Dit is een uitgebreide uitwerking van de genoemde examensom, voorzien van achtergrondinformatie en een stukje verdieping in de stof. Ben je alleen geïnteresseerd in de antwoorden klik dan hier voor de basisuitwerking. Je kunt ook links in de kantlijn op de juiste opgave klikken.
Waarom deze examenbijlessen?
Voor deze bijles is een examensom als uitgangspunt gekozen. Wanneer je wilt nagaan of je een bepaald onderwerp goed begrepen hebt, kun je oefenen met het maken van zo'n examenvraagstuk. Je kunt naar aanleiding van zo'n vraagstuk weer nieuwe vragen oproepen. In deze bijles proberen we aanvullende uitleg te geven bij een examenvraagstuk. Het niveau van het vraagstuk is dat wat je nodig hebt om je examen te kunnen maken. Extra achtergrondinformatie, een stukje extra uitleg aan de hand van een animatie, een vraagstuk ook eens op een andere manier uitgelegd: je vindt het hier allemaal.
In de foto van figuur 10 zie je twee identieke, ringvormige magneten om een houten stok. De bovenste magneet zweeft, doordat de noordpolen van de magneten naar elkaar toe zijn gericht.
Opgaven
Op de uitwerkbijlage is een doorsnede van figuur 10 getekend. Hierin zijn twee punten R en S aangegeven.
a) Teken zowel in R als in S de vector B→ die de richting van het resulterende magneetveld van de twee magneten weergeeft.
In een andere figuur op de uitwerkbijlage is de zwaartekracht die op de onderste magneet werkt, getekend als de vector F→z.
De magneten hebben gelijke massa.
b) Teken in de figuur op de uitwerkbijlage alle overige krachten die op de onderste magneet werken in de juiste verhouding tot de getekende vector F→z.
Je hoeft daarbij niet te letten op het aangrijpingspunt van de krachten.
Boven de magneten zit een spoel om de houten stok geklemd. Zie figuur 11.
De spanning die deze spoel afgeeft, wordt gemeten.
De bovenste magneet wordt naar beneden geduwd en daarna losgelaten. De magneet voert vervolgens een gedempte trilling uit. In de spoel ontstaat daardoor een wisselspanning.
In figuur 12 is deze wisselspanning als functie van de tijd weergegeven.
De meting is niet direct bij het loslaten van de magneet gestart.
c) Leg uit of de magneet zich in een uiterste stand of in de evenwichtsstand bevindt op het moment dat de spanning een maximum vertoont.
Uitwerkbijlagen
Open de uitwerkbijlage bij de vraag van jouw keuze.
Uitwerkbijlage bij vraag (a)
Uitwerkbijlage bij vraag (b)
Aanwijzingen bij de vragen
Open de aanwijzing bij de vraag van jouw keuze.
Aanwijzing vraag (a)
Het veld tussen twee polen kun je zichtbaar maken op:
Aanwijzing vraag (b)
De toepassing bij zwevende treinen:
Aanwijzing vraag (c)
Het ontstaan van een inductiespanning kun je vinden op:
Hoe gaat een inductiestroom lopen in een spoel? Klik hier en kies bij het kader "Elektriciteit" voor "Inductiewerking".
Uitwerkingen
Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.
Uitwerking vraag (a)
Let op de volgende aspecten:
- vector B is in punt R horizontaal gericht;
- vector B is in punt R naar rechts;
- vector B in punt S heeft component naar links.
Uitwerking vraag (b)
Let op de volgende aspecten:
- F→n moet verticaal omhoog en F→m verticaal omlaag zijn getekend;
- teken F→m even groot als F→z;
- teken F→n even groot als F→m en F→z samen.
Uitwerking vraag (c)
In de spoel ontstaat een wisselspanning als de magnetische flux in de spoel verandert.
De spanning is maximaal als de fluxverandering maximaal is. Dat is als de trillende magneet door de evenwichtsstand beweegt.
