ΔΙΓΩΝΙΣΜ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 03-04 ΜΘΗΜ / ΤΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙ: 6/03/04 ΘΕΜ Οδηγία: Να γράψετε στ τετράδιό σας τν αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις -4 και δίπλα τ γράμμα π αντιστιχεί στη σωστή απάντηση.. Ηλεκτρόνι εκτξεύεται από τν αρνητικά φρτισμέν πλισμό επίπεδ πκνωτή, παράλληλα στις δναμικές γραμμές τ μγενύς ηλεκτρικύ πεδί π δημιργείται στ εσωτερικό τ. ν η βαρτική δύναμη π ασκείται στ ηλεκτρόνι θεωρηθεί αμελητέα: α) τ ηλεκτρόνι θα εκτελέσει μαλή κκλική κίνηση. β) η επιτάχνση τ ηλεκτρνί θα είναι μόρρπη των δναμικών γραμμών τ πεδί. γ) τ ηλεκτρόνι θα εκτελέσει εθύγραμμη μαλή κίνηση. δ) τ ηλεκτρόνι θα εκτελέσει εθύγραμμη μαλά επιταχνόμενη κίνηση.. Η δύναμη Lorentz: α) ασκείται σε φρτισμένα σωματίδια π κινύνται μέσα σε ηλεκτρικά πεδία. β) αξάνει τ μέτρ της ρμής φρτισμέν σωματιδί π κινείται εντός μαγνητικύ πεδί. γ) μπρεί να μεταβάλλει την κατεύθνση αλλά όχι και τ μέτρ της ταχύτητας φρτισμέν σωματιδί π κινείται εντός μαγνητικύ πεδί. δ) ελαττώνει την κινητική ενέργεια φρτισμέν σωματιδί π κινείται εντός μαγνητικύ πεδί. 3. Ηλεκτρικά δέτερ σωματίδι εκτξεύεται εντός μγενύς μαγνητικύ πεδί, κάθετα στις δναμικές γραμμές. ν η βαρτική δύναμη π ασκείται στ σωματίδι θεωρηθεί αμελητέα, τ σωματίδι θα εκτελέσει: α) εθύγραμμη μαλή κίνηση β) εθύγραμμη μαλά επιταχνόμενη κίνηση γ) εθύγραμμη μαλά επιβραδνόμενη κίνηση δ) μαλή κκλική κίνηση.4 Η περίδς της κκλικής κίνησης π θα εκτελέσει φρτισμέν σωματίδι π κινείται μέσα σε μγενές μαγνητικό πεδί, κάθετα στις δναμικές γραμμές: α) είναι ανεξάρτητη της ταχύτητας περιστρφής τ σωματιδί. β) είναι ανάλγη της ταχύτητας περιστρφής τ σωματιδί. γ) είναι ανάλγη της ακτίνας της περιστρφής τ σωματιδί. Σελίδα από 5
ΔΙΓΩΝΙΣΜ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 03-04 δ) είναι ανεξάρτητη τ φρτί τ σωματιδί..5 Οδηγία: Να γράψετε στ τετράδιό σας τ γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό, για τη σωστή πρόταση, και τη λέξη Λάθς, για τη λανθασμένη. α) Η δναμική ενέργεια σστήματς δ αρνητικά φρτισμένων σωματιδίων είναι αρνητική. β) Ένα ακίνητ πρωτόνι μπρεί να τεθεί σε κίνηση από ένα μαγνητικό πεδί. γ) Εθύγραμμη μαλή κίνηση εκτελεί φρτισμέν σωματίδι π κινείται μέσα σε μγενές μαγνητικό πεδί, όταν η διεύθνση της ταχύτητας τ είναι παράλληλη στη διεύθνση της έντασης τ πεδί. δ) Η δύναμη π ασκεί τ μαγνητικό πεδί σε κινύμεν φρτί έχει διεύθνση κάθετη στη ταχύτητα τ σωματιδί και στην ένταση τ μαγνητικύ πεδί. ε) Η ταχύτητα φρτισμέν σωματιδί π κινείται κάθετα στις δναμικές γραμμές μγενύς μαγνητικύ πεδί μεταβάλλεται. ΘΕΜ Β Β. Ένα θετικά φρτισμέν σωματίδι φρτί +Q είναι ακλόνητ ( σνεχώς ακίνητ) στην θέση, όπως φαίνεται στ σχήμα. πό πλύ μακριά ( άπειρη απόσταση ) εκτξεύεται ένα αρνητικά φρτισμένα σωματίδι, φρτί -Q με ταχύτητα μέτρ και κατεύθνση πρς την θέση. Η απόσταση από τη θέση, όπ τ σωματίδι φρτί - Q απκτά ταχύτητα μέτρ είναι ίση με: +Q -Q k Q k Q 3k Q α) x, β) x, γ) x 3 όπ η μάζα τ αρνητικά φρτισμέν σωματιδί και k η ηλεκτρική σταθερά. Η βαρτική δύναμη π ασκείται στα σωματίδια θεωρηθεί αμελητέα: ( Μνάδες 3) Σελίδα από 5
ΔΙΓΩΝΙΣΜ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 03-04 Β. Πρωτόνι (μάζας p, φρτί +e) και σωμάτι α (μάζας 4 p, φρτί +e) αφήννται διαδχικά χωρίς αρχική ταχύτητα, στ ίδι σημεί τ μγενύς ηλεκτρικύ πεδί π δημιργείται ανάμεσα σε δ παράλληλες πλάκες, φρτισμένες με αντίθετα φρτία. ν η κινητική ενέργεια τ πρωτνί, όταν φθάνει στην αρνητική πλάκα είναι ίση με Κ και τ σωματί α με Κ, λόγς είναι ίσς με: α) β) γ) ( Μνάδες ) Β3. Στ εργαστήρι πρηνικών ερενών CERN παρατηρήθηκαν ι τρχιές π διέγραψαν δύ φρτισμένα σωματίδια, τ σωματίδι () και τ σωματίδι (). Τα σωματίδια εκτξεύθηκαν τατόχρνα, κάθετα στις δναμικές γραμμές μγενύς μαγνητικύ πεδί από τ ίδι σημεί και είχαν πηλίκ φρτί πρς μάζα και αντίστιχα. πό την παρατήρηση πρέκψε ότι τ σωματίδια διέγραψαν μόρρπες κκλικές τρχιές ακτίνας R και R αντίστιχα με R = R και επέστρεψαν τατόχρνα στ σημεί βλής. Η παρατήρηση ατή απτπώθηκε στ παρακάτω σχήμα. A B i) Για τ λόγ των πηλίκων φρτί πρς μάζα των δ σωματιδίων ισχύει: α. β. γ. ( Μνάδες ) Σελίδα 3 από 5
ΔΙΓΩΝΙΣΜ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 03-04 ( Μνάδες 3) ii) Ο λόγς των μέτρων των ταχτήτων εισόδ των σωματιδίων στ πεδί για τα δ σωματίδια ήταν: α) β) γ) ( Μνάδες ) ( Μνάδες 3) ΘΕΜ Γ Ένα πρωτόνι με φρτί και μάζα σγκρατείται σε απόσταση r 9c από ακίνητ σωματίδι φρτί Q μ C. Να βρείτε: Γ. Τη δναμική ενέργεια τ σστήματς των δ σωματιδίων. Γ. ν τ πρωτόνι αφεθεί ελεύθερ, να πλγίσετε τ μέτρ της ταχύτητας τ σε απόσταση από τ φρτί Q. Γ3. Nα πλγίσετε τ μέτρ της μέγιστης ταχύτητας π θα απκτήσει τ πρωτόνι κατά την διάρκεια της κίνησής τ. Γ4. Τ πρωτόνι εισέρχεται με τη μέγιστη ταχύτητα π απέκτησε, σε μγενές μαγνητικό πεδί έντασης μέτρ Β= π 0-6 Τ. Να πλγίσετε τν αριθμό των περιστρφών π θα εκτελέσει τ σωματίδι σε χρνικό διάστημα Δt = 00 s. ( Μνάδες 7) Η επίδραση τ πεδί βαρύτητας να θεωρηθεί αμελητέα Δίνεται:. Σελίδα 4 από 5
ΔΙΓΩΝΙΣΜ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 03-04 ΘΕΜ Δ Πρωτόνι μάζας =,6 0-7 kg και φρτί =+,6 0-9 C εισέρχεται στην περιχή ΓΔΚΖΓ όπ επικρατεί μγενές μαγνητικό πεδί έντασης Β=0 - Τ, με ταχύτητα κάθετη στις μαγνητικές γραμμές και κάθετη στη ΔΚ. Τ σωματίδι διαγράφει τεταρτκύκλι μέχρι τ σημεί Ο, όπ και εξέρχεται από τ μαγνητικό πεδί με ταχύτητα μέτρ =0 6 /s. Στ σημεί Ο πάρχει μικρή πή μέσω της πίας τ σωματίδι εισέρχεται σε μγενές ηλεκτρικό πεδί π σχηματίζεται ανάμεσα σε δύ παράλληλες μεταλλικές πλάκες ΖΛ και ΜΝ, με ταχύτητα παράλληλη στις δναμικές τ γραμμές. Τ πεδί έχει ένταση μέτρ Ε=,5 0 3 Ν/C και φρά όπως φαίνεται στ σχήμα. Γ B Ο Ζ 0 Ε Μ Δ Κ Δ. Να πλγίσετε την κινητική ενέργεια τ πρωτνί τη στιγμή π εισέρχεται στ μαγνητικό πεδί από τ σημεί. (Μνάδες 5) Δ. Να πλγίσετε την ακτίνα της τρχιάς π διαγράφει τ πρωτόνι στ μαγνητικό πεδί. (Μνάδες 5) Δ3. ν η διαφρά δναμικύ μεταξύ των πλακών ν η διαφρά δναμικύ μεταξύ των πλακών ΖΛ και ΜΝ είναι ίση με -5000 V να πλγίσετε την ταχύτητα με την πία φτάνει τ πρωτόνι στην πλάκα ΜΝ. (Μνάδες 7) Δ4. Να πλγίσετε τν σνλικό χρόν κίνησης τ πρωτνί από τη στιγμή π μπήκε στ μαγνητικό πεδί, μέχρι τη στιγμή π έφτασε στην πλάκα ΜΝ. (Μνάδες 8) Η επίδραση τ πεδί βαρύτητας να θεωρηθεί αμελητέα Δίνεται π=3,4. Σελίδα 5 από 5 Λ Ν