למקור מתח בעל כא"מ והתנגדות פנימית מחוברות במקביל n נורות זהות
Transcription
למקור מתח בעל כא"מ והתנגדות פנימית מחוברות במקביל n נורות זהות
שאלה 13 למקור מתח בעל כא"מ εוהתנגדות פנימית rמחוברות במקביל nנורות זהות. לכל נורה התנגדות . RLבפתרונך הנח כי ההתנגדות RLקבועה ואינה תלויה בעוצמת הזרם. א .רשום ביטוי של מתח הדקי המקור Vבאמצעות RL , r , εו 10) . n -נקודות( ב .מגדילים את מספר הנורות המחוברות במקביל למקור המתח .האם כתוצאה מכך 1 עוצמת הזרם בכל אחת מהנורות גדלה ,קטנה או אינה משתנה ? נמק 6 ) .נקודות( 3 ניתן לבטא את הקשר בין הפרמטרים השונים על ידי המשוואה : 1 r 1 = ⋅n + V ε ⋅ RL ε . תלמידים ביצעו ניסוי עם נורות זהות ,כאשר על כל נורה רשום .20W ,12Vלכל אורך הניסוי אף נורה לא נשרפה .התלמידים שינו את מספר הנורות nהמחוברות במקביל למקור ובדקו כיצד משתנה מתח הדקי המקור .Vבעקבות הניסוי בנו גרף ליניארי וקיבלו 1 משוואת קו המגמה= 0.0007 n + 0.0769 : V ) ראה תרשים( . 14 12 10 6 8 4 2 )1/V (1/Volt 0.086 0.085 0.084 0.083 0.082 0.081 0.08 0.079 0.078 0.077 0.076 0 n ג. חשב את כא"מ המקור ואת התנגדותו הפנימית לפי קו המגמה 10) .נקודות( ד. כמה נורות לכל היותר יכולים התלמידים לחבר בזמן הניסוי ,כך שהמתח על כל נורה לא ירד מתחת ל 7) ? 12V -נקודות( שאלה 14 נתון מעגל כמתואר בתרשים .במעגל מצויים 3מפסקים פתוחים .סוגרים את .Q א( מתי הוראת הוולטמטר גדולה יותר ? לפני סגירת המפסק או אחרי? הסבר5) . נק' ( V ב( .Iסוגרים גם את .Mמה יקרה לעוצמת האור של הנורה ? Ryנמק 4) .נק' ( .IIמה יקרה להוראת הוולטמטר? הסבר 4 ) .נק'( ε, r ג( .Iסוגרים גם את . Nהאם כעת נורה Ryתאיר באור חזק יותר? נמק 4) .נק' ( .IIמה יקרה להוראת הוולטמטר? הסבר 4) .נק' ( ד( נתון כי הוראת האמפרמטר ) A1כשכל המפסקים סגורים( Q R N R A2 RX היא .1.5 Aהוראת הוולטמטר – 22Vהוראת האמפרמטר A2היא .0.5A A1 .Rx= 10Ω מצא התנגדות הנגדים 6) .Rנק'( ה( מצא התנגדות הנורה 6 1/3 ) .Ryנק'( RY RX M שאלה 15 המעגל החשמלי המתואר בתרשים כולל :מקור מתח ) ,(ε, rנגד ,R0=10Ωריאוסטט ,Rמכשירי מדידה אידיאליים ושני מפסקים; .S2 ,S1 ε, r התנגדות תילי החיבור זניחה. S1 R0 A1 P V A2 S2 K N R M א .כאשר שני המפסקים פתוחים ,מראה הוולטמטר .10Vכאשר המפסק S1סגור, והמפסק S2פתוח ,מראה הוולטמטר .8 V מצא את הכא"מ εשל מקור המתח ואת ההתנגדות הפנימית שלו 6) .r ,נקודות(. ב .כאשר המפסק S1פתוח ,המפסק S2סגור ,והגררה Kנמצאת בקצה Nשל הריאוסטט ,המתח הנמדד על ידי הוולטמטר קטן פי 1.5מהכא"מ εשל מקור המתח .מהי ההתנגדות Rשל הריאוסטט? ) 6נקודות(. ג .כאשר המפסק S2סגור ,והמפסק S1פתוח )כמו בסעיף ב'( :באיזו נקודה יש להציב את גררת הריאוסטט ,Kעל מנת שהזרם דרך המקור יהיה מקסימלי? מהו המתח שמראה הוולטמטר במצב זה? ) 6נקודות(. ד .עתה סוגרים את שני המפסקים S1ו S2-מהי הוריית כל אחד מהאמפרמטרים ושל הוולטמטר כאשר גררת הריאוסטט Kמוצבת בנקודה 4) ?Mנקודות(. שאלה 16 תלמיד חיבר את המעגל המתואר בתרשים .באמצעות הנגד המשתנה Rשינה התלמיד את הזרם במעגל ומדד את המתחים על הרכיבים השונים .התלמיד אסף את מדידותיו ושרטט גרפים המתארים את המתח V1על המקור ואת המתח V3על הנגד המשתנה ,כפונקציה של עוצמת הזרם .כל מכשירי המדידה ניתנים להיחשב כאידיאליים. ε, r )V(V R א .כתוב ביטוי המתאר את המתח V1על המקור כפונקציה של הזרם )בטא בעזרת R0, r, Iו 6) (ε -נק'( ב .כתוב ביטוי המתאר את המתח V3על הנגד המשתנה כפונקציה של הזרם )בטא בעזרת R0, r, Iו 8) .(ε -נק'( ג. היעזר בגרפים ומצא מהם ,r , εו . R0 -הסבר את שיקוליך 8) .נק'( ד .העתק את התרשים למחברתך וצייר על אותה מערכת צירים גרף המתאר את V2כפונקציה של הזרם .הסבר את שיקוליך 7) .נק'(. ה .הסבר מה צריך התלמיד לעשות כדי למדוד בניסוי את הנקודה )(0,12 בגרף V1ואת הנקודה ) (2,0בגרף 4 1/3) .V3נקודות( שאלה 17 במעגל המתואר בתרשים ,סוללה אידיאלית וארבעה נגדים זהים .התנגדות כל אחד מן הנגדים מסומנת באות Rאך אינה נתונה .הנקודה Dמהווה קצה של מתג היכול להתחבר לארבע נקודות שונות המסומנות בספרות מ 1-עד .4 בין הנקודות kו – lמחובר מד מתח אידיאלי. V l k R R 4 R 1 D 23 R כאשר המתג Dמחובר לנקודה מס' ,2מורה מד המתח . V1 = 6V א .מצא את כא"מ הסוללה. ב (1 .מה יורה מד המתח כאשר נחבר את המתג Dלנקודה ?3 (2מה יורה מד המתח כאשר נחבר את המתג Dלנקודה ?1 ג .כאשר המתג Dמחובר לנקודה 4מורה מד המתח . V ′מחברים בין הנקודות l ו – kנגד נוסף במקביל לנגד הקיים .התנגדות הנגד החדש אינה ידועה. האם המתח עליו יורה הוולטמטר עתה ,יגדל או יקטן? הסבר ללא חישוב! ד .מחליפים את הסוללה בסוללה חדשה בעלת כא"מ והתנגדות פנימית שאינם ידועים. כאשר המתג Dמחובר לנקודה מס' 2מורה מד המתח . 8V כאשר המתג Dמחובר לנקודה מס' 1מורה מד המתח . 6V R (1הראה כי התנגדותה הפנימית של הסוללה היא 2 (2חשב את כא"מ הסוללה החדשה. . שאלה 18 מעגל חשמלי מורכב ממקור כא''מ ,ארבעה נגדים ,שלושה מדי מתח ומפסק אחד )ראה תרשים( .הנח כי מדי המתח הינם אידיאליים .נתון,כי .R2=6Ω M R1 R3 ε,r V3 V R4 R2 V2 V V1 V כאשר המפסק פתוח )המצב הנראה בתרשים( ,מורים שני מדי המתח השמאליים: .V1=55V, V2=30v א .הסבר את משמעות ההנחה כי מדי המתח הם אידיאליים 4) .נק'( ב .חשב את התנגדות הנגד 8) .R1נק'( ג .מה מורה מד המתח V3כאשר המפסק פתוח? נמק 51/3) .נק'( כאשר המפסק סגור מורים שלושת מדי המתחV1=54V, V2=24V, V3=12V : . ד .חשב את ההתנגדויות R3ו 8).R4 -נק'( ה .חשב את ,εכא''מ המקור ואת ,rהתנגדותו הפנימית 8) .נק'( שאלה 19 תלמיד רצה לחקור נתוניה של סוללה שקיבל .לצורך כך השתמש במעגל הבא: במהלך הניסוי שינה התלמיד בכל פעם את ההתנגדות של הריאוסטט ומדד את הזרם במעגל .הנח שהתלמיד השתמש במד זרם אידיאלי. התלמיד בנה טבלה של ערכי ההתנגדות של הנגד המשתנה ,Rוהערכים ההפכיים 1 I לזרם ) ( .לאחר המדידה העלה התלמיד את נתוניו על הגרף הבא: 1 א .מצא את הקשר בין I לבין ההתנגדות של הנגד המשתנה 8 ) Rנק'( ב .מצא מתוך הגרף הנתון ומהקשר שמצאת בסעיף א' את הכא"מ של הסוללה בה השתמש התלמיד 6 ) .נק'( ג .מצא מתוך הגרף הנתון ומהקשר שמצאת בסעיף א' את ההתנגדות הפנימית של הסוללה בה השתמש התלמיד 6 ) .נק'( ד .מהי המשמעות הפיסיקלית של נקודת החיתוך של הגרף עם ציר 8 ) . Rנק'( ה .התלמיד חיבר נגד נוסף בטור למעגל .התנגדותו של הנגד הנוסף לא ידועה .לאחר שחזר על הניסוי קיבל התלמיד את הגרף החדש הבא ) הגרף העליון הוא הגרף של המדידה החדשה והגרף התחתון הוא הגרף של המדידה המקורית ( : מצא מתוך הגרף את ערכו של הנגד הנוסף 5 ) .נק'( שאלה 20 שני מטענים נקודתיים שווים qמסודרים לפי התרשים ):(a א.שרטט את וקטור השדה בנקודות 6 ) .R,S,Tנק'( ב.מוסיפים מטען נוסף שגודלו 2qכמו בתרשים ).(b האם לאחר ההוספה עוצמת השדה בנקודה Rתגדל ,תקטן או לא תשתנה? נמק אתתשובתך מבלי לחשב 4) .נק'( שרטט )בערך( את וקטור השדה החדש בנקודה . Sהראה את הדרך 4 ) .נק' (ג .מחליפים את המטען הנקודתי 2qבכדור טעון במטען ) .2qראה תרשים ( cהאם עוצמת השדה בנקודה Rתגדל ,תקטן או לא תשתנה )יחסית לסעיף ב'( .נמק את תשובתך מבלי לחשב 4) .נק'( שאלה 21 בין שני לוחות קבל שהמרחק ביניהם d=20 cmתלוי בקצה חוט מבודד כדור מוליך קטן ,שמסתו m=10-5 kgומטענו .q=10-6 Cהכנסת הכדור בין לוחות הקבל גורמת לחוט לסטות בזוית . α=4oבהנחה שהמרחק בין הלוחות dקטן מאד יחסית למימדיהם: d א .סמן את כיוון השדה החשמלי הפועל בין הלוחות ואת סוג המטען על כל לוח.הסבר תשובתך 5) .נק'( ב .סמן את כל הכוחות הפועלים על הכדור לאחר הסטייה 6) .נק'( ג .מהו הכוח החשמלי הפועל על הכדור והשדה החשמלי בין הלוחות? ) 12נק'( ד .מהו המתח בין לוחות הקבל. ה .מה תהיה זווית הסטייה αכאשר מרחיקים הלוחות למרחק 2dזה מזה? ) 5נק'( שאלה 22 שני כדורים קטנים זהים )בעלי מסה mכל אחד( נטענו במטענים שונים .הכדור האחד ) (Aקשור לחוט מבודד אנכי ואינו חופשי לנוע ומטענו .qהכדור השני )(B קשור לקצה חוט חופשי שאורכו ,lוקצהו השני קשור לנקודה קבועה על החוט האנכי )ראה תרשים א( .מטענו של הכדור השני הוא ’ .qבמצב שווי משקל החוט סוטה מן האנך בזווית , θושני הכדורים נמצאים בגובה זהה. תרשים א' א. ב. ג. ד. ה. תאר את תרשים הכוחות עבור כדור .Bהסבר מהו כל כוח ומי מפעיל אותו 6 ) .נק'( מה אפשר לומר על סימני המטענים של שני הכדורים? ) 3נקודות( בטא את מתיחות החוט באמצעות q’, q , g , mו 6) θ -נקודות(. האם תשתנה זווית הסטייה בשווי משקל אם נחליף בין הכדורים את מטעניהם? הסבר 4) .נקודות( האם תשתנה זווית הסטייה בשווי משקל אם נניח בין הכדורים לוח של חומר מבודד? הסבר 4) .נקודות( מנמיכים את כדור Aכך שהוא קשור עתה במרחק lמן הנקודה שאליה קשור כדור B )ראה תרשים ב(. תרשים ב' ו .תאר את תרשים הכוחות עבור כדור Bבמצב זה .הסבר מהו כל כוח ומי מפעיל אותו 6 1/3) .נקודות( ז .אם פורקים את כל המטען של כדור – Bמה קורה לכדורים לאחר מכן ? תאר והסבר 4) .נקודות( שאלה 23 בקודקודיו של המעוין ABCDנמצאים המטענים: ,qA=qC=20μC A B .qB= -20μC O D C צלעות המעוין הן 40cmוהזויות החדות הן .60º א( מהו הכוח השקול הפועל על המטען החשמלי הנמצא בנקודה Aומהו הכוח השקול הפועל על המטען החשמלי הנמצא בנקודה 12 ) ?Bנק'( ב( מהו השדה החשמלי בנקודה ) ?Oנקודת מפגש האלכסונים( 6 ) .נק' ( ג( חשב את הפוטנציאל החשמלי בנקודות Oו 10 ) .D -נק' ( ד( ממקמים בנקודה Oמטען .Q=5μCמצא את העבודה המתבצעת בהעברת המטען Qמנקודה Oלנקודה .Dהאם השדה החשמלי גורם למעבר זה או כוח חיצוני? נמק 5 1/3) .נק' ( שאלה 24 שני כדורים קטנים הטעונים במטען שלילי ) Q -כל אחד( מוחזקים במקומם על ציר ה y-בנקודות ) ( 0 , dו -( 0, -d) -ראה תרשים .חלקיק שלישי שמטענו +qנמצא על ציר ה . x-נתונים . Q ,q ,d ,k א( מהו השדה החשמלי הפועל על המטען y ) +qגודל וכיוון( ,כאשר הוא נמצא במרחק Xמהראשית ) -Xנתון(? -Q ב( מהי העבודה החיצונית הדרושה על מנת להעביר את המטען +qמ x=0-ל?x=4d - האם יש לבצע עבודה המקרה זה או שהשדה עצמו מבצע עבודה? d +q X X -Q -d שאלה 25 נתונים שני כדורים מוליכים Aו , B -בעלי רדיוסים RAו , RB -המצוידים בידיות מבודדות ,ולוח עשוי חומר מבודד .טוענים את הלוח במטען B חיובי .הכדורים אינם טעונים. א .לשני הכדורים רדיוסים שווים .RB =RA A + + ) (1מצמידים את הכדורים כפי שמתואר בתרשים א' ,ולאחר + תרשים א מכן מרחיקים אותם זה מזה .האם לאחר ההרחקה הכדורים יהיו טעונים ? אם לא -הסבר; B אם כן -ציין מהו סימן מטענו של כל כדור ומהו היחס qA/qBבין A מטעני הכדורים? הסבר 7 ) .נק'( ) (2מצמידים את הכדורים כמתואר בתרשים ב' ולאחר מכן + + + מרחיקים אותם זה מזה .האם מצבם של שני הכדורים לאחר ההרחקה יהיה עתה זהה לזה שהתקבל במקרה הקודם )סעיף ב תרשים ב ) ?((1אם כן ,הסבר .אם לא ,ציין מהו סימן מטענו של כל כדור ומהו B היחס qA/qBבין מטעני הכדורים והסבר? A ב .לשני הכדורים רדיוסים שונים 2RB =RA ,ובהתחלה הם צמודים כמתואר בתרשים ג' .בהמשך מרחיקים את הכדורים למרחק גדול מאד זה מזה ומהלוח הטעון .כתוצאה מכך, ) (1מהו סימן מטענו של כל כדור ומהו היחס qA/qBבין מטעני הכדורים? נמק 7) .נק'( ) (2מהו היחס VA/VBבין הפוטנציאלים של שני הכדורים ? נמק 7 ) .נק'( + + תרשים ג + שאלה 26 בשלושה מקדקודיו של מעוין ABCDמוקמו מטענים B נקודתיים .ב A -מטען של ,4 μcבB -מטען של 20 μc וב C-מטען של . 4 μcאורך אלכסוני המעוין AC=30 , cmו) BD=40cm -ראה תרשים(. א .חשב את עוצמת השדה במרכז המעוין M A C M )גודל וכיוון(6) .נק'( ב .חשב את הכוח החשמלי שיפעל על מטען נקודתי שלילי של -10 μcאם יונח במרכז המעוין )גודל וכיוון(6) .נק'( D משנים את סימנו של המטען החיובי בן 4 μcהנמצא בנקודה Cלמטען זהה שלילי: ג .הגדר מהו פוטנציאל וחשב את גודלו בנקודות Mו 8) . D-נק'( ד .חשב את העבודה הדרושה כדי להעביר את המטען הנקודתי -10 μc מקדקוד Dלמרכז המעוין )נקודה 5) .( Mנק'( ה .האם ניתן להציב בקודקוד Dמטען כך שעוצמת השדה במרכז המעוין תשווה לאפס ? אם כן חשב את המטען ,אם לא נמק 4) .נק'( ו .האם ניתן להציב בקודקוד Dמטען כך שהפוטנציאל במרכז המעוין ישווה לאפס ? אם כן ,חשב את המטען ,אם לא ,נמק 4.33) .נק'( שאלה 27 שני כדורי מתכת זעירים טעונים במטען חשמלי Qמונחים במערכת צירים .xy המרחקים בין השנתות על מערכת הצירים הם ביחידות של .r0המטען Q1מונח בראשית הצירים ו Q2מונח בנקודה ששיעוריה הם ) (4r0, 3r0כמתואר באיור. נתון ש Q1חיובי ו Q2שלילי .וכן |. |Q1|=|Q2 y Q2 Q1 x A ro בטא באמצעות k, r0, Qאת הגדלים הבאים: א 1-רכיבי השדה החשמלי בנקודה 8) . Aנקודות( א 2-כיוונו של השדה החשמלי השקול .צרף לפתרונך שרטוט מתאים 4) .נקודות( א 3-הפוטנציאל החשמלי בנקודה זו 4) .נקודות( ב 1-העתק את השרטוט למחברתך -בחר כקנה מידה 2משבצות עבור . r0הוסף 7 קווי שדה שמקורם ב Q1ומייצגים את השדה החשמלי ,באופן איכותי ,בכל האזור המתוחם על ידי המלבן הגדול באיור. ב 2-הגדר את המושג "משטח שווה פוטנציאל" 3) .נקודות( ב 3 -הוסף לשרטוט ששרטטת ,קו מקווקו שמתחיל בנקודה ) (2r0, 1r0ומייצג קו שווה פוטנציאל באזור של השדה החשמלי .הסבר כיצד שרטטת את הקו. במקרה אחר נתון: , Q1=2µC , Q2= -2µC r0= 1m ג חשב את תאוצתו של אלקטרון שחולף בנקודה ) Aגודל וכיוון( . נקודות( ) 6 1/3 שאלה 28 שני מטענים Qa = 2 µCו Qb = -3 µC -נמצאים על ציר ה x-במרחק 19 cmאחד מהשני. א .מהי עוצמת השדה החשמלי בנקודה ?( d = 14 cm) P ב .מה גודלו וכיוונו של הכוח שפועל על ? Qb ג .בניסוי אחר שני המטענים קשורים לקצותיו של קפיץ .אורכו של הקפיץ במצב רפוי ,s0 = 19 cmאורכו של הקפיץ במצב שיווי משקל כאשר המטענים קשורים אליו .s1 = 10 cmמהו קבוע הקפיץ? שאלה 29 גוף נקודתי Aהטעון במטען חיובי מוחזק במקום קבוע .מקרבים אל הגוף Aמוליך ניטרלי Bהנמצא תחילה במרחק רב יותר מגוף ) .Aראה תרשים א'( B A B תרשים א'. א .סמן בתרשים א' את התפלגות המטענים על הגוף Bכשהוא נמצא בקרבת הגוף .A ב .האם גוף Aמפעיל כוח חשמלי על המוליך הניטרלי Bבמצב המתואר בתרשים א'? אם לא -נמק ,אם כן -ציין את כיוון הכוח ונמק 6) .נק'( ג .האם מתבצעת עבודה על -ידי כוח חיצוני בתהליך הבאתו של הגוף הניטרלי Bאל הגוף Aאו העבודה מתבצעת על -ידי הכוח החשמלי? נמק 8) .נק'( ד .כשגוף Bנמצא במצב המתואר בתרשים א' מאריקים אותו )ראה תרשים ב'(. סמן בתרשים ב' את התפלגות המטענים על הגוף Bבמצב החדש .האם יש הבדל בין התפלגות המטענים במצב המתואר בתרשים ב' לבין התפלגותם במצב המתואר בתרשים א'? הסבר 5) .נק'( B A תרשים ב'. ה .האם הכוח המוזכר בסעיף ב' גדל או קטן בעקבות הארקת המוליך ?Bנמק. ) 5נק'( ו .האם העבודה שהוזכרה בסעיף ג' גדלה ,קטנה או לא משתנה ,אם הגוף B מוארק במשך כל תהליך קירובו אל הגוף ?Aנמק 41/3) .נק'( שאלה 30 שני לוחות מתכת גדולים אופקיים ומקבילים מותקנים כך שהמרחק ביניהם ,6cmמחברים את הלוחות למקור מתח וטוענים אותם במטענים שווים בגודלם ומנוגדים בסימנם כך ,שהפרש הפוטנציאלים בין הלוחות הוא 1200וולט .הלוח העליון נטען במטען שלילי .לאחר מכן מנתקים את הלוחות ממקור המתח. הניחו ,שבין הלוחות נוצר שדה חשמלי אחיד. א .הוסיף בתרשים באזור שבין הלוחות 3קווי שדה חשמלי ו 3 -משטחים שווי פוטנציאל .הסבר. ק' ב .משחררים כדור קטן שמסתו 0.1gומטענו 2x10-7 Cבאמצע המרווח בין הלוחות .מתברר ,שהכדור הקטן מתחיל להאיץ כלפי מעלה .הסבר מדוע זה קורה. ג .חשב תוך כמה זמן יגיע הכדור הקטן ללוח העליון. ד .משנים את המרחק בין הלוחות לפני הטעינה באותו הפרש הפוטנציאלים ומתברר ,שעכשיו הכדור נשאר במנוחה בנקודה בה שוחרר .האם המרחק החדש בין הלוחות גדול או קטן יותר מאשר בטעינה הקודמת? נמק. שאלה 31 שני לוחות בעלי שטח Aכל אחד טעונים במטען +qו , -q -נמצאים במרחק dזה מזה.הנח שמימדי הלוחות גדולים מאוד יחסית למרחק שביניהם .בסעיפים הבאים הזנח את כוח הכובד .נתון, q= 10-8 C , A= 0.16 m2 : d = 1 cm ε0=8.85*10-12 F/m, -q +q -e N 3 2 d d P 1 א .חשב את צפיפות המטען האחידה של כל לוח 4) .נק'( ב .חשב את השדה החשמלי )גודל וכיוון( באזורים 2,1 :ו 6) . 3-נק'( ג .אלקטרון שמסתו m=9.11·10-31 kgומטענו e = -1.6·10-19 Cמשוחרר ממנוחה בנקודה . Pמהי צורת מסלולו ומהו סוג התנועה באזור ? 2הסבר )6 נק'( ד .תוך כמה זמן יגיע האלקטרון ללוח הימני? ובאיזו מהירות? ) 10נק'( הלוח הימני מחורר על ידי מספר נקבים שהאלקטרון יכול לעבור דרכם. ה .מהי צורת מסלולו ומהו סוג התנועה באזור ?3הסבר ) 4נק'( ו .האם האלקטרון יגיע לנקודה Nהנמצאת מול נקודה ?Pאם לא,הסבר מדוע לא ואם כן ,תוך כמה זמן? ) 3נק'( שאלה 32 אלקטרון שמהירותו v=6·105 m/sנכנם למרחב שבין שני לוחות מתכת מקבילים .אורך הלוחות l=15mmומרחק ביניהם .d=5mmהלוחות מחוברים להפרש פוטנציאלים .Vברגע הכניסה חולף האלקטרון סמוך לקצהו של הלוח A ) ראה תרשים(. A d א( מה צריך להיות כיוונו של השדה החשמלי בין הלוחות על מנת שהאלקטרון יסטה ממסלולו לכיוון הלוח ?Bנמק 3) .נק'( B l ב( מהי צורת המסלול של האלקטרון בשדה? נמק .מצא את משוואת המסלול באמצעות הנתונים שקיבלת והמתח Vכפרמטר .לכתיבת המשוואה תתייחס למערכת צירים מתאימה )הנח כי כוח הכובד הפועל על האלקטרון זניח בהשוואה לכוח החשמלי( 11 ) .נק' ( ג( מהו המתח המקסימלי Vmaxבין הלוחות ,כך שהאלקטרון יוצא מהשדה מבלי לפגוע בלוח התחתון? ) 9נק' ( ד( האם תשובותיך לסעיפים הקודמים היו משתנים ,אילו למרחב שבין שני הלוחות היה נכנס פרוטון באותה המהירות? נמק את התשובות מבלי לחשב מחדש את המתח 10 1/3.נק' ( שאלה 33 חלקיקים בעלי מטען +qומסה mנפלטים ממקור Sבמהירויות שונות .החלקיקים נכנסים אל בין לוחות קבל שבו פועלים שדה חשמלי אחיד Eושדה מגנטי אחיד , B כמתואר בתרשים ,ונעים בתוכו בקו ישר ללא הסחה .השדה המגנטי שורר גם מחוץ לקבל. Ux V E d S במרחק dמנקודת היציאה של החלקיקים מהקבל נמצא נקב קטן דרכו נכנסים החלקיקים אל תוך קבל שני בו לא פועל שדה מגנטי .על הקבל השני מופעל מתח עצירה .Vניתן להזניח את כוח הכובד הפועל על החלקיקים. נתוניםm ,q ,E ,B : א( באיזו מהירות Uנעים החלקיקים היוצאים מהקבל הראשון? ) 11נק' ( ב( מהו המרחק 11 ) ?dנק' ( ג( מה צריך להיות ערכו המינימלי של המתח Vהמופעל על הקבל השני ,כדי שהחלקיקים הנכנסים לתוכו יעצרו לחלוטין בדיוק בפגיעתם בלוח התחתון? ) 1/3 11נק' ( שאלה 34 עורכים ניסוי על מנת לחקור את אופיו הווקטורי של השדה המגנטי .לשם כך משתמשים בסילונית מקור מתח ,נגד ,אמפרמטרים מצפן וכריכה מעגלית .התלמיד חיבר בטור אל הכריכה אמפרמטר ,נגד וסוללה ,.גודל הנגד הוא ,10 Ωאורך רדיוס הכריכה 1mm וגודל הכא"מ הוא .100Vהנח כי מישור הכריכה הוא אופקי וההתנגדות הפנימית של הסוללה היא אפס. כריכה אופקית R A א .סמן את כיוון השדה המגנטי הנוצר על ידי הכריכה וחשב את גודלו).נמק תשובתך( התלמיד בנה מעגל טורי נוסף המורכב מנגד וסוללה הזהים למעגל הקודם המחוברים לסילונית .התלמיד שרטט חתך רוחב של הסילונית. O O O O O O O O O O O O O O בתיילים העליונים הזרם יוצא מהדף ובתיילים התחתונים הזרם נכנס אל הדף. ב .סמן את כיוון השדה המגנטי הנוצר במרכזה של הסילונית) .נמק תשובתך( התלמיד הכניס את הכריכה האופקית למרכזה של הסילונית כך שמישור הכריכה התלכד עם הציר המרכזי של הסילונית.התלמיד מדד זווית הסחה של α =300בין המחט המגנטית של המצפן לבין הציר האנכי של הסילונית ) התעלם מהשדה המגנטי של כדור הארץ(. ג .שרטט את כיווני השדות המגנטיים הפועלים על מחט המצפן הנמצאת במרכז הסילונית ובמרכז הכריכה במצב בו עובר זרם חשמלי בשני המעגלים וסמן בתרשים את זווית ההסחה α ד .פתח ביטוי ל tan( α) -כפונקציה של צפיפות הליפופים בסילונית ה .חשב את צפיפות הליפופים )מספר ליפופים ליחדת אורך( שאלה 35 בניסוי עם מאזני זרם איזן תלמיד את המאזניים והכניסם לתוך סליל בעל צפיפות ליפופים של 40ליפופים ל .cm -את הסליל חיבר למקור מתח ,כך שזרם בו זרם של ) 2Aראה תרשים .(1בתרשים 2נראים מאזני הזרם במבט על. כשחיבר התלמיד את המאזניים למקור מתח דרך המגעים aו b -שבמאזניים ,הופר שווי המשקל .התלמיד איזן מחדש את המאזניים בעזרת סיכות שהונחו על הכף הנגדית .הוא חזר על הניסוי מספר פעמים ,כשבכל פעם המתח שונה ,וערך טבלה של מספר הסיכות ,N ,כתלות במתח.Vab , b זרם I = 2A a תרשים .1 b d L a תרשים .2 5 4 3 2 1 N )3.30 2.40 2.00 1.30 0.67 Vab(V ,R = 1Ωרוחב התיל במאזנייםd = - נתונים בנוסף :התנגדות מאזני הזרם- ,3cmאורך התיל במאזניים ,L = 10cm -מסת סיכה.m = 0.02gr - א. ב. ג. ד. הסבר מדוע מופר האיזון עם הזרמת זרם במאזניים. איזה מהמגעים שבמאזניים aאו bחובר להדק החיובי של מקור המתח? הסבר. שרטט גרף של Nכפונקציה של המתח .Vab מצא מתוך הגרף את ערכו של .μ0הסבר.