docיואל גבע
download 
Report Transcription
יואל גבע
פתרון בחינת הבגרות בפיזיקה -חשמל קיץ תשע"ו ,2016 ,שאלונים655 ,36002 : מוגש ע"י צוות המורים של "יואל גבע" הערות: .1התשובות המוצגות כאן הן בגדר הצעה לפתרון השאלון. .2תיתכנה תשובות נוספות ,שאינן מוזכרות כאן ,לחלק מהשאלות. הנבחנים נדרשו לענות על שלוש מהשאלות 5 – 1 שאלה מספר :1 סעיף א' קו אשר לכיוונו פועל הכוח החשמלי על מטען חיובי וכוח בכיוון ההפוך לכיוון הקו על מטען שלילי. סעיף ב' הכוח הפועל על המטענים לכיוון קו השדה ,לכן המטענים חיוביים. סעיף ג' חלקיק חיובי נע מפוטנציאל גבוה לפוטנציאל נמוך ,לכן הפוטנציאל הגבוה הוא בנקודה .P סעיף ד' Vs − V p ∆v =E − = − ∆x ∆x F = E ⋅ q = 5 ⋅10−13 ⋅ 5 ⋅104 = 2.5 ⋅10−7 N סעיף ה' ∆U = q ⋅ ∆v = 2.5 ⋅10−8 J שאלה מספר :2 סעיף א' =I I 2 + I3 1 ) (1לפי חוק שימור המטען: V2 R3 =I I2 + 1 I 2 ⋅ R2 R3 =I I2 + 1 R3 + R2 R3 ) (2נחשב לפי מפלי המתח: =I ⋅ I2 1 ε =I1r + I1 R1 + I 2 R2 ε = I1 (r + R1 ) + I 2 R2 R3 + R2 ⋅ (r + R1 ) + I 2 R2 R3 R3 + R2 ] ⋅ (r + R1 ) + R2 R3 ⋅ ε = I2 [⋅ ε = I2 סעיף ב' הצבת הנתונים בתוצאות שקיבלנו בסעיף הקודם: R + R3 = I1 I2 ⋅ 2 3A = R3 R2 + R3 ⋅ (r + R1 ) + R2 ] = 10v R3 3 = 8.5v 2 [⋅ ε = I2 V = ε − I1r =10 − סעיף ג' VAB =V2 = I 2 R2 =1 ⋅ 4 = 4v ההתנגדות בין שני הדקי המפסק אפס ,לכן: VBC = 0 סעיף ד' מכיוון שלא זורם זרם דרך נגד R3כשהמפסק פתוח ,אז מפל המתח עליו שווה לאפס . VAB = 0 ε ε 2 = = 1 A 3 R r + R1 + R2 I = 2 ε − I (r + R1 ) =6 v = VBC 3 סעיף ה' כאשר המפסק פתוח ההתנגדות הכוללת גדולה יותר ומכאן שהזרם במעגל קטן יותר. לכן מפל המתח הפנימי הנופל בסוללה קטן יותר ומכאן נצילות המעגל במצב זה גדולה יותר. v ε =η שאלה מספר :3 סעיף א' סעיף ב' ) (1לפי חוק אוהם נמצא את התנגדות הנורה עפ"י שיפוע הגרף: ∆V 1 = = 7.14Ω ∆I 0.14 ∆V 2 = )= 25Ω (2 ∆I 0.08 = R =R סעיף ג' )P =V ⋅ I =1 ⋅ 0.14 = 0.14 w (1 )P = V ⋅ I = 5 ⋅ 0.33 = 1.65w (2 סעיף ד' כמות האנרגיה המתבזבזת בשניה אחת שווה בערכה להספק המתבזבז בשניה. 0.14 − 0.132 )= 0.0571 → 5.71% (1 0.14 1.65 − 1.52 )= 0.0788 → 7.88% (2 1.65 = η = η סעיף ה' בעבור אותה עוצמת אור ,ההספק של גרף 3הוא הגבוה ביותר ,ולכן הנצילות הנמוכה יותר ומתאימה לנורת להט. שאלה מספר :4 סעיף א' Kחיובי :לפי תנועת המחט ,השדה המגנטי שיוצר הזרם הוא כלפי מעלה ,ולפי כלל יד ימין הזרם יוצא ל K -ולכן Kהוא ההדק החיובי. סעיף ב' השדה המגנטי שבכריכות גדל ,מכאן שהזרם במעגל גדל ולכן כיוון הגררה יהיה לכיוון . C סעיף ג' IN 4.02 ⋅10−5 T = µ0 2R B = סעיף ד' 1 1 ] [ I A N סעיף ה' µ0 1 = ⋅N I 2 R ⋅ BE מהקשר הנ"ל ,שיפוע הגרף שווה ל- µ0 2 R ⋅ BE ומכאן גודל הרכיב האנכי של השדה המגנטי של כדור הארץ הינו . 3.7 ⋅10−5 T שאלה מספר :5 סעיף א' כן ,במהלך התנועה של המוט באזור בו שורר שדה מגנטי ,מתפתח כא"מ על קצותיו ולכן זורם זרם דרך הנגד. ε= BlV= 0.04 ⋅ 0.5 ⋅ 2= 0.04v ε 0.04 = 0.01A = 10mA 4 = R = I סעיף ב' מהירותו של המוט נשארת קבועה )והתנגדות המוט והמוליכים זניחה( ,לכן עבודת הכוח F1שווה לכמות החום המתפתחת בנגד. סעיף ג' לפי כלל יד ימין ,כיוון תנועת המטענים החיוביים על המוט מ M -ל , N -ולכן הזרם על הנגד Rזורם מ S1 -ל. P1 - סעיף ד' נמצא תחילה ביטוי למהירות המוט: v =v0 + at =2 + 5t ומכאן ביטוי לכא"מ על קצות המוט: 1 2 ε = BlV = 0.04 ⋅ (2 + 5t ) = 0.04 + 0.1t ε = 0.01 + 0.025t R I = סעיף ה' כאן ,מכיוון שלמוט נוספה אנרגיה קינטית )מהירות( ,עבודת הכוח F2גדולה מכמות החום המתפתחת על הנגד.
