Θέµατα Φυσικής Γεν. Παιδείας Β Λυκείου 2000

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Θέµατα Φυσικής Γεν. Παιδείας Β Λυκείου 2000"

Ἀπόλλων Κυριάκος Παπαντωνίου
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Ζήτηµα ο Θέµατα Φυσικής Γεν. Παιδείας Β Λυκείου 000 Στις ερωτήσεις -5 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Σηµειακό φορτίο Q δηµιουργεί γύρω του εκτρικό πεδίο. Σε απόσταση r από αυτό η ένταση του πεδίου έχει µέτρο Ε. Σε διπλάσια απόσταση r το µέτρο της έντασης του πεδίου: α. υποτετραπλασιάζεται β. διπλασιάζεται γ. είναι το ίδιο δ. τετραπλασιάζεται (Μονάδες 3). Η αντίσταση ενός χάλκινου αγωγού σταθερής θερµοκρασίας εξαρτάται από: α. την ένταση στα άκρα του β. την ένταση του ρεύµατος που τον διαρρέει γ. τις διαστάσεις του αγωγού δ. τη µάζα του αγωγού (Μονάδες 3) 3. Η δύναµη Laplace που ασκείται σε ρευµατοφόρο αγωγό από οµογενές µαγνητικό πεδίο δεν εξαρτάται από: α. το µήκος του αγωγού β. το βάρος του αγωγού γ. την ένταση του οµογενούς µαγνητικού πεδίου δ. την ένταση του εκτρικού ρεύµατος. Ο ροοστάτης είναι µια διάταξη µε την οποία: α. ρυθµίζουµε την ένταση του ρεύµατος β. µετράµε την τάση γ. µετράµε την ένταση του ρεύµατος δ. µετράµε την αντίσταση ενός αγωγού (Μονάδες 3) (Μονάδες ) 5. ύο ίσες αντιστάσεις συνδέονται παράλλα. Αν η τιµή κάθε αντίστασης είναι, η ισοδύναµη αντίσταση είναι: α. β. γ. / δ. (Μονάδες ) 6. Να γράψετε στο τετράδιό σας τα γράµµατα της στήλης Α και δίπλα σε κάθε γράµµα τον αριθµό της στήλης Β που αντιστοιχεί στο σωστό φυσικό µέγεθος. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

2 Α Β α. Κ Q /r. ύναµη Laplace β. ρ l /S. υναµικό σε σηµείο εκτρικού πεδίου γ. Ι 3. Ισχύς που καταναλώνει αντιστάτης δ. ΒΙ l ηµφ. Ένταση εκτρικού πεδίου που οφείλεται σε σηµειακό εκτρικό πεδίο 5. Αντίσταση ωµικού αγωγού. Το µέτρο της έντασης ενός εκτρικού πεδίου που δηµιουργείται γύρω από ένα σηµειακό και ακίνητο φορτίο Q σε απόσταση r δίνεται από τη σχέση: E K Q r Σε διπλάσια απόσταση r το µέτρο της έντασης του εκτρικού πεδίου θα είναι: E Q Q Q k k k (r) r r E αδή το µέτρο της έντασης του εκτρικού πεδίου υποτετραπλασιάζεται. Άρα σωστή απάντηση είναι η α.. Η αντίσταση ενός αγωγού σταθερής θερµοκρασίας δίνεται από τη σχέση: όπου: ρ l/s ρ η ειδική αντίσταση του αγωγού, l το µήκος του αγωγού, S το εµβαδόν της διατοµής του αγωγού. Εποµένως η αντίσταση του αγωγού εξαρτάται από το µήκος του και το εµβαδόν της διατοµής του, δαδή από τις διαστάσεις του αγωγού. Άρα σωστή απάντηση είναι η γ. 3. Η δύναµη Laplace που ασκείται σε ρευµατοφόρο αγωγό που είναι κάθετος στις δυναµικές γραµµές του µαγνητικού πεδίου δίνεται από τη σχέση: F BIl όπου: B η ένταση του οµογενούς µαγνητικού πεδίου, I η ένταση του εκτρικού ρεύµατος που διαρρέει τον αγωγό, l το µήλος του ρευµατοφόρου αγωγού. Εποµένως η δύναµη Laplace δεν εξαρτάται από το βάρος του αγωγού. Άρα σωστή απάντηση είναι η β.. Ο ροοστάτης ρυθµίζει την ένταση του ρεύµατος που διαρρέει το κύκλωµα. Άρα σωστή απάντηση είναι η α. E Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

3 5. Η ισοδύναµη αντίσταση ολ δύο αντιστάσεων και που συνδέονται παράλλα δίνεται από τη σχέση: ολ + ή ολ + Στην ερώτησή µας, οι δύο αντιστάσεις είναι ίσες µε, δαδή: Οπότε η ισοδύναµη αντίσταση θα είναι: Άρα σωστή απάντηση είναι η γ. 6. Η σωστή αντιστοιχία είναι: Ζήτηµα ο + ολ α, β 5, γ 3, δ - Α. Πυκνωτής χωρητικότητας C είναι φορτισµένος. Συνδέουµε τους οπλισµούς του αγώγιµα και ο πυκνωτής αρχίζει να εκφορτίζεται. Όταν η τάση στους οπλισµούς του πυκνωτή γίνει ίση µε το µισό της αρχικής: α. Πόσες φορές ελαττώθηκε η ενέργεια του πυκνωτή; β. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (Μονάδες ) Β. Ένα κύκλωµα αποτελείται από πηγή µε στοιχεία Ε, r και αντιστάτη του οποίου η αντίσταση είναι. Με βάση την αρχή διατήρησης της ενέργειας να αποδείξετε ότι η ένταση του ρεύµατος στο κύκλωµα δίνεται από τη σχέση: E I. + r (Μονάδες 5) Α. α. Η ενέργεια ελαττώνεται κατά φορές. β. Η ενέργεια ενός φορτισµένου πυκνωτή χωρητικότητας C δίνεται από τη σχέση: όπου V η τάση στους οπλισµούς του. U / CV Όταν η τάση στους οπλισµούς του πυκνωτή γίνει ίση µε το µισό της αρχικής, κατά τη διαδικασία της εκφόρτισής του, η ενέργεια του πυκνωτή θα είναι ίση µε: Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3

4 V U C αδή θα ελαττωθεί κατά φορές. Β. V C CV U Ας θεωρήσουµε το κύκλωµα του σχήµατος που αποτελείται από πηγή µε στοιχεία (Ε, r) και αντίσταση. Με την επίδραση της πηγής τα εκτρικά φορτία θα κινηθούν στο κύκλωµα, µε αποτέλεσµα η ενέργεια που παρέχει συνέχεια η πηγή στο κύκλωµα να µετατρέπεται σε θερµική ενέργεια (θερµότητα) πάνω στις αντιστάσεις και r. Σε χρόνο t η πηγή έχει δώσει ενέργεια: W E Pt EIt η οποία θα έχει µετατραπεί σε θερµότητα: W I t πάνω στην αντίσταση και W r I rt πάνω στην αντίσταση r. Από την αρχή διατήρησης της ενέργειας έχουµε: W E W + W r EIt I t + I rt E I( + r) I E/(+r) Ζήτηµα 3ο Το παρακάτω σχήµα δείχνει την κατεύθυνση µιας δυναµικής γραµµής ενός οµογενούς εκτρικού πεδίου. Το µέτρο Ε της έντασης του πεδίου είναι 0 Ν/C. Τα δυναµικά των σηµείων Α και Β είναι 0V και 8V αντίστοιχα. Στο σηµείο Α αφήνεται ένα θετικό εκτρικό φορτίο q 0-3 C. Να υπολογιστεί: α. Το µέτρο της δύναµης που ασκεί το πεδίο στο φορτίο q. β. Το έργο της δύναµης του πεδίου για τη µετακίνηση του φορτίου q από το σηµείο Α µέχρι το σηµείο Β. γ. Το δυναµικό του σηµείου Γ, αν το έργο της δύναµης του πεδίου, κατά τη µετακίνηση του φορτίου q από το σηµείο Α µέχρι το σηµείο Γ, είναι Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

5 τετραπλάσιο από το έργο της δύναµης του πεδίου κατά τη µετακίνηση του φορτίου από το σηµείο Α µέχρι το σηµείο Β. (Μονάδες 9) α. Από τον ορισµό της έντασης του εκτρικού πεδίου προκύπτει: Ε F/q F Eq Αντικαθιστώντας Ε 0 Ν/C και q 0-3 C, βρίσκουµε το µέτρο της δύναµης F που ασκεί το πεδίο στο φορτίο q. Είναι: F 0 N/C 0-3 C F 0 - N. β. Από τον ορισµό της διαφοράς δυναµικού µεταξύ δύο σηµείων Α και Β ενός εκτρικού πεδίου προκύπτει: WA B VAB VA - VB WA B q(v q Αντικαθιστώντας q 0-3 C, V A 0V και V Β 8V, βρίσκουµε το έργο της δύναµης του πεδίου για τη µετακίνηση του φορτίου q από το σηµείο Α µέχρι το σηµείο Β. Είναι: γ) W A Γ W W A B A B 0 W -3 C (0V - 8V) W A Γ 0 W A B A Γ A V J B ) Joule WA Γ 8 0 VA - VΓ 0 - VΓ 0 VΓ 8 VΓ 0 8 VΓ V q 0 Ζήτηµα ο ίνεται το κύκλωµα του παρακάτω σχήµατος. Ο αντιστάτης έχει αντίσταση 60Ω και το σωληνοειδές έχει αντίσταση Σ 0Ω. Το σωληνοειδές έχει µήκος l m και.000 σπείρες. Το κύκλωµα περιλαµβάνει επίσης τον αντιστάτη µε αντίσταση 0 Ω και πηγή µε εκτρεγερτική δύναµη Ε 0V και εσωτερική αντίσταση r 5Ω. Να Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 5

6 υπολογίσετε: α. Την ισοδύναµη αντίσταση του τµήµατος ΑΒ του εξωτερικού κυκλώµατος. (Μονάδες 6) β. Την ένταση του ρεύµατος που διαρρέει την πηγή. γ. Την ισχύ που καταναλώνεται στον αντιστάτη. (Μονάδες 6) (Μονάδες 6) δ. Το µέτρο της έντασης του µαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό του σωληνοειδούς. (Μονάδες 7) ίνεται: k µ 0-7 N/A. α. Οι αντιστάσεις και Σ συνδέονται παράλλα. Η ισοδύναµή τους αντίσταση είναι:,σ + Σ ( ( ,Σ Ω Οι αντιστάσεις,σ και συνδέονται σε σειρά. Η ισοδύναµή τους αντίσταση, η οποία είναι και η ζητούµενη αντίσταση ΑΒ, θα είναι: ΑΒ,Σ + 5Ω + 0Ω ΑΒ 5Ω β. Εφαρµόζοντας το νόµο του Ohm για το κλειστό κύκλωµα του σχήµατος βρίσκουµε την ένταση του ρεύµατος που διαρρέει την πηγή. Είναι: I,Σ E 0V I I A + r 5Ω + 5Ω AB γ. Η ισχύς που καταναλώνεται στην αντίσταση είναι: I P Για να µπορέσουµε να την προσδιορίσουµε, θα πρέπει να βρούµε την ένταση του ρεύµατος Ι. Υπολογισµός των εντάσεων Ι και Ι Σ.,Σ Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 6

7 Εφαρµόζοντας το ο νοµο του Kirchhoff για το κόµβο Γ του σχήµατος θα είναι: ΣΙ 0 Ι Ι + Ι Σ () Για την παράλλη σύνδεση του αντιστάτη και του σωληνοειδούς Σ ισχύει: () V V Σ I I Σ Σ 60I 0I Σ I Σ 3I () () I + 3I I I A () I Σ 3 3Α. Εποµένως η ισχύς που καταναλώνεται στην αντίσταση θα είναι: P (A) 60Ω P 60W δ. Το µέτρο της έντασης του µαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό του σωληνοειδούς δίνεται από τη σχέση: όπου: k 0 N A 7 µ. B πk µ Ι Σ Ι Σ 3Α η ένταση του ρεύµατος που διαρρέει το σωληνοειδές, n.000 (αριθµός σπειρών) και l m. Αντικαθιστώντας προκύπτει: B π 0 N A.000 3A m n l B π Τ Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 7

Σχετικά έγγραφα

Θέµατα Φυσικής Γεν. Παιδείας Β Λυκείου 2000

Θέµατα Φυσικής Γεν. Παιδείας Β Λυκείου 000 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Ζήτηµα ο Στις ερωτήσεις -5 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Σηµειακό φορτίο