Emelt szintű fizika érettségi 2013. május I. rész 7. feladat
(Feladat azonosítója: fizmee_201305_1r_07 )
Témakör: *Elektromágnességtan ( teszt)

Egy elektron a papír síkjában a szaggatott vonallal jelzett pályán mozog légüres térben. A pályája egyenes szakaszán (1. tartomány) homogén elektromos és mágneses téren halad át, a második, félköríves szakaszon (2. tartomány) csak homogén mágneses tér van jelen. Mit mondhatunk a két tartományban a mágneses indukcióvektor irányáról?
A) A két tartományban egymásra merőleges az indukcióvektor iránya.
B) A két tartományban ugyanolyan az indukcióvektor iránya.
C) A két tartományban ellentétes az indukcióvektor iránya.



 

Megoldás: A

A 2. tartományban a papír síkjában körpályán mozog az elektron. Ez csak úgy lehet, ha a rá ható erők eredője (centripetális erő) állandó nagyságú, a papír síkjában van és iránya folyton változik, a kör középpontja felé mutat. A jobbkéz-szabály figyelembevételével ez csak úgy lehet, ha a mágneses indukció a papír síkjára merőleges és kifelé mutat. 
Az 1. tartományban az elektron egyenes pályán halad a papír síkjában, azaz a papír síkjára merőlegesen a rá ható erők eredője zérus. Mivel az elektromos tér jelenléte miatt az elektronra egy, a papír síjkából kifelé mutató erő hat, a mágneses Lorentz-erőnek a papír síkjába befelé kell mutatnia. A jobbkéz-szabályt most is alkalmazva arra juthatunk, hogy most a mágneses indukció a papír síkjában felfelé mutat.