Xαράλαμπος Παπαθεοδώρου Φυσική Γ Λυκείου

Xαράλαμπος Παπαθεοδώρου Φυσική Γ Λυκείου Ομάδων Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών και Σπουδών Υγείας

Θέση υπογραφής δικαιούχου δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας, εφόσον η υπογραφή προβλέπεται από τη σύμβαση. Το παρόν έργο πνευματικής ιδιοκτησίας προστατεύεται κατά τις διατάξεις της ελληνικής νομοθεσίας (Ν. 2121/1993, όπως έχει τροποποιηθεί και ισχύει σήμερα) και τις διεθνείς συμβάσεις περί πνευματικής ιδιοκτησίας. Απαγορεύεται απολύτως η άνευ γραπτής αδείας του εκδότη κατά οποιονδήποτε τρόπο ή μέσο (ηλεκτρονικό, μηχανικό ή άλλο) αντιγραφή, φωτοανατύπωση και εν γένει αναπαραγωγή, εκμίσθωση ή δανεισμός, μετάφραση, διασκευή, αναμετάδοση στο κοινό σε οποιαδήποτε μορφή και η εν γένει εκμετάλλευση του συνόλου ή μέρους του έργου. Εκδόσεις Πατάκη Bιβλία για την εκπαίδευση Χαράλαμπος Παπαθεοδώρου, Φυσική Γ Λυκείου, Ομάδων προσανατολισμού θετικών σπουδών και σπουδών υγείας Ηλεκτρομαγνητισμός Διορθώσεις: Νάντια Κουτσουρούμπα Υπεύθυνος έκδοσης: Νίκος Κύρος DTP: Γιώργος Χατζησπύρος Copyright Σ. Πατάκης ΑΕΕΔΕ (Εκδόσεις Πατάκη) και Χαράλαμπος Παπαθεoδώρου, Αθήνα, 2019 Πρώτη έκδοση από τις Εκδόσεις Πατάκη, Αθήνα, Αύγουστος 2019 Κ.Ε.Τ. Γ534 Κ.Ε.Π. 584/19 ISBN 978-960-16-8359-1 Επικοινωνία με τον συγγραφέα Χαράλαμπο Παπαθεοδώρου: τηλ.: 210.61.30.139, 6937559171, e-mail: fidelso@yahoo.gr, papatheo.b@gmail.com blog: kopernikos1.blogspot.com ΠΑΝΑΓΗ ΤΣΑΛΔΑΡΗ (ΠΡΩΗΝ ΠΕΙΡΑΙΩΣ) 38, 104 37 ΑΘΗΝΑ, ΤΗΛ.: 210.36.50.000, 210.52.05.600, 801.100.2665, ΦΑΞ: 210.36.50.069 ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΔΙΑΘΕΣΗ: ΕΜΜ. ΜΠΕΝΑΚΗ 16, 106 78 ΑΘΗΝΑ, ΤΗΛ.: 210.38.31.078 YΠOKΑΤΑΣΤΗMA BOPEIAΣ EΛΛAΔAΣ: KOPYTΣAΣ (TEPMA ΠONTOY ΠEPIOXH B KTEO), 570 09 KAΛOXΩPI ΘEΣΣAΛONIKHΣ, Τ.Θ. 1213, ΤΗΛ.: 2310.70.63.54, 2310.70.67.15, ΦΑΞ: 2310.70.63.55 Web site: http://www.patakis.gr e-mail: info@patakis.gr, sales@patakis.gr

Στην εγγονή μου Σοφία

Πeριεχομενα Πρόλογος... 7 Ενότητα 1: ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ Κεφάλαιο 1: Μαγνητικό πεδίο... 11 Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού... 17 Κριτήριο Αξιολόγησης... 34 Κεφάλαιο 3: Μαγνητικό πεδίο κυκλικού ρευματοφόρου αγωγού... 37 Κριτήριο Αξιολόγησης... 52 Κεφάλαιο 4: Μαγνητικό πεδίο σωληνοειδούς... 55 Κριτήριο Αξιολόγησης... 70 Κεφάλαιο 5: Δύναμη Laplace... 73 Κριτήριο Αξιολόγησης... 105 Κεφάλαιο 6: Η ύλη μέσα στο μαγνητικό πεδίο... 107 Κεφάλαιο 7: Μαγνητική ροή...111 Κεφάλαιο 8: Ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή... 121 Κριτήριο Αξιολόγησης... 132 Κεφάλαιο 9: Επαγωγικό ρεύμα Κανόνας του Lenz Νόμος Neumann... 135 1o Κριτήριο Αξιολόγησης... 161 2o Κριτήριο Αξιολόγησης... 163 Κεφάλαιο 10: Ευθύγραμμος αγωγός κινούμενος σε ομογενές μαγνητικό πεδίο... 165 1o Κριτήριο Αξιολόγησης... 228 2o Κριτήριο Αξιολόγησης... 231 Κεφάλαιο 11: Στρεφόμενος αγωγός... 233 Κριτήριο Αξιολόγησης... 253 5

Φυσική Γ Λυκείου Ενότητα 2: ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ Κεφάλαιο 12: Εναλλασσόμενο ρεύμα... 257 Κριτήριο Αξιολόγησης... 284 1ο Επαναληπτικό Κριτήριο Αξιολόγησης... 289 2ο Επαναληπτικό Κριτήριο Αξιολόγησης... 292 3ο Επαναληπτικό Κριτήριο Αξιολόγησης... 295 Απαντήσεις ερωτήσεων Λύσεις ασκήσεων... 299 Απαντήσεις ερωτήσεων και λύσεις ασκήσεων του σχολικού βιβλίου... 357 6

Προλογοσ Στο βιβλίο αυτό παρουσιάζονται με αναλυτικό τρόπο οι νέες ενότητες της διδακτέας ύλης 2019-2020 της Φυσικής Γ Γενικού Λυκείου των Ομάδων Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών και Σπουδών Υγείας. Σε κάθε κεφάλαιο περιέχονται: Θεωρία με μορφή ερωτήσεων, ώστε ο μαθητής να επικεντρώνεται στο συγκεκριμένο θέμα. Παρατηρήσεις που βοηθούν τον μαθητή να κατανοήσει βασικά σημεία και να αποφύγει τυχόν «παγίδες» που θα τον οδηγήσουν σε λανθασμένη επίλυση. Οι παρατηρήσεις αυτές θα βοηθήσουν τον μαθητή ιδιαίτερα στην επανάληψη που θα κάνει για τις Πανελλαδικές εξετάσεις του Ιουνίου. Βασικές ασκήσεις υποδειγματικά λυμένες. Στη διαδικασία της επίλυσης παρουσιάζονται σε πλαίσιο «σημεία-κλειδιά» που βοηθούν τον μαθητή να βγάλει χρήσιμα συμπεράσματα και τα οποία μπορεί να χρησιμοποιήσει για τη λύση των ασκήσεων. Ερωτήσεις που καλύπτουν όλο το φάσμα της διδακτέας ύλης και βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση της θεωρίας. Ασκήσεις και Προβλήματα προς λύση, των οποίων το πλήθος και η πολυμορφία εξασφαλίζουν τη σωστή προετοιμασία του μαθητή. Κριτήρια αξιολόγησης για να ελέγξει ο μαθητής τις γνώσεις του. Μετά την ανάπτυξη των κεφαλαίων της διδακτέας ύλης, παρατίθενται τρία επαναληπτικά κριτήρια αξιολόγησης. Στο τέλος του βιβλίου βρίσκονται οι απαντήσεις στις ερωτήσεις και οι λύσεις των ασκήσεων, των προβλημάτων και των κριτηρίων αξιολόγησης, καθώς και οι απαντήσεις-λύσεις των ερωτήσεων-ασκήσεων του σχολικού βιβλίου. Ευχαριστώ όλους τους συναδέλφους και τους μαθητές μου που με τις παρατηρήσεις τους βοήθησαν στη συγγραφή του βιβλίου αυτού και ευελπιστώ στις υποδείξεις τους για την περαιτέρω βελτίωσή του. Ο συγγραφέας 7

ΕΝΟΤΗΤΑ 1 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ 01.indd 9 5/8/2019 23:25:07

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1O ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΦΑΣΜΑ ΡΑΒ ΟΜΟΡΦΟΥ ΜΑΓΝΗΤΗ ÌÔçÑÄç˼ÀçÆÖ ÊÈÌÇçÄÎÈÅ ÌÄÈÀçÒÍÎÍÓÄÒÍ ËÄçÐÈ̼ÑËÀÒÀçÑÈûÐÍÖçÉÀÈçÉ ÒÔçÀνç ÀÖÒ»çÒÍÎÍÓÄÒÍ ËÄçºÌÀÌçÐÀÁýËÍÐÅÍçËÀÆÌ»ÒÇçÏÑÒÄçÒÀçÐÈ̼ÑËÀÒÀçÌÀçËÀÆÌÇÒÈ ÑÒÍ Ì ç ÀÐÀÒÇÐÍ ËÄç½ÒÈ ç½òàìçõòöî»ñíöëäçäêàåð çòççæö ÊÈÌÇçÄÎÈÅ ÌÄÈÀ çòàçðè ̼ÑËÀÒÀçÎÀ¼ÐÌÍÖÌç˼ÀçÉÀÓÍÐÈÑ˺ÌÇçËÍÐÅ»çÎÍÖçļÌÀÈçÀÌ ÊÍÆÇçËÄçÀÖÒ»çÒÔÌçÃÖÌÀ ËÈÉÏÌçÆÐÀËËÏÌçÄ̽éçÇÊÄÉÒÐÈÉÍ çîäã¼íö ç ÇÊÀû çîð½éäèòàèçæèàçòèéçãöìàëèéºéç ÆÐÀË˺éçÄ̽éçËÀÆÌÇÒÈÉÍ çîäã¼íö ÀÆÌÇÒÈɽçÅ ÑËÀçÍÌÍË êäòàèçòíçñ ÌÍÊÍçÒÔÌçÃÖÌÀËÈÉÏÌçÆÐÀËËÏÌçÒÍÖçËÀÆÌÇ ÒÈÉÍ çîäã¼íö ÈçÎÄÐÈÍÕºéçÑÒÈéçÍÎͼÄéçÒÀçÐÈ̼ÑËÀÒÀçÒÍÖçÑÈûÐÍÖçÑÖÆÉÄÌÒÐÏÌÍÌÒÀÈçÎÄÐÈÑѽÒÄ ÐÍçÉÀÈçÄÎÍ˺ÌÔéçÉÀÈçÍÈçÃÖÌÀËÈɺéçÆÐÀË˺éçļÌÀÈçÎÈÍçÎÖÉ̺éçÍÌÍË êíìòàèçî½êíèç ÒÍÖçËÀÆÌ»ÒÇ ÓÄçËÀÆÌ»ÒÇéçºÕÄÈçà ÍçνÊÍÖé çîíöçíìíë êíìòàèçá½ðäèíéç çéàèçì½òèíéç 3 çî½êíé ç ÈÀÎÈÑÒÏÌÍÖËÄç½ÒÈ uç ÈçÍËÏÌÖËÍÈçνÊÍÈçÀÎÔÓÍ ÌÒÀÈ çäìïçíèçäòäðïìöëíèçºêéíìòàè uçç ÑÍçÀÎÍËÀÉÐÖ̽ËÀÑÒÄçÀνçÒÍÖéçνÊÍÖéçÉÀÈçÎÊÇÑÈ êíöëäçîðíéçòíçëºñíçòíöçëàæì»òç çíèçëàæìçòèéºéç ÃÖÌ ËÄÈéçÄèÀÑÓÄÌÍ Ì uçç ÈçËÀÆÌÇÒÈÉͼçνÊÍÈçÖÎ ÐÕÍÖÌçÎ ÌÒÍÒÄçÑÄçêÄÖÆ ÐÈÀ ç ÑÄéçÅÍкéçÉÀÈçÀÌçɽÂÍÖËÄçºÌÀÌçËÀÆÌ»ÒÇçÑÄçà Íç ˺ÐÇ çîðíé ÎÒÍÖÌçÎ ÌÒÍÒÄçà Íç̺ÍÈçËÀÆÌ»ÒÄé ç ÇÊÀû çãäìçëîíðí ËÄçÌÀçÀÎÍËÍÌÏÑÍÖËÄçºÌÀÌç˽ÌÍç νÊÍ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ - ΕΝΤΑΣΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕ ΙΟΥ ÀÆÌÇÒÈɽçÎÄüÍçÍÌÍË êäòàèçíçõïðíéçëºñàçñòíìçíîí¼íçäëåàì¼êíìòàèçëàæìçòèéºéçãöì ËÄÈé ÈéçËÀÆÌÇÒÈɺéçÃÖÌ ËÄÈéçÒÈéçÎÈÑÒÍÎÍÈÍ ËÄçÄ ÉÍÊÀçËÄçÒÇçÁÍ»ÓÄÈÀç˼ÀéçËÀÆÌÇÒÈÉ»éçÁÄʽÌÀé ç çãèä ÓÖÌ ÑÇçÒÍÖçÎÄüÍÖçÑÄçÉ ÓÄçÑÇËļÍçÒÍÖçļÌÀÈçÇçÃÈÄ ÓÖÌÑÇçÒÍÖç èíìàçòçéçáäê½ìàé ç½òàìçàöò»çä¼ìàèçäêä ÓÄÐÇç ÌÀçÉÈÌÇÓļ çäîäèã»çççëàæìçòèé»çáäê½ìàçîðíñàìàòíê¼êäòàèçëäçòíìç èíì çòçéçäåàîò½ëäìíçñäçé ÓÄçÑÇËļÍç ÒÔÌçÃÖÌÀËÈÉÏÌçÆÐÀËËÏÌ ÈÀçÌÀçÎÄÐÈÆÐ ÂÍÖËÄçºÌÀçËÀÆÌÇÒÈɽçÎÄüÍçÉÀÈçÌÀçÄÉÅÐ ÑÍÖËÄçÒÍçνÑÍçÈÑÕÖнçļÌÀÈ çäèñ ÆÍÖËÄçÒÍçÃÈÀÌÖ ÑËÀÒÈɽç˺ÆÄÓÍéç " çîíöçíìíë êäòàèçºìòàñççòíöçëàæìçòèéí çîäã¼íöç»çëàæìçòèé»çäîàæôæ» ç çºìòàñççòíöçëàæìçòèéí çîäã¼íöçä¼ìàèçºìàçãè ÌÖÑËÀçÄÅÀÎÒ½ËÄÌÍçÑÒÈéçÃÖÌÀËÈɺéçÆÐÀË˺éçÉÀÈçÇçÅÍÐ ç ÒÍÖçÑÖËμÎÒÄÈçËÄçÒÇçÅÍÐ çòôìçãöìàëèéïìçæðàëëïì 11 01.indd 11 5/8/2019 23:25:08

Φυσική Γ Λυκείου ΥΝΑΜΙΚΕΣ ΓΡΑΜΜΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕ ΙΟΥ ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ OERSTED 12

Κεφάλαιο 1: Μαγνητικό πεδίο (1) (2) ΥΝΑΜΗ ΠΟΥ ΑΣΚΕΙ ΜΑΓΝΗΤΗΣ ΣΕ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟ ΑΓΩΓΟ 13

Φυσική Γ Λυκείου ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ Ι ΙΟΤΗΤΩΝ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ (1) (2) 14

Κεφάλαιο 1: Μαγνητικό πεδίο ΤΡΟΠΟΙ ΑΠΟΜΑΓΝΗΤΙΣΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΤΡΟΠΟΙ ΜΑΓΝΗΤΙΣΗΣ ΥΛΙΚΩΝ N S 15

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2O ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟΥ ΑΓΩΓΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟΥ ΑΓΩΓΟΥ «ΑΠΕΙΡΟΥ ΜΗΚΟΥΣ» r B B 17

Φυσική Γ Λυκείου ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ 1 B B B B B 0 (Ι) 0 r (ΙΙ) 2 (1) (2) B 1 B B 1 1 B 2 1 2 B2 B 1 B 2 χ Z B 2 A Γ r 18

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού (1) (2) B B1 B 1 1 B2 B 2 1 2 B 2 B 2 Z χ B 1 A r Γ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ I 1 r 1 Γ I (1) μ 19

Φυσική Γ Λυκείου (1) 1 2 B 1 M B M B 2 (2) r I I B 1 B2 (1) (2) B B 1 1 B 2 1 2 B 1 χ r B 2 B 2 20

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού ΓΔ Ω ε Ω Ω Ω μ 21

Φυσική Γ Λυκείου α Ι Ι Ι 22

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ 23

Φυσική Γ Λυκείου B B B 0 (1) 0 (2) 0 (3) B B B 0 (1) r 0 r (2) 0 (3) r 24

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού r 1 A r 2 B ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ 1 2 r/3 Γ (1) (2) r 25

Φυσική Γ Λυκείου (1) (2) 1 2 r/2 Γ r Α Γ 1 2 (1) (2) r Γ r (1) (2) 1 2 r 26

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού ΑΣΚΗΣΕΙΣ Β( 10 4 Τ) 1 Β 2 0 2 4 r(cm) 27

Φυσική Γ Λυκείου 28

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού (1) (2) 1 2 r 29

Φυσική Γ Λυκείου (1) (2) 1 2 r 1 Γ r ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 30

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού (1) (2) 1 2 r (1) (2) 1 2 M r 31

Φυσική Γ Λυκείου (1) (2) (3) r 1 r 2 32

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού 33

Κριτήριο Αξιολόγησης ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Β Β 2 =4B 1 Β 1 0 1 2 (1) (2) 1 2 Γ r/4 B 1 r 34

(1) φ 1 2 (2) Κριτήριο Αξιολόγησης 35