ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΜΑΡΤΙΟΥ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ... ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:... /... / 01, ΤΜΗΜΑ :... ΒΑΘΜΟΣ:... ΘΕΜΑ 1 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση στις παρακάτω ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής. 1) Ηλεκτρόνιο εκτοξεύεται από σημείο (Σ) ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου με αρχική ταχύτητα u 0 αντίρροπη προς τις δυναμικές του γραμμές. Θεωρώντας το βάρος του ηλεκτρονίου αμελητέο, η κίνηση που θα εκτελέσει θα είναι: α) ευθύγραμμη ομαλή β) ομαλή κυκλική γ) ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη δ) επιταχυνόμενη με μειούμενη επιτάχυνση ) Ο κανόνας του Lenz είναι συνέπεια: α) της αρχής διατήρησης της μάζας β) της αρχής διατήρησης της ενέργειας γ) της αρχής διατήρησης της ορμής δ) της αρχής διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου 3) Δύο ηλεκτρόνια εκτοξεύονται ταυτόχρονα από το ίδιο σημείο (Ζ) ομογενούς μαγνητικού πεδίου έντασης Β κάθετα στις δυναμικές του γραμμές. Αν το δεύτερο ηλεκτρόνιο εκτοξευτεί με διπλάσια ταχύτητα από το πρώτο τότε τα δύο ηλεκτρόνια θα διαγράψουν κυκλικές τροχιές: α) ίδιας ακτίνας β) ίδιας συχνότητας γ) διαφορετικής περιόδου δ) τετραπλάσιας ακτίνας το δεύτερο ηλεκτρόνιο από το πρώτο 4) Αν η μαγνητική ροή που διέρχεται μέσα από ένα από έναν κλειστό αγώγιμο δακτύλιο ακτίνας r αυξάνεται με σταθερό ρυθμό τότε η ηλεκτρεγερτική δύναμη που δημιουργείται στον δακτύλιο: α) είναι σταθερή β) αυξάνεται γ) μειώνεται δ) είναι μηδέν 5) Να χαρακτηρίσετε κάθε μια από τις παρακάτω προτάσεις ως σωστή ή λανθασμένη. α) τα επαγωγικά ρεύματα έχουν τέτοια φορά ώστε να αντιτίθενται στο αίτιο που τα προκαλεί. β) Μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο τα ηλεκτρόνια κινούνται αυθορμήτως προς σημεία υψηλοτέρου δυναμικού. Σελίδα 1 από 5
γ) Σε ακίνητα ηλεκτρικά φορτία που βρίσκονται σε ομογενές μαγνητικό πεδίο ασκείται δύναμη Lorentz. δ)όταν φορτισμένο σωματίδιο κινείται κάθετα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου εκτελώντας κυκλική κίνηση, το έργο της δύναμης Lorentz είναι μηδέν. ε) Η ηλεκτρεγερτική δύναμη που επάγεται στα άκρα ευθύγραμμου αγωγού μήκους (L),που κινείται με ταχύτητα (u) κάθετα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου έντασης (B), ισούται με E=BLu. ΘΕΜΑ 1.α) Τρία πρωτόνια βρίσκονται ακίνητα τοποθετημένα στις κορυφές ισοπλεύρου τριγώνου ΑΒΓ,πλευράς (d).το σύστημα των τριών φορτίων έχει αρχικά δυναμική ενέργεια (U).Αν διπλασιαστούν και οι τρεις πλευρές του τριγώνου ταυτόχρονα τότε η δυναμική ενέργεια του συστήματος των φορτίων στη νέα τους θέση θα: α) διπλασιαστεί β) υποδιπλασιαστεί γ) υποτριπλασιαστεί δ) τριπλασιαστεί ΜΟΝΑΔΕΣ 1.β) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας ΜΟΝΑΔΕΣ 6.α) Ένα θετικό ηλεκτρικό φορτίο (q 1 =q) μάζας (m) εκτοξεύεται με αρχική ταχύτητα (u 0 ) προς ένα δεύτερο ακλόνητα στερεωμένο θετικό ηλεκτρικό φορτίο q =q.τα δύο φορτία βρίσκονται αρχικά σε μεγάλη απόσταση και πρακτικά δεν αλληλεπιδρούν. Η ελάχιστη απόσταση (d) που θα πλησιάσει το πρώτο φορτίο τον ακλόνητο στόχο είναι: kq α) d mu 0 4kq β) d mu 0 mu0 γ) d kq Όπου k η ηλεκτρική σταθερά. ΜΟΝΑΔΕΣ.β) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. ΜΟΝΑΔΕΣ 6 3.α) Ένα θετικό φορτίο q 1 μάζας m 1 =m εισέρχεται με ταχύτατα u 1 κάθετα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου έντασης B.Ένα δεύτερο θετικό φορτίο q μάζας m =m εισέρχεται με ταχύτατα u κάθετα στις δυναμικές γραμμές του ίδιου μαγνητικού πεδίου. Αν τα δυο φορτία έχουν ίσες περιόδους και ίσες ακτίνες κυκλικών τροχιών (T 1 =T και R 1 =R ) τότε για τις δυνάμεις Lorentz 1 και που ασκούνται στα δύο φορτία ισχύει: Σελίδα από 5
α) 1 1 β) 1 γ) 1 1 3.β) Αιτιολογήστε την απάντησή σας ΜΟΝΑΔΕΣ ΘΕΜΑ 3 Δυο παράλληλοι οριζόντιοι αγωγοί Αx και Γy μεγάλου μήκους και αμελητέας αντίστασης συνδέονται στα άκρα τους Α, Γ με αντιστάτη αντίστασης R 1 =15Ω.Ευθύγραμμος μεταλλικός αγωγός ΚΛ μάζας m=0.5 kg, μήκους L=1m και αντίστασης R =5Ω βρίσκεται σε συνεχή επαφή με τους αγωγούς Αx και Γy και μπορεί να ολισθαίνει χωρίς τριβές παραμένοντας κάθετος σ αυτούς. Η όλη διάταξη βρίσκεται σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=Τ του οποίου οι δυναμικές γραμμές είναι κάθετες στο επίπεδο που ορίζουν οι αγωγοί. Αρχικά o μεταλλικός αγωγός ΚΛ είναι ακίνητος και τη χρονική στιγμή t=0s ασκείται σε αυτόν σταθερή εξωτερική δύναμη =4N,παράλληλη στους αγωγούς Αx και Γy. α) Να υπολογιστεί η οριακή (μέγιστη) ταχύτητα που θα αποκτήσει ο αγωγός καθώς και η τάση V ΚΛ στα άκρα του μετά τη σταθεροποίηση της ταχύτητάς του. β) Να υπολογιστεί η ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή στον αγωγό καθώς και το ρεύμα που τον διέρρεε τη χρονική στιγμή t 1 που η ταχύτητά του ήταν ίση με το ένα τέταρτο της οριακής του ταχύτητας. γ) Να υπολογιστεί η επιτάχυνση του αγωγού τη χρονική στιγμή t 1. δ) Να υπολογιστεί ο ρυθμός μεταβολής της κινητικής ενέργειας του αγωγού τη χρονική στιγμή t 1. Κάποια στιγμή η εξωτερική δύναμη καταργείται οπότε ο αγωγός ΚΛ αρχίζει να επιβραδύνεται και στη συνέχεια σταματά. Σελίδα 3 από 5
Να υπολογίσετε: ε) Τη θερμότητα Q που εκλύθηκε στα ωμικά μέρη του κυκλώματος από τη στιγμή κατάργησης της εξωτερικής δύναμης μέχρι την ακινητοποίηση του αγωγού. ΘΕΜΑ 4 Θετικό ηλεκτρικό φορτίο q=10-4 C με μάζα m=*10-6 kg αφήνεται χωρίς αρχική ταχύτητα στο σημείο (Σ) του ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου του σχήματος έντασης (E).Η επιτάχυνση που αποκτά το φορτίο στο ηλεκτρικό πεδίο ισούται με a=0.5*10 5 m/s και το έργο της ηλεκτρικής δύναμης που το επιταχύνει ισούται με W=0.01joule.Το ηλεκτρικό πεδίο εκτείνεται σε μήκος (L).Στη συνέχεια το φορτίο διατρέχοντας το ηλεκτρικό πεδίο εισέρχεται από το σημείο (M) μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης B= Tesla,κάθετα στις δυναμικές γραμμές του και αφού διαγράψει ημικυκλική τροχιά εξέρχεται από αυτό από το σημείο (Λ). α) Να υπολογίσετε την ταχύτητα u Μ με την οποία εξέρχεται το σωμάτιο από το ηλεκτρικό πεδίο στο σημείο (M) καθώς και τη διαφορά δυναμικού V ΣΜ στα άκρα του ηλεκτρικού πεδίου. β) Να υπολογίσετε την ακτίνα της τροχιάς και την περίοδο κίνησης του φορτίου κατά την κίνησή του στο μαγνητικό πεδίο. γ) Να υπολογίσετε το συνολικό μήκος της τροχιάς που διέγραψε το φορτίο και στα δύο πεδία. δ) Να υπολογίσετε τον συνολικό χρόνο κίνησης του φορτίου στα δύο πεδία. ε) Να υπολογίσετε το μέτρο της μεταβολής της ορμής και τη μεταβολή της κινητικής ενέργειας του σωματιδίου μεταξύ των σημείων εισόδου (M) και εξόδου (Λ) από το μαγνητικό πεδίο. (Το βάρος του φορτίου θεωρείται αμελητέο.) Σελίδα 4 από 5
ΝΑ ΕΧΕΤΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ! Οδηγίες Προσοχή: όλες τις απαντήσεις θα τις μεταφέρετε στην κόλλα αναφοράς που θα παραλάβετε, χρησιμοποιώντας τον αριθμό του θέματος και της ερώτησης δίπλα από κάθε απάντηση. Διάρκεια διαγωνίσματος: τρείς (3) ώρες Χρόνος δυνατής αποχώρησης: μετά την παρέλευση δύο () ωρών από την έναρξη της εξέτασης. Κάθε απάντηση επιστημονικά τεκμηριωμένη, είναι αποδεκτή. ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ! ΗΛΙΟΠΟΥΛΟΣ ΗΛΙΑΣ Σελίδα 5 από 5