8.24 Ποια από τις παρακάτω προτάσεις

Transcript

1 Απάντησε σε ερωτσεις 8.20 Τι ονομάζεται ηλεκτρικό κύκλωμα; 8.21 Το κύκλωμα του σχματος είναι ανοιχτό κλειστό; 8.22 Το κύκλωμα του σχματος είναι ανοιχτό κλειστό; 8.23 Το κύκλωμα του σχματος είναι ανοιχτό κλειστό; (β) Από ένα ανοιχτό ηλεκτρικό κύκλωμα δε διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα. (γ) Η ηλεκτρικ πηγ θέτει σε κίνηση τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, επειδ δημιουργεί μαγνητικό πεδίο. (δ) Καμία από τις παραπάνω προτάσεις δεν είναι σωστ Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι η σωστ; (α) Όταν σε ένα κύκλωμα ο διακόπτης είναι ανοιχτός, το κύκλωμα είναι ανοιχτό, οπότε διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα. (β) Η ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος οφείλεται στη θερμοκρασία του περιβάλλοντος. (γ) Η ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος προέρχεται από την πηγ που θέτει σε κίνηση τα ελεύθερα ηλεκτρόνια των μεταλλικών αγωγών του κυκλώματος. (δ) Καμία από τις παραπάνω προτάσεις δεν είναι σωστ Τι ονομάζεται ηλεκτρικ πηγ; 8.27 Να ορίσεις τη διαφορά δυναμικού στους πόλους πηγς Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι η σωστ; (α) Για να είναι μία διάταξη ηλεκτρικό κύκλωμα, πρέπει απαραίτητα να έχει σχμα κύκλου Ποια είναι η έννοια της τάσης μεταξύ των δύο πόλων μιας πηγς; 8.29 Μονάδα τάσης στο S.I Μία ηλεκτρικ πηγ έχει τάση 2 V. Πόση ενέργεια προσφέρει σε ηλεκτρόνια 100 ΕΝΟΤΗΤΑ 8

2 συνολικού φορτίου 1 C, όταν διέρχονται από αυτν; 8.31 Μία ηλεκτρικ πηγ προσφέρει ενέργεια ίση με 4,5 J σε ηλεκτρόνια συνολικού φορτίου 1 C, όταν διέρχονται από αυτν. Πόση είναι η τάση αυτς της πηγς; 8.32 Τι ονομάζουμε ηλεκτρικ τάση διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο άκρων ενός καταναλωτ; 8.33 Να χαρακτηρίσεις καθεμία από τις προτάσεις που ακολουθούν ως σωστ (Σ) ως λανθασμένη (Λ). (α) Κάθε συσκευ που μετατρέπει την ηλεκτρικ ενέργεια σε ενέργεια άλλης μορφς ονομάζεται καταναλωτς. (β) Μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικς τάσης στο S.I. είναι το 1 Α. (γ) Τη διαφορά δυναμικού μεταξύ των άκρων ενός στοιχείου κυκλώματος τη μετράμε με το βολτόμετρο. (δ) Λέμε ότι το βολτόμετρο συνδέεται σε σειρά με το στοιχείο Να χαρακτηρίσεις καθεμία από τις προτάσεις που ακολουθούν ως σωστ (Σ) ως λανθασμένη (Λ). (α) Η προσανατολισμένη κίνηση των ηλεκτρονίων σε ένα ρευματοφό- ρο αγωγό διεξάγεται με την ταχύτητα του φωτός. (β) Τα άκρα του βολτόμετρου συνδέονται με τα άκρα του στοιχείου του οποίου θέλουμε να μετρσουμε τη διαφορά δυναμικού. (γ) Τα ηλεκτρόνια που κινούνται προσανατολισμένα σε ένα κύκλωμα δεν τα παρέχει η πηγ. (δ) Το βολτόμετρο συνδέεται παράλληλα με το στοιχείο στα άκρα του οποίου θέλουμε να μετρσουμε τη διαφορά δυναμικού Γιατί μόλις πατσεις το διακόπτη ανάβει ακαριαία το φως; 8.36 Να αντιστοιχίσεις καθένα από τα φυσικά μεγέθη της στλης 1 με την κατάλληλη από τις μονάδες της στλης 2. ΣΤΗΛΗ 1 ΣΤΗΛΗ 2 1. Ηλεκτρικό φορτίο α. 1 A 2. Ένταση του β. 1 V ηλεκτρικού ρεύματος 3. Διαφορά γ. 1 W δυναμικού δ. 1 C Γράψε στα κουτάκια τους σωστούς συνδυασμούς. ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ 101

3 Λύσε ασκσεις 8.37 Η ηλεκτρικ τάση ανάμεσα στους δύο πόλους της μπαταρίας μιας μοτοσικλέτας είναι V πηγς = 12 V. Αν υποθέσουμε ότι η μπαταρία της μοτοσικλέτας μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρικό φορτίο q = 8 kc, να υπολογίσεις το μέγιστο ποσό ενέργειας που μπορεί να προσφέρει η μπαταρία Το μέγιστο ποσό ενέργειας που μπορεί να προσφέρει η μπαταρία ενός αυτοκιντου είναι 360 kj, ενώ μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρικό φορτίο q = 30 kc. Να υπολογίσεις την ηλεκτρικ τάση ανάμεσα στους δύο πόλους της μπαταρίας Όταν διέρχονται από έναν καταναλωτ ηλεκτρόνια συνολικού φορτίου q = 2 C, του μεταφέρουν ενέργεια Ε ηλεκτρικ = 18 J. Να υπολογίσεις την ηλεκτρικ τάση μεταξύ των δύο άκρων του καταναλωτ Όταν διέρχονται από έναν καταναλωτ ηλεκτρόνια συνολικού φορτίου q = 0,5 C, δημιουργούν ανάμεσα στα δύο άκρα του ηλεκτρικ τάση V = 8 V. Να υπολογίσεις την ηλεκτρικ ενέργεια που μετέφεραν στον καταναλωτ αυτά τα ηλεκτρόνια Ο λαμπτρας του κυκλώματος φωτοβολεί. Η ένδειξη του βολτόμετρου είναι 20 V και του αμπερόμετρου 4,8 Α. (α) Τι σημαίνουν οι ενδείξεις του αμπερόμετρου και του βολτόμετρου; (β) Πόσο ηλεκτρικό φορτίο διέρχεται από μία διατομ του σύρματος του λαμπτρα ανά δευτερόλεπτο; (γ) Πόσα ηλεκτρόνια διέρχονται από μία διατομ ενός καλωδίου του κυκλώματος ανά δευτερόλεπτο; (Δίνεται η τιμ του φορτίου του ηλεκτρόνιου e = 1, C.) (δ) Πόση είναι η χημικ ενέργεια της μπαταρίας που μετατρέπεται σε ισοδύναμη ηλεκτρικ ανά δευτερόλεπτο; (Θεώρησε ότι κατά τη μετατροπ της χημικς ενέργειας σε ηλεκτρικ στην μπαταρία δεν υπάρχουν απώλειες.) 102 ΕΝΟΤΗΤΑ 8

4 3. α. Λ, β. Σ, γ. Λ, δ. Σ Δες σελίδα Υπολογίζουμε πρώτα το συνολικό φορτίο q που φτάνει στην οθόνη της τηλεόρασης Δες σελίδα 89. Δες σελίδα 90. στο χρόνο t = 1,6 s. Είναι: q = Ν e 8.29 Μονάδα τάσης στο S.I. είναι το 1 V (βολτ). q = ηλεκτρ. 1, _ ηλεκτρ. C 8.30 Η τάση της πηγς μάς δίνει την ενέργεια q = 8 C. Η ένταση του ρεύματος που δημιουργεί αυτ η προσανατολισμένη κίνηση ηλεκτρονίων είναι: I = _ q t Ι = _ 8 C 1,6 s Ι = 5 Α. 8. Ηλεκτρικό κύκλωμα 8.6 κλειστούς, δρόμους, διέλθει. 8.7 διαδρομ, διακόπτεται, κλειστό. 8.8 διαδρομ, σταματάει, ανοιχτό. 8.9 διέρχεται, ρεύμα δύναμης, ενέργεια, ενέργεια, ηλεκτρικού μορφ, πηγ, ενέργειας, ηλεκτρικ πόλων, πηλίκο, ενέργειας, Ε ηλεκτρικ, φορτίου, q, φορτίο, q, _ Ε ηλεκτρικ q ηλεκτρικ τάση, ενέργεια, ηλεκτρονίων, 1 C J, τζάουλ, 1 C μορφς, καταναλωτς, μετατροπέας δυναμικού, ενέργειας, ηλεκτρόνια, q δεν, Ενέργεια, προσανατολισμένα, αγωγών Δες σελίδα Αφού δε διακόπτεται πουθενά η ρο των ηλεκτρονίων, το κύκλωμα του σχματος είναι κλειστό Ανάμεσα στο ελεύθερο άκρο του σύρματος και στο άκρο του λαμπτρα παρεμβάλλεται ο αέρας, ο οποίος είναι μονωτς. Τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να κινηθούν μέσα σε αυτόν, διακόπτεται δηλαδ η ρο τους, οπότε το κύκλωμα είναι ανοιχτό Ανάμεσα στο ελεύθερο άκρο του σύρματος και στον πόλο της μπαταρίας παρεμβάλλεται ο αέρας, ο οποίος είναι μονωτς. Τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να κινηθούν μέσα σε αυτόν, διακόπτεται δηλαδ η ρο τους, οπότε το κύκλωμα είναι ανοιχτό Σωστ είναι η πρόταση β Σωστ είναι η πρόταση γ. που προσφέρεται από την πηγ στη μονάδα ηλεκτρικού φορτίου (1 C), όταν διέρχεται από αυτν. Επομένως πηγ τάσης 2 V προσφέρει σε ηλεκτρόνια συνολικού φορτίου 1 C που διέρχονται από αυτν ενέργεια ίση με 2 J (τζάουλ) Σκεπτόμενοι όπως στην προηγούμενη ερώτηση, προκύπτει ότι η τάση αυτς της πηγς είναι 4,5 V Δες σελίδα α. Σ, β. Λ, γ. Σ, δ. Λ α. Λ, β. Σ, γ. Σ, δ. Σ Δες σελίδα δ, 2α, 3β Αν στη σχέση V πηγς = _q Ε ηλεκτρικ αντικαταστσουμε όπου q το μέγιστο φορτίο q max που μπορεί να μεταφέρει η μπαταρία, θα προκύψει και η μέγιστη ενέργεια Ε ηλεκτρικmax που του προσφέρει. Έτσι έχουμε: V πηγς = Ε _qmax ηλεκτρικ max Ε ηλεκτρικmax = V πηγς q max = 12 V C Ε ηλεκτρικmax = J = 96 kj Έχουμε ότι: V πηγς = _ Ε ηλεκτρικ q V πηγς = _ Ε ηλεκτρικ qmax V πηγς = _ 360 kj 30 kc V πηγς = 12 V Η ηλεκτρικ τάση στα άκρα ενός καταναλωτ είναι η ενέργεια που μεταφέρουν στον καταναλωτ ηλεκτρόνια συνολικού φορτίου 1 C, όταν διέρχονται από αυτόν. Με βάση αυτ τη λογικ αλλά και τη σχέση V = _ Ε ηλεκτρικ q έχουμε: V = _ Ε ηλεκτρικ q = _ 18 J V = 9 V (βολτ). 2 C (Δηλαδ ηλεκτρόνια συνολικού φορτίου 1 C μεταφέρουν στον καταναλωτ ενέρ- 408 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

5 γεια ίση με 9 J.) Η ηλεκτρικ τάση λοιπόν στα άκρα αυτού του καταναλωτ είναι V = 9 V Από τη σχέση V = _ Ε ηλεκτρικ q έχουμε ότι: Ε ηλεκτρικ = V q Ε ηλεκτρικ = 8 V 0,5 C Ε ηλεκτρικ = 4 J. Τα ηλεκτρόνια λοιπόν συνολικού φορτίου q = 0,5 C διερχόμενα από τον καταναλωτ τού μετέφεραν ηλεκτρικ ενέργεια ίση με 4 J (α) Η ένδειξη του αμπερόμετρου μας δείχνει την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει το λαμπτρα και το κύκλωμα. Δηλαδ Ι = 4,8 Α. Το βολτόμετρο μας δείχνει την τάση μεταξύ των πόλων της πηγς, επομένως V πηγς = 20 V. (β) Από τη σχέση Ι = _ q t έχουμε ότι: q = Ι t q = 4,8 Α 1s q = 4,8 C. (γ) q = Ν e Ν = _ q 4,8 C e Ν = _ 1, C Ν = ηλεκτρόνια. (δ) V πηγς = _ Ε ηλεκτρικ q Ε ηλεκτρικ = V πηγς q Ε ηλεκτρικ = 20 V 4,8 C Ε ηλεκτρικ = 96 J. Αφού όμως κατά τη λειτουργία της μπαταρίας δεν υπρξαν απώλειες, θα είναι: Ε χημικ = Ε ηλεκτρικ = 96 J. Κριτριο αξιολόγησης 1. Δες σελίδα α. Σ, β. Σ, γ. Λ, δ. Σ. 3. Η σχηματικ αναπαράσταση του κυκλώματος είναι η παρακάτω: (β) Η ενέργεια (Ε ηλεκτρικ ) που μεταφέρει η πηγ σε καταναλωτ μέσω του φορτίου q και η ηλεκτρικ τάση V στα άκρα του συνδέονται με τη σχέση: V = _ Ε ηλεκτρικ q. Από αυτν έχουμε ότι: Ε ηλεκτρικ = V q Ε ηλεκτρικ = 16 V 1,6 C Ε ηλεκτρικ = 25,6 J. 9. Ηλεκτρικά δίπολα 9.4 (α) άκρα, πόλους, συνδέεται. (β) ενέργεια, ρεύματος, άλλης. 9.5 ένταση, τάση, πόλων. 9.6 πηλίκο, τάσης, V, εφαρμόζεται, προς, ένταση, Ι, ρεύματος, V_. Ι Ω. 9.8 σταθερ, ανεξάρτητη, άκρα, μετατρέπουν, θερμικ. 9.9 θερμοκρασίας, ανάλογη, δυναμικού V, 1_ R δεν, αντιστάτες συγκρούσεις, ιόντα Δες σελίδα Δες σελίδα Σωστ είναι η πρόταση γ Σωστ είναι η πρόταση β Δες σελίδα α. Σ, β. Λ, γ. Σ, δ. Σ Δες σελίδα Γραφικ παράσταση του νόμου του Ωμ. 4. (α) Από τη σχέση Ι = q _ t έχουμε ότι: q = Ι t q = 1,6 Α 1 s q = 1,6 C α. Σ, β. Λ, γ. Σ, δ. Λ Δες σελίδα 106. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ 409