cm od dlouhého přímého vodiče, kterým protéká proud 5 A, pokud je prostředí vakuum?

A. 2,5 · 10⁻⁵ T

B. 5,0 · 10⁻⁵ T

C. 1,0 · 10⁻⁴ T

D. 2,5 · 10⁻⁶ T

Vysvětlení: Pro výpočet velikosti magnetické indukce B ve vzdálenosti r od dlouhého přímého vodiče s proudem I ve vakuu se použije vzorec B = μ₀ · I / (2πr). Zadáno je: I = 5 A, r = 4,0 cm = 0,04 m, a permeabilita vakua μ₀ = 4π · 10⁻⁷ T·m/A. Dosazením do vzorce získáme: B = (4π · 10⁻⁷ T·m/A) · (5 A) / (2π · 0,04 m) B = (20π · 10⁻⁷) / (0,08π) T B = (20 · 10⁻⁷) / (0,08) T B = 250 · 10⁻⁷ T = 2,5 · 10⁻⁵ T. Proto je správná odpověď 2,5 · 10⁻⁵ T.

Otázka 5: Pravidlo pravé ruky se používá k určení směru síly působící na záporně nabitou částici.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Pro kladné náboje se směr síly určuje pravidlem pravé ruky, zatímco pro záporné náboje se směr síly určuje pravidlem levé ruky.