ΘΕΜΑ 1 ο : Α. Να σημειώσετε ποιες από τις ακόλουθες σχέσεις, που αναφέρονται

Transcript

1 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ 1 ο : Α. Να σημειώσετε ποιες από τις ακόλουθες σχέσεις, που αναφέρονται στο διπλανό κύκλωμα είναι σωστές, αν R 1 > R 2. i. Ι 1 = Ι 2 ii. V = V 1 + V 2 iii. I = I 1 + I 2 iv. V 1 > V 2 v. P ολ = P 1 + P 2 vi. P 1 > P 2. (ΜΟΝΑΔΕΣ: 5 ) Β. Να αντιστοιχήσετε τα φυσικά μεγέθη της στήλης Α, με τις μονάδες μέτρησής τους που αναγράφονται στην στήλη Β. ΣΤΗΛΗ Α ΣΤΗΛΗ Β Ηλεκτρική δύναμη i. 1. F Ένταση ηλεκτρικού πεδίου ii. 2. V Διαφορά δυναμικού iii. 3. V/m Χωρητικότητα πυκνωτή iv. 4. μc Φορτίο πυκνωτή v. 5. Ν 6. C Στήλη Α. i. ii. iii. iv. v. Στήλη Β. (ΜΟΝΑΔΕΣ: 5 ) Γ. Στις συνδεσμολογίες που φαίνονται στην στήλη Α, όλοι οι αντιστάτες έχουν την ίδια αντίσταση R. Να αντιστοιχίσετε τις συνδεσμολογίες αυτές με τις ισοδύναμες αντιστάσεις που αναγράφονται στην στήλη Β.

2 ΣΤΗΛΗ Α ΣΤΗΛΗ Β i. 1. R/3 ii. 2. 3R iii. 3. R iv. 4. 2R/3 5. 3R/2 Στήλη Α. i. ii. iii. iv. Στήλη Β. Δ. Να αντιστοιχίστε τα πεδία i, ii, iii, iv, και v με τα σχήματα α, β, γ, και δ. i. Πεδίο γύρω από ακίνητο θετικό σημειακό φορτίο. ii. Πεδίο γύρω από ακίνητο αρνητικό σημειακό φορτίο. iii. Πεδίο που παράγεται από δύο ακίνητα σημειακά φορτία + Q και - Q. iv. Πεδίο που παράγεται από δύο ακίνητα σημειακά φορτία + Q και + Q. (α) (β) (γ) (δ)

3 Ε. Να σημειώσετε ποιες από τις παρακάτω προτάσεις που αναφέρονται στους πυκνωτές είναι σωστές ( ) και ποιες είναι λανθασμένες ( ). 1. Ο πυκνωτής είναι μία διάταξη παραγωγής ηλεκτρικών φορτίων. 2. Η χωρητικότητα ενός πυκνωτή αυξάνεται όταν αυξάνεται το φορτίο του πυκνωτή. 3. Το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται ανάμεσα στους οπλισμούς ενός πυκνωτή δεν είναι ομογενές. 4. Όταν υποδιπλασιάζεται η τάση ενός πυκνωτή τότε το φορτίο του πυκνωτή διπλασιάζεται. 5. Κατά την εκφόρτιση ενός πυκνωτή η χωρητικότητά του μειώνεται. ΘΕΜΑ 2 ο : Α. i) Να αποδείξετε την σχέση Ρ = VΙ, η οποία δίνει την ισχύ που απορροφά τμήμα ενός R1R 2 ηλεκτρικού κυκλώματος και την σχέση R =, η οποία δίνει την ισοδύναμη R R αντίσταση δύο παράλληλα συνδεδεμένων αντιστατών. ii) Να σχεδιάσετε την χαρακτηριστική καμπύλη λειτουργίας μίας πραγματικής ηλεκτρικής πηγής με ΗΕΔ Ε και εσωτερική αντίσταση r και να αποδείξετε, με βάση την αρχή διατήρησης της ενέργειας, τον νόμο του Ohm σε κλειστό κύκλωμα. (ΜΟΝΑΔΕΣ: 6 ) Β. Οι δύο αγωγοί του σχήματος διαρρέονται από ρεύματα σταθερής έντασης. Αν στο σημείο Κ η ένταση του μαγνητικού πεδίου των δύο αγωγών μηδενίζεται: α) να σχεδιάσετε την φορά του ρεύματος Ι 1 που διαρρέει τον πρώτο αγωγό, β) να βρείτε τον λόγο των εντάσεων Ι 1 /Ι Γ. Τα φορτία που φαίνονται στο διπλανό σχήμα (ΜΟΝΑΔΕΣ: 6) έχουν το ίδιο μέτρο αλλά το Q 1 είναι θετικό και το Q 2 είναι αρνητικό. i) Να σχεδιάσετε το διάνυσμα της συνολικής έντασης του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργούν τα δύο φορτία στο σημείο Γ και να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

4 ii) Να βρείτε αν χρειάζεται να δαπανήσουμε ενέργεια για να τοποθετήσουμε ένα αρνητικό σημειακό φορτίο q στο σημείο Γ και να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (ΜΟΝΑΔΕΣ: 6) Δ. Ένα μικρό σώμα εκτελεί κατακόρυφη γραμμική αρμονική ταλάντωση, εξαρτημένο από το ελεύθερο κάτω άκρο ελατηρίου. Αν τετραπλασιάσουμε την ενέργεια της ταλάντωσης, να βρείτε πώς θα μεταβληθούν τα παρακάτω μεγέθη: i) πλάτος της ταλάντωσης, ii) συχνότητα της ταλάντωσης, iii) μέγιστη (κατά μέτρο) επιτάχυνση. (ΜΟΝΑΔΕΣ: 7 ) ΘΕΜΑ 3 ο : Επάνω σε οριζόντια μονωτική επιφάνεια συγκρατούνται ακίνητα υπό την επίδραση των δυνάμεων που φαίνονται στο σχήμα και σε απόσταση r = 6cm, δύο σώματα Α και Β με αμελητέες διαστάσεις, τα οποία φέρουν ηλεκτρικά φορτία Q 1 = 4μC και Q 2, αντίστοιχα. Αν η δύναμη F έχει μέτρο ίσο με 10Ν, να βρείτε: α) το μέτρο και την κατεύθυνση της ηλεκτρικής δύναμη που ασκεί το ένα σώμα στο άλλο, β) το είδος και την ποσότητα του ηλεκτρικού φορτίου που φέρει το σώμα Β, γ) την ένταση E του ηλεκτρικού πεδίου των δύο σωμάτων στο μέσο Μ της μεταξύ τους απόστασης, δ) το δυναμικό του ηλεκτρικού πεδίου των δύο σωμάτων στο παραπάνω σημείο, ε) το έργο της ηλεκτρικής δύναμης κατά την μεταφορά ενός σημειακού φορτίου q = -1μC από το σημείο Μ σε σημείο που βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση από τα δύο σώματα. Δίνεται η ηλεκτρική σταθερά: Κ c = Nm 2 /C 2.

5 ΘΕΜΑ 4 ο : Ευθύγραμμο σύρμα ΑΓ μάζας m = 0.3kg και μήκους L = 0.5m, το οποίο παρουσιάζει ωμική αντίσταση R = 5Ω, κρέμεται από τα άκρα δύο όμοιων κατακόρυφων ελατηρίων και ισορροπεί, με αποτέλεσμα κάθε ελατήριο να είναι επιμηκυμένο κατά x 1 = 0.05m. Τα άνω άκρα των δύο ελατηρίων συνδέονται με πηγή εσωτερικής αντίστασης r = 1Ω, όπως φαίνεται στο σχήμα. Όταν το σύστημα του σύρματος και των ελατηρίων βυθιστεί μέσα σε οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο με μέτρο έντασης Β = 1.2Τ, τότε το σύρμα μετατοπίζεται από την αρχική θέση ισορροπίας του κατά x 2 = 2cm. Να βρείτε: α) την σταθερά K των δύο ελατηρίων, β) την δύναμη Laplace που δέχεται το σύρμα ΑΓ από το μαγνητικό πεδίο, γ) την πολική τάση της ηλεκτρικής πηγής, δ) την ισχύ της ηλεκτρικής πηγής, ε) την θερμότητα που εκλύεται από το σύρμα κάθε 30min.