docקיץ תשע;quot&א – אלקטרומגנטיות - מבחן מתכונת מספר 6 יש לענות על 3
download 
Report Transcription
קיץ תשע;quot&א – אלקטרומגנטיות - מבחן מתכונת מספר 6 יש לענות על 3
קיץ תשע"א – אלקטרומגנטיות -מבחן מתכונת מספר 6 יש לענות על 3מבין 5השאלות שאלה 1 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( . ) 6 1/3 נקודות( למדעים מורי -תיכון שלמוסט חיים לודבכיתותיהם .אין לעשות שימוש כלשהו ולהוראה הפיזיקה קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי; פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה); העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו. שאלה 2 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? למדעים מורי -תיכון שלמוסט חיים לודבכיתותיהם .אין לעשות שימוש כלשהו ולהוראה הפיזיקה קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי; פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה); העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו. שאלה 3 למדעים מורי -תיכון שלמוסט חיים לודבכיתותיהם .אין לעשות שימוש כלשהו ולהוראה הפיזיקה קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי; פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה); העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו. ε, r שאלה 4 המעגל החשמלי שבציור מורכב ממקור מתח לא אידאלי ,נגד משתנה ,מד זרם אידאלי ומד מתח אידאלי. א .הסבר מהו "מד זרם אידאלי" ו"-מד מתח אידאלי". בגרף המצורף מתואר המתח על הנגד המשתנה כתלות בהתנגדות הנגד .ענה על השאלות הבאות בהסתמך על הנתונים בגרף: ב .כתוב את הפונקציה אותה מתאר הגרף ג .מהו הכא"מ של הסוללה? ד .מהי התנגדותה הפנימית של הסוללה? ה .הסבר איך ימשיך הגרף אם התנגדות הנגד תעלה לערכים גדולים מאד? )"אינסוף"( ו .מה גודלו של הזרם בנקודה בה הגרף בראשית הצירים ) ?(V=0 R=0 ז .שרטט גרף איכותי )ללא ערכים( של הזרם כתלות בהתנגדות הנגד המשתנה .Rx למדעים מורי -תיכון שלמוסט חיים לודבכיתותיהם .אין לעשות שימוש כלשהו ולהוראה הפיזיקה קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי; פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה); העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו. A Rx V שאלה 5 למדעים מורי -תיכון שלמוסט חיים לודבכיתותיהם .אין לעשות שימוש כלשהו ולהוראה הפיזיקה קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי; פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה); העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו. שאלה 1 מחוון תשובות למתכונת מספר 6 א .בנקודה A kQ Ey = 2 9r0 kQ 16r02 α =60.60 E y 16 = Ex 9 α = tan = Ex kQ kQ kQ =V − + = − 3r0 4r0 12r0 ב .משטח שווה פוטנציאל הוא משטח שעל פניו הפוטנציאל קבוע ,כלומר מטען חשמלי שנע על פניו – הוא בעל אנרגיה קבועה .משטח שווה פוטנציאל מאונך לקווי השדה. qE =a = גודל התאוצה ≈ 4 ⋅1014 m 2 ג .גודל השדה בנקודה A E 2.29 ⋅103 N s c m 0 כוון התאוצה מנוגד לכוון השדה בלומר בזווית α =60.6מתחת לציר xשמאלה. שאלה 2 א .בנקודה P k ⋅ Qa k ⋅ Qb + = =E 6.7 ⋅105 N 2 2 c d )(a + d ב .הכוח הפועל בין המטענים ג. k ⋅ Qa ⋅ Qb = k ⋅ ∆L s12 k ⋅ Qa ⋅ Qb = 1.5N a2 ומכאן m וכוונו שמאלה = F k = 60 N שאלה 3 ב .הזרם הגבוה נמדד כאשר המפסק היה סגור ולא עובר זרם דרך הנגדים. ג .מפסק סגור – V=57.6vמפסק פתוח – V=60v ד .פתרון מערכת משוואותε =72v : r = 4Ω ה .היה זרם קצר על האמפרמטר I=18A V=0 למדעים מורי -תיכון שלמוסט חיים לודבכיתותיהם .אין לעשות שימוש כלשהו ולהוראה הפיזיקה קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי; פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה); העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו. שאלה 4 א .מד אידאלי הוא מכשיר שאינו משפיע על תוצאות המדידה .מד זרם אידאלי הוא בעל התנגדות זניחה ביחס למעגל ,ומד מתח אידאלי הוא בעל התנגדות אינסופית ביחס למעגל. ב) .כולל ג( נבחר שתי נקודות על הגרף ונציב בנוסחא V = ε − I ⋅ r V למשלI = 2A V = 10v R = 5Ω : = וV = 6v R = 1Ω : R ε = 12v נציב ונפתור את מערכת המשוואות ונקבל r = 1Ω V = 6A R = I ג .כלול בסעיף הקודם ד .כאשר ההתנגדות תשאף לאינסוף ,הזרם ישאף לאפס ,ומתח ההדקים ישאף )אסימפטוטית( לכא"מ .12v ε I= = 12A r ה .בראשית הצירים מתקבל זרם קצר ו. שאלה 5 א .האלקטרונים הואצו במתח 5vלפני שנכנסו לשדה המגנטי .בתרגום לג'אול j ב .כוון השדה המגנטי לתוך הדף) .האלקטרונים שליליים!!( ג .תנועה מעגלית d = = R ד .רדיוס המסלול 0.283m sin 450 2E = מהירות האלקטרונים v = 1.325 ⋅106 m s m −19 E K = 8 ⋅10 450 mv עצמת השדה המגנטי = 2.67 ⋅10−5 T qR ה .הפרוטונים חיוביים וכבדים יותר ולכן השדה המגנטי היה מחוץ לדף ,המסלול היה מעגלי ,מהירות הפרוטונים היתה קטנה יותר ועוצמת השדה היתה גדולה יותר. = B למדעים מורי -תיכון שלמוסט חיים לודבכיתותיהם .אין לעשות שימוש כלשהו ולהוראה הפיזיקה קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי; פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד המורה); העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו.
