ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Transcript

1 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΛΥΕΙ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΕΩΝ 004 ΦΥΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗ ΠΑΙ ΕΙΑ ΘΕΜΑ ο Για τις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθµό το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Μια ιδιότητα των δυναµικών γραµµών ηλεκτρικού πεδίου είναι ότι: α. τέµνονται β. αποµακρύνονται από τα αρνητικά φορτία και κατευθύνονται προς τα θετικά γ. είναι κλειστές δ. είναι πιο πυκνές στις περιοχές που η ένταση του πεδίου έχει µεγαλύτερο µέτρο.. Ηλεκτροστατικό πεδίο Couomb ονοµάζουµε το πεδίο που δηµιουργείται από: α. κινούµενο φορτίο β. ηλεκτρικό ρεύµα γ. ένα ακίνητο σηµειακό ηλεκτρικό φορτίο δ. µεταβολή της µαγνητικής ροής. 3. Ο ος κανόνας του Kirchhoff είναι συνέπεια της αρχής διατήρησης: α. της ενέργειας β. του ηλεκτρικού φορτίου γ. της ορµής δ. της µάζας. 4. Παραµαγνητικά υλικά χαρακτηρίζουµε τα υλικά που: α. έχουν µαγνητική διαπερατότητα λίγο µεγαλύτερη της µονάδας β. έχουν µαγνητική διαπερατότητα πολύ µεγαλύτερη της µονάδας γ. έχουν µαγνητική διαπερατότητα µικρότερη της µονάδας δ. όταν τοποθετηθούν σε ένα µαγνητικό πεδίο, µηδενίζουν την ένταση του. 5. Να γράψετε στο τετράδιο σας το γράµµα της πρότασης και δίπλα τη λέξη που τη συµπληρώνει σωστά: α. Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος εκφράζει το ρυθµό διέλευσης του από µια διατοµή ενός αγωγού. Μονάδα β. Το µέγεθος που εκφράζει την εξάρτηση της αντίστασης ενός αγωγού από το υλικό του αγωγού και τη θερµοκρασία του ονοµάζεται αντίσταση του υλικού. Μονάδα γ. Η ηλεκτρεγερτική δύναµη µιας πηγής εκφράζει την ανά µονάδα ηλεκτρικού φορτίου που προσφέρει η πηγή στο κύκλωµα. Μονάδα δ. Το... ρεύµα έχει τέτοια φορά, ώστε το µαγνητικό του πεδίο να αντιτίθεται στο αίτιο που το προκαλεί. Μονάδα ε. Η επιτάχυνση ενός σώµατος που εκτελεί γραµµική αρµονική ταλάντωση είναι.., όταν διέρχεται από τη θέση ισορροπίας του. Μονάδα

2 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΛΥΕΙ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΕΩΝ 004 ΘΕΜΑ ο.. Η δύναµη Couomb που ασκείται µεταξύ δυο σηµειακών ηλεκτρικών φορτίων qi και q τα οποία βρίσκονται σε απόσταση r, έχει µέτρο F. Αν διπλασιαστούν και τα δυο φορτία καθώς και η µεταξύ τους απόσταση, τότε το µέτρο της δύναµης Couomb θα είναι: α. F β. F γ. F/ Μονάδες.. υο οµογενείς µεταλλικοί αγωγοί Α και Β από το ίδιο υλικό, στην ίδια θερµοκρασία, έχουν την ίδια ηλεκτρική αντίσταση, αλλά ο αγωγός Α έχει διπλάσιο εµβαδό διατοµής από τον αγωγό Β. Ο λόγος των µηκών / των αγωγών Α και Β αντίστοιχα είναι: α. β. 4 γ / Μονάδες.3. τον κενό χώρο µεταξύ των οριζόντιων οπλισµών επίπεδου πυκνωτή απόστασης L που έχει φορτιστεί µε τάση V αιωρείται µία αρνητικά φορτισµένη σταγόνα λαδιού µε µικρό φορτίο q υπό την επίδραση της βαρυτικής δύναµης και της δύναµης που της ασκείται από το ηλεκτρικό πεδίο του πυκνωτή. Αν µεγαλώσουµε την απόσταση µεταξύ των οπλισµών του πυκνωτή, διατηρώντας την τάση V σταθερή, η σταγόνα θα: α. συνεχίσει να αιωρείται β. κινηθεί προς τα επάνω γ. κινηθεί προς τα κάτω. Μονάδες.4. υρµάτινο πλαίσιο αντίστασης R βρίσκεται µέσα σε οµογενές µαγνητικό πεδίο µε το επίπεδο του κάθετο στις µαγνητικές γραµµές του πεδίου. Το πλαίσιο αποµακρύνεται εκτός του µαγνητικού πεδίου σε χρόνο t διατηρώντας το επίπεδο του κάθετο στις µαγνητικές γραµµές του πεδίου, µε αποτέλεσµα να µετακινηθεί φορτίο Q µέσα από τη διατοµή του σύρµατος. Αν αποµακρύνουµε το πλαίσιο από το πεδίο µε τον ίδιο τρόπο σε χρόνο t τότε το φορτίο που θα περάσει από τη διατοµή του είναι: α. Q/ β. Q γ. Q Μονάδες ΘΕΜΑ 3 ο

3 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΛΥΕΙ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΕΩΝ 004 ώµα είναι δεµένο στη µία άκρη κατακόρυφου ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k=00 N/m, του οποίου η άλλη άκρη είναι ακλόνητα στερεωµ ένη σε οροφή. Το σύστηµ α διεγείρεται σε κατακόρυφη αρµονική ταλάντωση, απουσία τριβών, και η αποµάκρυνση του από τη θέση ισορροπίας δίνεται από την εξίσωση y=0, ηµ0t (SI). Να υπολογίσετε: α. την περίοδο της ταλάντωσης του σώµατος Μονάδες 8 β. το µέτρο της µέγιστης ταχύτητας του Μονάδες 8 γ. το µήκος απλού εκκρεµούς το οποίο έχει τριπλάσια περίοδο από την περίοδο ταλάντωσης του σώµατος. Μονάδες 9 ίνονται: π=3,4 και g=0 m/s ΘΕΜΑ 4 ο Το κύκλωµα του σχήµατος αποτελείται από πηγή µε ΗΕ E= 00 V και άγνωστη εσωτερική αντίσταση r, από δυο αντιστάτες µε αντιστάσεις R και R ίσες µε 0Ω η καθεµιά και από σωληνοειδές µε ωµική αντίσταση R π = Ω, που έχει Ο 4 σπείρες/m και εµβαδό κάθε σπείρας 0 3 / π m. το κύκλωµα έχει αποκατασταθεί σταθερό ρεύµα και στον αντιστάτη R εκλύεται µε σταθερό ρυθµό θερµότητα J σε χρόνο 00 s. Να υπολογίσετε: α. την ένταση του ρεύµατος που διαρρέει την πηγή β. την εσωτερική αντίσταση της πηγής Μονάδες 6 γ. τη µαγνητική ροή που διέρχεται από µια σπείρα που βρίσκεται στο µέσον του σωληνοειδούς. ίνεται η σταθερά k µ = 0-7 Ν/Α και π=3,4. τη περίπτωση που στο αρχικό κύκλωµα είναι συνδεδεµένη παράλληλα µε τον αντιστάτη αντίστασης R µια θερµική συσκευή µε χαρακτηριστικά λειτουργίας «90 W - 30 V», να βρείτε: δ. την ωµική αντίσταση της συσκευής ε. την ισχύ που καταναλώνει η συσκευή στο κύκλωµα. Μονάδες 6 ΘΕΜΑ ο. Η σωστή απάντηση είναι το δ. Η σωστή απάντηση είναι το γ 3. Η σωστή απάντηση είναι το β 4. Η σωστή απάντηση είναι το α 5. α. φορτίου β. ειδική γ. ενέργεια δ. επαγωγικό ε. µηδέν ΑΠΑΝΤΗΕΙ 3

4 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΛΥΕΙ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΕΩΝ 004 ΘΕΜΑ ο.. Η σωστή απάντηση είναι το α ύµφωνα µε τον νόµο του Couomb: q q q q F=F = K () και F = K r ( r) 4q q () F K = F =F =F 4r.. Η σωστή απάντηση είναι το α Η αντίσταση ενός µεταλλικού αγωγού δίνεται από τη σχέση: R= ρ S Για τον αγωγό Α ισχύει: R = ρ () S Για τον αγωγό Β ισχύει: R = ρ () S Επειδή οι δύο αγωγοί είναι από το ίδιο υλικό και έχουν την ίδια θερµοκρασία είναι: ρ Α = ρ Β () S= S 'Οµως R = R p = p () S S = = S S.3. Η σωστή απάντηση είναι το γ L F W Αρχικά η σταγόνα ισορροπεί, άρα: r F= 0 F =w=mg E q=mg () V Η ένταση του οµογενούς ηλεκτρικού πεδίου δίνεται από την σχέση: E = L Αν µεγαλώσουµε την απόσταση µεταξύ των οπλισµών του πυκνωτή, διατηρώντας την τάση σταθερή, η F F () ένταση του οµογενούς ηλεκτρικού θα ελαττωθεί, δηλαδή: E < E < F <F q q F < mg άρα η σταγόνα θα κινηθεί προς τα κάτω.4. Η σωστή απάντηση είναι το β ύµφωνα µε το νόµο του Neumann: Φ Q= R το ηλεκτρικό φορτίο που µετατοπίζεται σε ορισµένη µεταβολή της µαγνητικής ροής είναι ανεξάρτητο από το χρόνο που διαρκεί η µεταβολή αυτή. 4

5 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΛΥΕΙ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΕΩΝ 004 ΘΕΜΑ 3 Ο α. Η εξίσωση της αποµάκρυνσης µιας αρµονικής ταλάντωσης δίνεται από τη σχέση: y=y 0 ηµωt υγκρίνοντας την παραπάνω εξίσωση µε αυτήν που µας δίνεται: y= 0,ηµ0t (SI) Παίρνουµε: y 0 = 0,m και ω= 0rad/s. π π π π Οµως ω= Τ= = T = sec Τ ω 0rad/s 5 β. Το µέτρο της µέγιστης ταχύτητας σε µια αρµονική ταλάντωση δίνεται από τη σχέση: U 0 = ω. Υ 0 U 0 = m/s. γ. Η περίοδος της ταλάντωσης ενός απλού εκκρεµούς δίνεται από την σχέση: T'=π g 3π 9 = π = 4 3π 5 g 5 g T'=3T= s 5 9g 9 0 = = = 0,9m ΘΕΜΑ 4 Ο a. Από τον νόµο του Joue για τον αντιστάτη R έχουµε: Q Q = I R t T = R t = 0Ω 00sec Ι = 6Α Ι=4Α. E β. Από τον νόµο του Ohm για κλειστό κύκλωµα παίρνουµε: I= R Όµως R ολ = R + R + R π + r r = 3Ω. ολ Ε 00V R = = R =5Ω ολ Ι 4 ολ γ. Η ένταση του µαγνητικού πεδίου στο µέσον του σωληνοειδούς δίνεται από τη σχέση: Β= 4π. Κ. µ n. I = 4π. 0 7 Ν/Α. 0 4 σπ. / Μ. 4. Α Β= 6π. 0 3 Tesa. Η µαγνητική ροή που διέρχεται από µια σπείρα στο µέσο του σωληνοειδούς είναι: Φ= S=6π 0 Τ m Φ = Wb π δ. R RΠ Α Β Γ R I R Ε,r Η ισχύς που καταναλώνει µια συσκευή δίνεται από την σχέση: P V = R = V R Ρ Όταν η τάση στα άκρα της είναι V = 30V η ισχύς που καταναλώνει είναι P =90w, άρα R = 0Ω. 5

6 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΛΥΕΙ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΕΩΝ 004 ε. Επειδή ο αντιστάτης R και η συσκευή έχουν συνδεθεί παράλληλα, η ισοδύναµη αντίστασή τους θα είναι: R R = + R, = R, =5Ω R R R R +R, Από τον νόµο του Ohm για κλειστό κύκλωµα παίρνουµε: E I'= I'=5 R +R +R + r,s π Η τάση στα άκρα της συσκευής είναι: V = I. R, V = 5V Άρα η ισχύς που καταναλώνει η συσκευή στο κύκλωµα είναι: P'= V Ρ '=6,5W δηλαδή η συσκευή υπολειτουργεί. R 6

7 ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΛΥΕΙ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΕΩΝ 004 7