Medan magnet

Medan magnet adalah wilayah di mana muatan bergerak (atau arus) merasakan gaya. Medan ini dihasilkan oleh:

• muatan bergerak (biasanya arus dalam kawat), atau
• magnet permanen (yang berasal dari arus atomik kecil).

"Jelaskan apa yang dimaksud dengan medan magnet." Wilayah di mana gaya bekerja pada muatan bergerak, konduktor pembawa arus, atau material magnetik. Kunci jawaban menginginkan kata gaya dan salah satu dari tiga objek tersebut; "wilayah di sekitar magnet" saja tidak memberikan skor apa pun.

Garis medan

• garis medan mengarah dari N ke S di luar magnet, dan S ke N di dalamnya (sehingga membentuk loop tertutup).
• garis tidak pernah saling berpotongan; garis yang lebih rapat berarti medan yang lebih kuat.

Pola yang harus diketahui:

• magnet batang — garis melengkung dari N ke S di luar, terkuat di dekat kutub.
• kawat lurus panjang — lingkaran di sekitar kawat; arahnya ditentukan oleh aturan cengkeraman tangan kanan (ibu jari searah arus, jari-jari melingkari arah medan).
• kumparan bulat datar — medan melalui pusatnya tegak lurus terhadap kumparan; kumparan bertindak seperti magnet batang kecil.
• solenoida panjang — medan di dalamnya hampir seragam sepanjang sumbu, seperti magnet batang yang diregangkan; di luar medan melemah dengan cepat.

Menggambar medan kawat. "Gambar empat garis medan" di sekitar kawat lurus dinilai berdasarkan tiga hal: garis-garis tersebut adalah lingkaran konsentris yang berpusat pada kawat; jarak antar garis meningkat seiring jarak (medan melemah menjauhi kawat); dan setiap garis memiliki panah sesuai arah aturan cengkeraman tangan kanan (arus masuk ke halaman: searah jarum jam; arus keluar dari halaman: berlawanan arah jarum jam). Gambarlah sebagai lingkaran, bukan oval bebas.

Untuk kumparan bulat datar, lingkaran di sekitar kedua sisi kumparan saling memperkuat melalui pusat, sehingga medan di sana tegak lurus terhadap bidang kumparan dan terkuat di tengah; dilihat dari satu wajah, kumparan adalah kutub utara (medan keluar darinya), dari wajah lain adalah kutub selatan. Solenoida panjang adalah banyak kumparan semacam itu berurutan: medan di dalamnya seragam dan sejajar dengan sumbu, dan garis-garis muncul dari satu ujung (ujung N-nya) dan kembali di luar ke ujung lainnya.

Inti besi di dalam solenoid sangat meningkatkan medan, karena magnet atomik besi berbaris dan menambahnya. Inilah sebabnya mengapa elektromagnet dan transformator memiliki inti besi.

Kurikulum menyebut ini sebagai inti ferrous: besi, baja, atau bahan magnetik lainnya. Jika ditanya mengapa inti meningkatkan medan, jelaskan bahwa inti tersebut menjadi termagnetisasi oleh medan solenoid dan medannya sendiri menambah medan arus.

Arus $I$ dalam kawat sepanjang $L$ dalam medan dengan kerapatan fluks $B$ mengalami gaya

di mana $\theta$ adalah sudut antara kawat dan medan. Gaya terbesar terjadi ketika kawat tegak lurus terhadap medan ($F = BIL$) dan nol ketika kawat sejajar dengan medan.

Contoh soal terpecahkan. Sebuah kawat sepanjang $0.20\ \text{m}$ membawa arus $3.0\ \text{A}$ tegak lurus terhadap medan magnet dengan kerapatan fluks $0.50\ \text{T}$. Tentukan gayanya.

Dua syarat untuk adanya gaya. Kawat tembaga dalam medan magnet hanya mengalami gaya jika (1) ia membawa arus, dan (2) arusnya tidak sejajar dengan medan (sebagian kawat berada tegak lurus terhadap $B$). Kawat tanpa arus, atau yang terletak sepanjang garis medan, tidak merasakan apa pun: $\sin\theta = 0$.

Contoh soal terpecahkan (keseimbangan arus). Sebuah kawat horizontal sepanjang $5.0\ \text{cm}$ terletak tegak lurus terhadap medan di antara kutub-kutub magnet yang berdiri di atas neraca piringan. Tanpa arus, neraca menunjukkan $102.30\ \text{g}$; dengan arus $2.5\ \text{A}$, neraca menunjukkan $102.86\ \text{g}$. Tentukan kerapatan fluksnya.

Menurut hukum ketiga Newton, gaya pada kawat diimbangi oleh gaya yang sama besar dan berlawanan arah pada magnet, sehingga pembacaan neraca berubah sebesar gaya magnetik: $F = \Delta m\, g = (0.56 \times 10^{-3})(9.81) = 5.5 \times 10^{-3}\ \text{N}$. Kemudian $B = F/(IL) = 5.5 \times 10^{-3}/(2.5 \times 0.050) = 4.4 \times 10^{-2}\ \text{T}$ ($44\ \text{mT}$). Pembacaan naik, sehingga gaya pada magnet ke bawah dan gaya pada kawat ke atas; membalikkan arus akan membuat pembacaan turun sebesar jumlah yang sama.

Contoh soal terpecahkan (gaya pada kumparan). Kumparan persegi panjang PQRS dengan sisi PS dan QR sepanjang $8.0\ \text{cm}$ membawa arus $1.2\ \text{A}$ dalam medan horizontal $0.30\ \text{T}$, dengan bidang kumparan sejajar dengan medan. Deskripsikan gaya-gaya yang bekerja pada kumparan.

Sisi PS dan QR tegak lurus terhadap medan, sehingga masing-masing merasakan $F = BIL = 0.30 \times 1.2 \times 0.080 = 2.9 \times 10^{-2}\ \text{N}$; arus di dalamnya mengalir berlawanan arah, sehingga menurut aturan Fleming gayanya sama besar dan berlawanan, satu ke atas dan satu ke bawah. Sisi PQ dan SR sejajar dengan medan dan tidak merasakan gaya. Dua gaya tersebut membentuk pasangan torsi yang memutar kumparan tentang sumbunya; seiring berputarnya kumparan, besarnya gaya tetap sama tetapi jarak tegak lurusnya mengecil, sehingga efek putar menurun hingga nol saat bidang kumparan tegak lurus terhadap medan. Ini adalah prinsip kerja motor listrik dan meteran koil bergerak.

Kerapatan fluks magnet

Persamaan ini juga mendefinisikan kerapatan fluks magnet $B$:

Sehingga $B$ adalah gaya per satuan arus per satuan panjang pada kawat yang tegak lurus terhadap medan. Satuan: tesla, $\text{T} = \text{N A}^{-1}\ \text{m}^{-1}$.

Definisi bernilai dua poin. Kerapatan fluks magnet adalah gaya per satuan arus per satuan panjang yang bekerja pada (konduktor lurus) yang ditempatkan tegak lurus terhadap medan. Baik "per satuan arus" maupun "per satuan panjang" diperlukan, serta "tegak lurus" (atau "berpaduan"): tanpanya definisi tersebut salah, karena gaya juga bergantung pada sudut. Tesla adalah kerapatan fluks yang menghasilkan gaya satu newton pada satu meter konduktor yang mengalirkan arus satu ampere tegak lurus terhadap medan: $1\ \text{T} = 1\ \text{N A}^{-1}\ \text{m}^{-1}$.

Arah — Aturan tangan kiri Fleming

Gunakan tangan kiri (Aturan Tangan Kiri Fleming): jari pertama = Field (Medan), jari kedua = Current (Arus), ibu jari = gaya (dorong). Pegang ketiga-tiganya secara tegak lurus.

Muatan $Q$ yang bergerak dengan kecepatan $v$ melalui medan mengalami

dengan $\theta$ sudut antara $v$ dan $B$. Aturan tangan kiri yang sama (jari tengah adalah gerak muatan positif — balikkan arahnya untuk muatan negatif). Gaya terbesar ketika $v$ tegak lurus terhadap $B$, dan nol ketika $v$ sepanjang $B$.

Dua situasi tanpa gaya. Partikel bermuatan dalam medan magnet tidak merasakan gaya ketika ia diam (tidak ada $v$) atau ketika ia bergerak sejajar atau berlawanan arah dengan medan ($\sin\theta = 0$). Bandingkan dengan medan listrik, yang mendorong muatan diam dengan kekuatan yang sama: perbedaan inilah esensi utama dari penyeleksi kecepatan di bawah ini.

Gerak melingkar dalam medan seragam

Muatan yang bergerak tegak lurus terhadap medan seragam mengalami gaya tegak lurus terhadap kedua $v$ dan $B$. Gaya ini tidak melakukan usaha (selalu tegak lurus terhadap gerak), sehingga energi kinetik dan kecepatan tetap konstan — partikel bergerak dalam lintasan lingkaran. Samakan gaya magnetik dengan gaya sentripetal:

Contoh terpecahkan. Sebuah proton (massa $1.7 \times 10^{-27}\ \text{kg}$, muatan $1.6 \times 10^{-19}\ \text{C}$) bergerak pada $2.0 \times 10^{6}\ \text{m s}^{-1}$ tegak lurus terhadap medan $0.50\ \text{T}$. Tentukan jari-jari lintasan melingkarannya.

Jadi jari-jari bergantung pada momentum $mv$. Periode adalah

yang tidak bergantung pada kecepatan — partikel yang lebih cepat menempuh lingkaran yang lebih besar tetapi membutuhkan waktu yang sama untuk satu putaran. Jika $v$ juga memiliki komponen sepanjang $B$, komponen tersebut tidak berubah, dan lintasannya adalah heliks.

"Jelaskan mengapa lintasannya melingkar." Gaya magnet selalu tegak lurus terhadap kecepatan, sehingga mengubah arah gerak tetapi tidak kecepatan, dan besarnya $BQv$ konstan karena $B$, $Q$ dan $v$ konstan. Gaya dengan besaran tetap yang selalu tegak lurus terhadap kecepatan adalah tepat sebuah gaya sentripetal, sehingga lintasannya adalah lingkaran. Berikan ketiga ide: tegak lurus, besaran konstan, kecepatan tak berubah.

Contoh terpecahkan. Elektron bergerak pada $1.7 \times 10^{7}\ \text{m s}^{-1}$ memasuki medan seragam dengan kerapatan fluks $4.8\ \text{mT}$ tegak lurus terhadapnya. Tentukan jari-jari lintasannya. Elektron kemudian digantikan oleh positron (massa sama, muatan $+e$) bergerak pada $3.4 \times 10^{7}\ \text{m s}^{-1}$ sepanjang garis awal yang sama: deskripsikan bagaimana lintasannya berubah.

Positron dibelokkan ke arah berlawanan (muatan positif, sehingga aturan Fleming dengan jari kedua sejajar gerak menghasilkan gaya berlawanan arah), dan karena $r \propto v$ jari-jarinya dua kali lebih besar, yaitu $4.0\ \text{cm}$. Periode mereka sama ($T = 2\pi m/BQ$ tidak memuat $v$ di dalamnya): mereka mengelilingi lingkaran yang lebih besar dengan kecepatan dua kali lipat.

Efek Hall

Sebuah pelat konduktor yang membawa arus $I$, dalam medan $B$ tegak lurus terhadap arus, mengembangkan tegangan di antara permukaannya — tegangan Hall $V_{\text{H}}$ (efek Hall).

Muatan yang bergerak mengalami gaya magnetik $BQv_{\text{d}}$ ($v_{\text{d}}$ adalah kecepatan drift), sehingga mereka menumpuk di satu permukaan, menciptakan medan listrik $E$ yang menghambat penumpukan lebih lanjut. Pada keadaan tunak $eE = Bev_{\text{d}}$, sehingga $E = B v_{\text{d}}$. Dengan $V_{\text{H}} = E w$ dan $I = n e v_{\text{d}} w t$:

di mana $q$ adalah muatan pembawa. Probe Hall menggunakan prinsip ini untuk mengukur $B$: lewati arus yang diketahui melalui pelat semikonduktor tipis dan baca $V_{\text{H}}$ (terbesar ketika pelat tegak lurus terhadap $B$).

Menurunkan $V_{\text{H}} = BI/(ntq)$ (ujian meminta hal ini secara lengkap). Ambil irisan selebar $d$, di mana tegangan Hall muncul, dan tebal $t$ sepanjang $B$, sehingga arus melewati penampang $A = dt$. (1) Pada keadaan tunak, gaya listrik pada pembawa seimbang dengan gaya magnet: $qE = Bqv$, sehingga $E = Bv$. (2) Medan Hall seragam melintasi lebar, sehingga $V_{\text{H}} = Ed = Bvd$. (3) Arusnya adalah $I = nAvq = n\,dt\,vq$, sehingga $v = I/(n\,dt\,q)$. Substitusi: $V_{\text{H}} = Bd \cdot I/(n\,dt\,q) = BI/(ntq)$. Dua hal yang perlu diperhatikan: tegangan muncul di atas muka tegak lurus terhadap gaya magnet, bukan di ujung tempat arus masuk; dan ia lebih besar untuk semikonduktor,oman densitas jumlah $n$ jutaan kali lebih kecil daripada logam, itulah sebabnya probe menggunakan irisan semikonduktor.

Menggunakan probe Hall. Bacaan sebanding dengan $B$ tetapi juga bergantung pada orientasi: maksimum ketika bidang irisan tegak lurus terhadap medan dan nol ketika medan berada di dalam bidang irisan. Jadi (1) putar probe hingga bacaan terbesar, dan (2) kalibrasi dalam medan yang diketahui, karena $V_{\text{H}} \propto B$ pada arus tetap.

Contoh terpecahkan. Probe Hall memberikan bacaan maksimum $24\ \text{mV}$ dalam medan seragam $32\ \text{mT}$. Dalam medan kedua, dengan probe kembali diputar untuk maksimum, bacaan adalah $15\ \text{mV}$. Tentukan kerapatan fluks kedua.

$V_{\text{H}} \propto B$ (probe sama, arus sama): $B = 32 \times 15/24 = 20\ \text{mT}$. Jika probe dibiarkan pada sudut lain, bacaan akan lebih kecil dan $B$ akan diremehkan, itulah sebabnya "putar untuk maksimum" adalah bagian dari metode.

Selektor kecepatan

Selektor kecepatan menggunakan medan listrik dan magnetik silang untuk hanya melewatkan satu kecepatan tertentu. Dengan gaya listrik $qE$ dan gaya magnetik $qvB$ diatur untuk saling menentang, resultan gaya nol hanya ketika

Partikel dengan kecepatan $E/B$ akan lurus menembus; yang lebih cepat atau lebih lambat akan dibelokkan.

Menurunkan dan menjelaskan penapis. Gaya magnetik pada ion positif yang bergerak melalui medan silang adalah $BQv$, tegak lurus terhadap geraknya; medan listrik diterapkan sehingga gaya listrik $QE$ berarah berlawanan (pelat harus diatur agar medan mengarah melawan gaya magnetik). Agar ion dapat tembus lurus, $QE = BQv$, sehingga $v = E/B$, independen dari muatan dan massa. Ion yang lebih cepat memiliki gaya magnetik lebih besar dan membengkok ke sisi gaya magnetik; ion yang lebih lambat didorong ke arah sebaliknya oleh gaya listrik yang tidak berubah. Jika ditanya "jelaskan bagaimana medan listrik dapat membuat partikel mencapai Z", sebutkan arah gaya listrik harus, bahwa itu harus sama besarnya dengan gaya magnetik, dan berikan $E = Bv$. Ini adalah penyaring kecepatan.

Dua kawat panjang sejajar masing-masing berada di dalam medan magnetik satu sama lain. Menggunakan aturan tangan kiri Fleming: arus sejajar (arah sama) menarik; arus antiparalel (arah berlawanan) tolak-menolak. Ini menjadi dasar definisi SI ampere.

Menjelaskan gaya (standar tiga poin). (1) Arus di P menghasilkan medan magnetik di sekitarnya (lingkaran berpusat pada P). (2) Di Q, medan ini tegak lurus terhadap arus di Q, sehingga Q, konduktor pembawa arus di dalam medan magnetik, mengalami gaya $BIL$. (3) Aturan tangan kiri Fleming memberikan arahnya: menuju P untuk arus searah, menjauh untuk arus berlawanan. Menurut hukum ketiga Newton, gaya pada P sama besar dan berlawanan arah, sehingga kedua kawat saling tarik (atau tolak) dengan gaya yang sama. Menggandakan arus pada satu kawat menggandakan gaya pada keduanya: gaya pada Q meningkat karena $I_{\text{Q}}$ telah digandakan, gaya pada P karena medan yang dialaminya telah digandakan.

Fluks magnetik

Fluks magnetik $\Phi$ melalui area datar $A$ yang tegak lurus terhadap $B$ adalah

Jika normal area membentuk sudut $\theta$ terhadap $B$, gunakan $\Phi = B A \cos\theta$. Satuan: weber, $\text{Wb} = \text{T m}^{2}$. Untuk kumparan dengan $N$ lilitan, keterkaitan fluks adalah $N\Phi = N B A$.

Definisi dua poin. Fluks magnetik adalah hasil kali kerapatan fluks magnetik dan area (sirkuit) yang tegak lurus terhadap medan. Keterkaitan fluks adalah hasil kali fluks dan jumlah lilitan kumparan, $N\Phi$, dalam weber-lilitan. Kata "tegak lurus" (atau "normal terhadap medan"): $\Phi = BA$ hanya benar untuk komponen area yang tegak lurus terhadap $B$.

Contoh soal terpecahkan. Kumparan kecil dengan 64 lilitan dan luas penampang $0.71\ \text{cm}^{2}$ diletakkan di dalam solenoida panjang, pada sumbunya, di mana kerapatan fluksnya $2.5\ \text{mT}$. Temukan keterkaitan fluks kumparan tersebut.

Fluks melalui kumparan menggunakan luas kumparan sendiri, bukan solenoida: $\Phi = BA = (2.5 \times 10^{-3})(0.71 \times 10^{-4}) = 1.8 \times 10^{-7}\ \text{Wb}$, sehingga keterkaitan fluks adalah $N\Phi = 64 \times 1.8 \times 10^{-7} = 1.1 \times 10^{-5}\ \text{Wb}$. Ketika arus solenoida berubah, ggl yang diinduksi dalam kumparan kecil adalah laju perubahan keterkaitan fluks ini.

Hukum Faraday dan Lenz

Ketika keterkaitan fluks melalui suatu sirkuit berubah, gaya gerak listrik (ggl) diinduksi — ini disebut induksi elektromagnetik.

Hukum Faraday: ggl yang diinduksi sama dengan laju perubahan keterkaitan fluks:

Contoh soal terpecahkan. Kumparan dengan $200$ lilitan dan area $0.010\ \text{m}^{2}$ diletakkan dengan bidangnya tegak lurus terhadap medan $0.50\ \text{T}$. Medan turun secara stabil hingga nol dalam waktu $0.20\ \text{s}$. Temukan rata-rata ggl yang diinduksi.

Keterkaitan fluks berubah dari $N\Phi = NBA = 200 \times 0.50 \times 0.010 = 1.0\ \text{Wb}$ menjadi nol, sehingga

Hukum Lenz: ggl yang diinduksi bekerja untuk melawan perubahan yang menyebabkannya. Ini adalah kekekalan energi — jika ia memperkuat perubahan, energi akan muncul dari ketiadaan. Digabungkan:

Apa yang mengubah fluks?

• mengubah $B$ (memindahkan magnet dekat kumparan),
• mengubah area $A$ (batang meluncur di atas rel),
• mengubah orientasi (kumparan berputar dalam medan — generator a.c., topik berikutnya).

Membaca ggl dari grafik fluks. Ggl yang diinduksi adalah gradien grafik keterkaitan fluks (dengan tanda negatif untuk Lenz). Fluks yang naik stabil memberikan ggl konstan; fluks konstan memberikan ggl nol bagaimanapun besarnya fluks; penurunan yang lebih cepat menghasilkan ggl yang lebih besar dengan tanda berlawanan. "Sketsakan variasi ggl terhadap waktu" dijawab dengan mendifferensiasikan grafik fluks secara visual, bagian per bagian.

Contoh soal terpecahkan. Kumparan 64 lilitan di atas berada di dalam solenoida yang kerapatan fluksnya naik seragam dari $0$ ke $2.5\ \text{mT}$ dalam waktu $40\ \text{ms}$ dan kemudian dipertahankan konstan. Temukan ggl yang diinduksi dalam kumparan selama kenaikan, dan afterwards.

Selama kenaikan, fluks pengikatan tumbuh secara stabil hingga $1.1 \times 10^{-5}\ \text{Wb}$: $\varepsilon = \Delta(N\Phi)/\Delta t = 1.1 \times 10^{-5}/0.040 = 2.8 \times 10^{-4}\ \text{V}$ ($0.28\ \text{mV}$), konstan selama kenaikan berlangsung. Setelah itu fluks pengikatan konstan, sehingga g.g.b. nol, meskipun kumparan masih berada dalam medan yang kuat: adalah perubahan yang menginduksi.

Contoh terpecahkan (pemotongan fluks). Pesawat dengan rentang sayap $60\ \text{m}$ terbang horizontal pada $250\ \text{m s}^{-1}$ di mana komponen vertikal medan Bumi adalah $45\ \mu\text{T}$. Hitunglah g.g.b. antara ujung-ujung sayap.

Dalam waktu $\Delta t$, sayap menyapu area $L v \Delta t$, memotong fluks $B L v \Delta t$, sehingga $\varepsilon = BLv = (45 \times 10^{-6})(60)(250) = 0.68\ \text{V}$. Hanya komponen dari $B$ tegak lurus terhadap area yang disapu yang dihitung (di sini yang vertikal). Ada p.d. antara ujung-ujung sayap tetapi tidak ada arus, karena tidak ada rangkaian lengkap; aturan Fleming menunjukkan ujung mana yang positif.

Demonstrasi

• menggerakkan magnet batang ke dalam kumparan membuat galvanometer terdefleksi; defleksi berbalik ketika magnet ditarik keluar (hukum Lenz), dan lebih besar untuk gerakan yang lebih cepat (hukum Faraday).

• cakram tembaga yang berayun masuk ke dalam medan diperlambat dengan cepat — arus eddy diinduksi yang melawan gerakan.

Pengereman elektromagnetik, dijelaskan dengan hukum Lenz. Cakram aluminium kendaraan berputar di antara kutub elektromagnet. Cakram memotong garis-garis medan, sehingga g.g.b. diinduksi di dalamnya; cakram adalah konduktor, sehingga arus edy mengalir; oleh hukum Lenz arus ini menghasilkan gaya yang melawan gerakan cakram, memperlambat kendaraan. Energi kinetik diubah menjadi energi termal pada cakram. Pengereman lebih kuat pada kecepatan tinggi (tingkat pemotongan fluks yang lebih besar, sehingga arus lebih besar) dan mereda seiring melambatnya kendaraan; pengereman ini tidak dapat menahan kendaraan diam, karena tanpa gerakan berarti tidak ada arus yang diinduksi.

Magnet yang berosilasi dalam kumparan. Magnet batang pada pegas berosilasi keluar-masuk dari kumparan yang terhubung ke resistor. Perubahan fluks pengikatan menginduksi g.g.b.; dengan rangkaian tertutup arus mengalir dan, oleh hukum Lenz, medan kumparan melawan gerakan magnet, sehingga osilasi teredam: energi keluar dari osilasi sebagai panas pada resistor dan amplitudo memudar. Buka sakelar dan g.g.b. tetap diinduksi tetapi tidak ada arus mengalir, sehingga kumparan tidak lagi meredam gerakan.

Apa yang membuat g.g.b. yang diinduksi lebih besar

Dari $\varepsilon = N\,d\Phi/dt$ dengan $\Phi = BA$: lebih banyak lilitan $N$, medan yang lebih kuat $B$, area yang lebih besar $A$, atau perubahan yang lebih cepat — masing-masing memberikan g.g.b. yang diinduksi lebih besar.

Menentukan arah dengan hukum Lenz. Dorong kutub N magnet menuju kumparan dan arus yang diinduksi membuat sisi dekat kumparan menjadi kutub utara, untuk menolak magnet yang mendekat; tarik menjauh dan sisi dekat menjadi kutub selatan, untuk menariknya. Dalam setiap kasus orang yang menggerakkan magnet melakukan usaha melawan gaya itu, dan usaha itulah sumber energi listrik: hukum Lenz adalah konservasi energi dalam penyamaran. Dua kalimat untuk dihafal: g.g.b. yang diinduksi bekerja sedemikian rupa sehingga menghasilkan efek yang melawan perubahan yang menimbulkannya (Lenz), dan g.g.b. yang diinduksi sebanding dengan laju perubahan fluks pengikatan (Faraday).

Soal definisi dinilai berdasarkan frasa tetap. Hafalkan ini persis, dan berikan hanya satu jawaban.

• Gaya pada arus $F = BIL\sin\theta$; pada muatan bergerak $F = BQv\sin\theta$; arah dari aturan tangan kiri Fleming dengan jari kedua sepanjang arus konvensional (balikkan untuk elektron).
• Muatan yang bergerak tegak lurus terhadap $B$ bergerak dalam lingkaran: $BQv = mv^{2}/r$, sehingga $r = mv/(BQ)$ dan $T = 2\pi m/(BQ)$, independen dari kecepatan. Komponen dari $v$ sepanjang $B$ tidak berubah: heliks.
• Medan silang: $v = E/B$ melewati tanpa defleksi. Probe Hall: $V_{\text{H}} = BI/(ntq)$, terbesar dengan irisan tegak lurus terhadap $B$; semikonduktor karena $n$ kecil.
• Induksi: g.g.b. $=$ laju perubahan fluks pengikatan $N\Phi$ (Faraday); arahnya melawan perubahan (Lenz). Pada grafik fluks-waktu, g.g.b. adalah gradien: perubahan konstan menghasilkan g.g.b. konstan, tanpa perubahan menghasilkan nol.
• Pemotongan fluks: $\varepsilon = BLv$ untuk konduktor sepanjang $L$ bergerak pada kecepatan $v$ tegak lurus terhadap $B$ (luas yang disapu per detik dikali $B$).
• Definisi membawa kata "per satuan arus per satuan panjang", "tegak lurus", "area tegak lurus terhadap medan" dan "laju perubahan fluks pengikatan": masing-masing bernilai poin.

Kesalahan umum

• Meninggalkan "tegak lurus terhadap medan" dari definisi densitas fluks, atau mendefinisikan tesla tanpa 1 N, 1 m, 1 A.
• Menggunakan tangan kanan untuk gaya pada arus (aturan tangan kiri), atau mengarahkan jari kedua sepanjang gerakan elektron alih-alih arus konvensional.
• Mengatakan bahwa muatan diam merasakan gaya magnetik, atau bahwa muatan yang bergerak sepanjang garis medan merasakan gaya tersebut.
• Menjelaskan gerak melingkar tanpa mengatakan bahwa gayanya tegak lurus terhadap kecepatan dan konstan besarnya; atau mengklaim bahwa gaya magnetik mengubah kecepatan.
• Menggunakan luas solenoida alih-alih luas kumparan kecil saat menghitung fluks linkannya.
• Mengatakan "fluks besar menginduksi g.g.b.": hanya fluks yang berubah yang dapat melakukannya. Kumparan yang diam di medan tetap tidak menghasilkan g.g.b.
• Mengutip Hukum Lenz sebagai "arus menentang magnet" tanpa menambahkan "perubahan yang menyebabkannya", atau Hukum Faraday tanpa menyebutkan "laju perubahan" atau tanpa menyebutkan "fluks linkage".
• Menggambar garis medan kawat lurus sebagai lingkaran berjarak sama atau tanpa anak panah; menggambar garis medan solenoida yang saling berpotongan di dalamnya.
• Melupakan fakta bahwa menggandakan arus pada salah satu dari dua kawat sejajar akan menggandakan gaya pada keduanya (Hukum III Newton).