KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

Like dokumenter
EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 kl

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 17. desember 2007 kl K. Rottmann: Matematisk formelsamling (eller tilsvarende).

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 5. desember 2005 kl

EKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Tirsdag 30. mai 2006 kl

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 8. juni 2007 kl

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Tirsdag 27. mai 2008 kl

EKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Tirsdag 31. mai 2005 kl

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 3. juni 2009 kl

EKSAMEN FY1013 ELEKTRISITET OG MAGNETISME II Fredag 9. desember 2005 kl

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

EKSAMEN I FAG SIF 4012 ELEKTROMAGNETISME (SIF 4012 FYSIKK 2) Onsdag 11. desember kl Bokmål

Midtsemesterprøve torsdag 7. mai 2009 kl

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 kl

LØSNINGSFORSLAG TIL KONTINUASJONSEKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

EKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME OG FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

Fysikkk. Støvneng Tlf.: 45. Andreas Eksamensdato: Rottmann, boksen 1 12) Dato. Sign

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Tirsdag 30. mai 2006 kl

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Tirsdag 31. mai 2005 kl

Mandag 7. mai. Elektromagnetisk induksjon (fortsatt) [FGT ; YF ; TM ; AF ; LHL 24.1; DJG 7.

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 17. desember 2007 kl

EKSAMEN i TFY4155/FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

Frivillig test 5. april Flervalgsoppgaver.

OBLIGATORISK MIDTSEMESTERØVING I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Øving 15. H j B j M j

Mandag qq 4πε 0 r 2 ˆr F = Elektrisk felt fra punktladning q (følger av definisjonen kraft pr ladningsenhet ): F dl

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK Faglig kontakt under eksamen: Ola Hunderi, tlf (mobil: )

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 3. juni 2009 kl

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMENSOPPGAVE. Fys-1002 Elektromagnetisme. Adm.bygget B154 Kalkulator med tomt dataminne, Rottmann: Matematisk formelsamling

Onsdag og fredag

Eksamensoppgave i TFY4104 Fysikk

EKSAMENSOPPGAVE. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Løsningsforslag til øving 10.

EKSAMEN i TFY4155/FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

UNIVERSITETET I OSLO

Øving 3. Oppgave 1 (oppvarming med noen enkle oppgaver fra tidligere midtsemesterprøver)

UNIVERSITETET I OSLO

TFY4104 Fysikk Eksamen 28. november 2016 Side 13 av 22

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

OBLIGATORISK MIDTSEMESTERØVING I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

OBLIGATORISK MIDTSEMESTERØVING I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

TFY4104 Fysikk Eksamen 28. november 2016 Side 13 av 22

Onsdag og fredag

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 5. desember 2005 kl

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

EKSAMENSOPPGAVE. 7 (6 sider med oppgaver + 1 side med formler)

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

NORGES LANDBRUKSHØGSKOLE Institutt for matematiske realfag og teknologi LØSNING TIL PRØVE 2 I FYS135 - ELEKTRO- MAGNETISME, 2004.

EKSAMENSOPPGAVE. Adm.bygget, Aud.max. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

a) Bruk en passende Gaussflate og bestem feltstyrken E i rommet mellom de 2 kuleskallene.

Midtsemesterprøve fredag 11. mars kl

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIF4005 FYSIKK Mandag 7. august 2000 kl. kl

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Punktladningen Q ligger i punktet (3, 0) [mm] og punktladningen Q ligger i punktet ( 3, 0) [mm].

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS Elektromagnetisme Fredag 31. august 2012 Kl 09:00 13:00 adm. Bygget, rom B154

Øving 13. Induksjon. Forskyvningsstrøm. Vekselstrømskretser.

EKSAMENSOPPGAVE. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

Mandag Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektrisitet og magnetisme Vår 2007, uke 4

EKSAMEN I EMNE SIE 4010 ELEKTROMAGNETISME

To sider med formler blir delt ut i eksamenslokalet. Denne formelsamlingen finnes også på første side i oppgavesettet.

Eksamensoppgave i FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

Midtsemesterprøve torsdag 6. mars 2008 kl

Eksamensoppgave i TFY4155 ELEKTRISITET OG MAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

Tirsdag r r

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 13. mai 2004

Kontinuasjonseksamensoppgave i TFY4120 Fysikk

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN FY1013 ELEKTRISITET OG MAGNETISME II Fredag 9. desember 2005 kl

FYS1120 Elektromagnetisme

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

1. En tynn stav med lengde L har uniform ladning λ per lengdeenhet. Hvor mye ladning dq er det på en liten lengde dx av staven?

Løsningsforslag til øving 3

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIE 4010 ELEKTROMAGNETISME

I C Q R. Øving 11. Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektromagnetisme

Løsningsforslag til øving

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Tirsdag 27. mai 2008 kl

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIF4005 FYSIKK For kjemi og materialteknologi Mandag 6. august 2001 kl. kl

Felttur 2016 Elektromagnetisme

Onsdag og fredag

EKSAMENSOPPGAVE. Tillatte hjelpemidler: Kalkulator med tomt dataminne Rottmann: Matematisk Formelsamling A.T. Surenovna: Norsk russisk ordbok

Løsningsforslag til øving 4

UNIVERSITETET I TROMSØ. EKSAMENSOPPGAVE i FYS-1002

Løsningsforslag til øving 13

TFY4104 Fysikk Eksamen 16. desember 2017 Formelside 1 av 6

Elektrisk potensial/potensiell energi

Maxwell s ligninger og elektromagnetiske bølger

Stivt legeme, reeksjonssymmetri mhp rotasjonsaksen: L = L b + L s = R CM MV + I 0!

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 11. Veiledning: november.

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 8. juni 2007 kl

EKSAMENSOPPGAVE. Tillatte hjelpemidler: Kalkulator med tomt dataminne, Rottmann: Matematisk formelsamling.

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Lsningsforslag til ving 10.

Transkript:

NOGES TEKNSK- NATUVTENSKAPELGE UNVESTET NSTTUTT FO FYSKK Side 1 av 5 Kontakt under eksamen: Jon Andreas Støvneng Telefon: 73 59 36 63 / 45 45 55 33 KONTNUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTOMAGNETSME Fredag 11. august 2006 kl. 0900-1300 Hjelpemidler: C K. ottmann: Matematisk formelsamling (eller tilsvarende). O. Øgrim og B. E. Lian: Størrelser og enheter i fysikk og teknikk, eller B. E. Lian og C. Angell: Fysiske størrelser og enheter. Typegodkjent kalkulator, med tomt minne, i henhold til liste utarbeidet av NTNU. (HP30S eller lignende.) Side 2-5: Oppgave 1-4. Vedlegg 1-3: Formelsamling. Prøven består av i alt 10 deloppgaver (1a, 1b, 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 4a, 4b, 4c). Hver av disse 10 deloppgavene vil bli tillagt like stor vekt under bedømmelsen. Vektorstørrelser er angitt med fete typer. Enhetsvektorer er angitt med hatt over symbolet. Dersom intet annet er oppgitt, kan det antas at det omgivende mediet er luft (vakuum), med permittivitet ε 0 = 8.85 10 12 F/m og permeabilitet µ 0 = 4π 10 7 H/m. oppgaver hvor tallverdier er oppgitt for alle nødvendige størrelser, skal tallsvar bestemmes. Sensuren kan ventes senest 1. september.

Side 2 av 5 OPPGAVE 1 a) Ei uendelig stor skive har tykkelse h og fyller rommet mellom y = h/2 og y = h/2. Skiva har uniform ladning ρ 0 pr volumenhet. Bruk Gauss lov og bestem absoluttverdi og retning av det elektriske feltet E (overalt, dvs både innenfor og utenfor skiva). b) To uendelig store skiver, begge med tykkelse h, krysser hverandre slik at de til sammen fyller rommet mellom y = h/2 og y = h/2, og mellom x = h/2 og x = h/2: y ρ 0 (h/2,2h) (h,h) (4h,h/2) h ρ 0 0 ρ 0 x ρ 0 h Ladningen pr volumenhet er ρ 0 for y > h/2 (og x < h/2), ρ 0 for x > h/2 (og y < h/2) og null dersom både x og y er mindre enn h/2 (som antydet i figuren ovenfor). Hva er det elektriske feltet i punktet (x, y) = (h, h)? Angi både absoluttverdi og retning. Hva er potensialforskjellen mellom punktene (h/2, 2h) og (4h, h/2)? Oppgitt: B V = V B V A = E dl A ε 0 E da = q

Side 3 av 5 OPPGAVE 2 Ei sirkulær skive med indre radius a og ytre radius b har ladning pr flateenhet som varierer med avstanden r fra sentrum, σ(r) = σ 0 b 2 /r 2. Skiva ligger i xy-planet med sentrum i origo. Den roterer omkring symmetriaksen (z-aksen) med vinkelhastighet ω. z σ a b ω a) Bestem skivas magnetiske dipolmoment m. Tips: Finn først dipolmomentet dm til en tynn ring med radius r, tykkelse dr og strøm d = dq/t. b) Bestem magnetfeltet B(z) på z-aksen. Tips: Finn først magnetfeltet db fra en tynn ring med radius r, tykkelse dr og strøm d. c) Langt unna skiva (dvs z b) kan magnetfeltet (tilnærmet) uttrykkes ved dipolmomentet på følgende vis: B(z) µ 0m 2πz 3 Vis dette. Oppgitt: Magnetfelt på symmetriaksen, i avstand z, fra en tynn strømførende ring, med strøm og radius : B(z) = µ 0 2 2 (z 2 + 2 ) 3/2 Magnetisk dipolmoment: m = A ekkeutvikling når α 1: (1 + α) 1/2 1 α 2

Side 4 av 5 OPPGAVE 3 En ring med radius er plassert med sentrum i z = d, og med symmetriaksen sammenfallende med z-aksen. ingen fører en (tidsuavhengig) strøm slik at dens magnetiske dipolmoment er m. En ring med radius a er plassert med sentrum i origo, i avstand d fra den strømførende ringen: d ^ x m ^ y a ^ z a) Bestem indusert elektromotorisk spenning i den lille ringen når denne roterer omkring x-aksen med vinkelfrekvens ω. Hva blir indusert spenning dersom den lille ringen roterer omkring z-aksen? Tips: Se oppgave 2. b) Vi antar nå at den lille ringen roterer omkring x-aksen, og at ringen er en elektrisk leder (metall) med uniformt tverrsnitt S. Forklar hvorfor denne roterende ringen kan beskrives ved hjelp av den elektriske kretsen i figuren nedenfor. (t) V (t) ~ L Gjør kort rede for hvordan du ville gå fram for å bestemme størrelsene og L.

OPPGAVE 4 Side 5 av 5 Hva blir strømmen (eventuelt (t)) i de tre elektriske kretsene a), b) og c) i figuren nedenfor. a) b) c) C V V V 0 0 0 L Tallverdier: = 10 V = 100 Ω C = 10 mf L = 0.1 H V 0 Vi antar at spenningskilden V 0 kobles til ved tidspunktet t = 0, og dessuten at = 0 for t < 0. Hvor mye energi leverer spenningskilden til hver av de tre kretsene i tidsrommet mellom t = 0 og t = 10 s?

Vedlegg 1 av 3 Formelsamling da angir flateintegral og dl angir linjeintegral. angir integral over lukket flate eller rundt lukket kurve. Formlenes gyldighetsområde og de ulike symbolenes betydning antas forøvrig å være kjent. Elektrostatikk Coulombs lov: Elektrisk felt og potensial: F = qq 4πε 0 r 2 ˆr E = V V = V B V A = B A E dl Elektrisk potensial fra punktladning: V = q 4πε 0 r Elektrisk fluks: φ E = E da Gauss lov for elektrisk felt: ε 0 E da = q D da = q fri Elektrostatisk felt er konservativt: E dl = 0 Elektrisk forskyvning: Elektrisk dipolmoment: D = ε 0 E + P = ε r ε 0 E = εe p = qd

Vedlegg 2 av 3 Elektrisk polarisering = elektrisk dipolmoment pr volumenhet: Kapasitans: P = p V C = q V Energitetthet i elektrisk felt: u E = 1 2 ε 0E 2 Magnetostatikk Magnetisk fluks: φ m = B da Gauss lov for magnetfeltet: Ampères lov: B da = 0 B dl = µ 0 H dl = fri Magnetfelt fra strømførende leder (Biot Savarts lov): B = µ 0 dl ˆr 4π r 2 H-feltet: Magnetisk dipolmoment: H = 1 µ 0 B M = 1 µ r µ 0 B = 1 µ B m = A Magnetisering = magnetisk dipolmoment pr volumenhet: M = m V

Vedlegg 3 av 3 Magnetisk kraft på rett strømførende leder: F = L B Energitetthet i magnetfelt: u B = 1 2µ 0 B 2 Elektrodynamikk og elektromagnetisk induksjon Faraday ( Henry)s lov: Ampère Maxwells lov: Selvinduktans: Gjensidig induktans: E = E dl = dφ m dt B dl = µ 0 + µ 0 ε 0 dφ E dt L = φ m M 12 = φ 1 2, M 21 = φ 2 1 Energitetthet i elektromagnetisk felt: u = 1 2 ε 0E 2 + 1 2µ 0 B 2, M 12 = M 21 = M