Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα (1) 2 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ

Transcript

1 ΖΗΤΗΜΑ 1 ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ 2 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Να αντιστοιχίσετε τις μονάδες της αριστερής στήλης με τα μεγέθη στα οποία αντιστοιχούν και βρίσκονται στη δεξιά στήλη. 1. Ω.m α) Ηλεκτρικό φορτίο 2. grad -1 β) Αντίσταση 3. Α. sec γ) Ισχύς 4.V/Α δ) Θερμικός συντελεστής ειδικής αντίστασης 5. J/sec ε) Ειδική αντίσταση pess.com 2. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος; Η αντίσταση ενός μεταλλικού αγωγού σταθερής θερμοκρασίας: Α. Είναι αντιστρόφως ανάλογη με την ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό Β. Είναι αντιστρόφως ανάλογη με το μήκος του αγωγού Γ. Είναι ανεξάρτητη από τη τάση που εφαρμόζεται στα άκρα του αγωγού Δ. Εξαρτάται από το υλικό που είναι κατασκευασμένος ο αγωγός 3. Στο κύκλωμα του σχήματος το ρεύμα του κυκλώματος έχει τιμή Ι. Αν συνδέσουμε παράλληλα με την αντίσταση R, αντίσταση R, ποια ή ποιές από τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές; Η τιμή της V Π παραμένει σταθερή. Η ολική αντίσταση του κυκλώματος αυξάνεται. Ε r Η τιμή της έντασης αυξάνεται Η τιμή της τάσης στην αντίσταση R μειώνεται A R B Η τάση στους πόλους της πηγής (V Π ) αυξάνεται Σελίδα 1 από 5 exmc2@pess.com

2 4. Στα άκρα ενός χάλκινου σύρματος, σταθερής θερμοκρασίας, εφαρμόζεται τάση V. Αν διπλασιάσουμε την τάση, τότε: Α. θα διπλασιαστεί και η ένταση του ρεύματος. Β. θα διπλασιαστεί η αντίσταση του σύρματος. Γ. θα διπλασιαστεί και η ένταση του ρεύματος και η αντίσταση του σύρματος. Δ. θα υποδιπλασιαστεί η αντίσταση του σύρματος 5. Ένας κυλινδρικός αγωγός έχει αντίσταση R. Αν τον λιώσουμε και από αυτό το υλικό κατασκευάσουμε ένα νέο κυλινδρικό αγωγό με διπλάσιο μήκος, η νέα του αντίσταση θα είναι: Α) R Β) 2R Γ) 4R Δ) R/2 Ε) R/4 ΖΗΤΗΜΑ 2 pess.com 1. Να αποδειχτεί η σχέση που δίνει την ισοδύναμη αντίσταση τριών παράλληλα συνδεμένων αντιστατών. 2. Να αποδείξετε τη σχέση που συνδέει τάση στο υς πό λο υς μιας πηγής με την ηλεκτρεγερτική της δύναμη. Σε ποιές περιπτώσεις η πολική τάση είναι ίση με την Η.Ε.Δ. της πηγής; 3. Κατασκευή ζητούμενης αντίστασης Α) Έχουμε 4 αντιστάτες με αντίσταση 1Ω. Πως πρέπει να τις συνδέσουμε ώστε να πετύχουμε ολική αντίσταση 1Ω; (Να χρησιμοποιηθούν από μια φορά και οι τέσσερεις αντιστάσεις) Σελίδα 2 από 5 exmc2@pess.com

3 Β) Έχουμε 4 αντιστάτες με αντίσταση 1Ω, 2Ω, 3Ω, 4Ω αντίστοιχα. Πως πρέπει να τις συνδέσουμε ώστε να πετύχουμε ολική αντίσταση 1Ω; (Να χρησιμοποιηθούν από μια φορά και οι τέσσερεις αντιστάσεις) (Μονάδες 4) 4. Δύο μεταλλικά ομογενή σύρματα Α και Β έχουν ακριβώς την ίδια αντίσταση. Αν το μήκος και η διάμετρος του σύρματος Α είναι διπλάσια των αντιστοίχων μεγεθών του Β, ποια από τις παρακάτω σχέσεις μεταξύ των ειδικών αντιστάσεων ρ Α και ρ Β είναι η σωστή; Παρατήρηση: (άλλο διατομή, άλλο διάμετρος). Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας κάνοντας τους κατάλληλους υπολογισμούς. Α) ρ Α = 1/4 ρ Β Β) ρ Α = 1/2 ρ Β Γ) ρ Α = ρ Β Δ) ρ Α = 2ρ Β Ε) ρ Α = 4ρ Β 5. Στο διπλανό σχήμα παριστάνεται η χαρακτηριστική ενός διπόλου το οποίο έχει δημιουργηθεί από δύο ωμικούς αντιστάτες που ο ένας από αυτούς έχει αντίσταση 300Ω. Α) Ποια είναι η ολική αντίσταση του διπόλου; Β) Με ποιο τρόπο νομίζετε ότι συνδέονται οι αντιστάτες; Γ) Ποια είναι η τιμή της αντίστασης του δεύτερου αντιστάτη; pess.com ΖΗΤΗΜΑ 3 (Μονάδες 6) Στο κύκλωμα του σχήματος δίνονται οι τιμές των αντιστάσεων R 1 =2Ω, R 2 =4Ω, R 3 =12Ω. Αν η ισχύς που καταναλώνεται στην αντίσταση R 2 είναι P 2 = 36W να βρείτε: α. Την ισχύ που καταναλώνουν οι αντιστάσεις R 1 και R 3, β. Την ισχύ που καταναλώνεται σε όλο το κύκλωμα. γ. Την τάση της πηγής V. Σελίδα 3 από 5 exmc2@pess.com 6 V(V) I(mA) 50

4 ΖΗΤΗΜΑ 4 Δίνεται το κύκλωμα του παρακάτω σχήματος: Αν R 1 = 3Ω, R 2 = 6Ω, R 3 = 8Ω και η τάση στους πόλους της πηγής είναι V = 30Volt, να βρείτε: α. Την ολική αντίσταση του κυκλώματος, β. Τα ρεύματα που διαρρέουν τις αντιστάσεις, γ. Αν στο παραπάνω κύκλωμα συνδέσουμε αντίσταση R 4 = 10Ω παράλληλα με την συνδεσμολογία των αντιστάσεων R 1, R 2 και R 3, να βρείτε: i. Την ισχύ που καταναλώνεται στην αντίσταση R 4 ii. Το ρεύμα που διαρρέει την ηλεκτρική πηγή. Quiz Κατά μήκος κάθε ακμής ενός κύβου υπάρχει από ένας αντιστάτης αντίστασης R και οι κόμβοι συμπίπτουν με τις κορυφές του κύβου. Βρείτε την ισοδύναμη αντίσταση στα άκρα μιας διαγωνίου του κύβου, π.χ. μεταξύ των σημείων α και b, ως συνάρτηση της R. (Υπόδειξη: χρησιμοποιείστε την υποδεικνυόμενη διαδρομή) pess.com Επιπλέον θέματα Ε,r R 2 (Μονάδες 25) 1) Ο λαμπτήρας του σχήματος αναγράφει πάνω του τις ενδείξεις 4V και 6W. Α. Αν R 2 =8Ω και r=1ω να βρεθεί η Η.Ε.Δ. της πηγής, ώστε ο λαμπτήρας να λειτουργεί κανονικά. Β. Να υπολογίσετε την ισοδύναμη αντίσταση του κυκλώματος. Γ. Να υπολογίσετε το ρυθμό παραγωγής θερμότητας από το ηλεκτρικό ρεύμα πάνω στην αντίσταση R 2 Σελίδα 4 από 5 exmc2@pess.com

5 2) Ηλεκτρική λάμπα έχει χαρακτηριστικά κανονικής λειτουργίας 50W και 100V. α. Να βρεθεί η αντίσταση της λάμπας R Λ β. Πόση ενέργεια απορροφά η λάμπα, όταν λειτουργήσει για 30min; γ. Ποια αντίσταση R πρέπει να συνδέσουμε σε σειρά με την λάμπα για να τη χρησιμοποιήσουμε σε τάση V = 220Volt; 3) Τα στοιχεία κανονικής λειτουργίας ενός λαμπτήρα πυρακτώσεως είναι Ρκ=30W, Vκ=30V. Σε σειρά με τον λαμπτήρα συνδέεται αντίσταση R 1 και στα άκρα του συστήματος εφαρμόζεται τάση V = 90V. α. Να υπολογίσετε την αντίσταση του λαμπτήρα, καθώς και την αντίσταση R 1, αν στο κύκλωμα ο λαμπτήρας λειτουργεί κανονικά. β. Πόση ηλεκτρική ενέργεια σε kwh προσφέρεται από την πηγή στον λαμπτήρα σε δύο ώρες όταν ο λαμπτήρας λειτουργεί κανονικά; γ. Συνδέουμε παράλληλα με την αντίσταση R 1 ένα λαμπτήρα όμοιο με τον προηγούμενο. Να υπολογίσετε στην περίπτωση αυτή το ρεύμα που διαρρέει τον κάθε λαμπτήρα. Για τον κάθε λαμπτήρα να εξετάσετε αν συνεχίζει να λειτουργεί κανονικά, αν υπολειτουργεί, ή αν υπερλειτουργεί. pess.com Σελίδα 5 από 5 exmc2@pess.com