ΤΕΣΤ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ, Κεφ.1 ο <<Δυνάμεις μεταξύ ηλεκτρικών φορτίων>> 14 Ερωτήσεις Αξιολόγησης για ΤΕΣΤ Θεωρίας. Εισηγητής: Γ. Φ. Σ ι ώ ρ η ς - Φυσικός 1. Ηλεκτρικό φορτίο 5Q έλκει ένα άλλο ηλεκτρικό φορτίο +2Q με δύναμη μέτρου F. Το φορτίο +2Q έλκει το φορτίο 5Q με δύναμη μέτρου: α) 2F β) 4F γ) F δ) F/2 Εξήγηση: Το μέτρο της αλληλεπίδρασης εξαρτάται ανάλογα από το γινόμενο των μέτρων των ηλεκτρικών φορτίων που αλληλεπιδρούν με δράση και αντίδραση. 2. Mε σκοπό να μετρήσουμε το μέτρο της έντασης σ ένα σημείο Μ ηλεκτρικού πεδίου τοποθετούμε στο σημείο αυτό δοκιμαστικό φορτίο +q. Αν στο σημείο Μ τοποθετηθεί ηλεκτρικό φορτίο q ' = +2q, η ένταση του πεδίου στο σημείο Μ: α) διπλασιάζεται β) υποδιπλασιάζεται γ) παραμένει η ίδια δ)τετραπλασιάζεται Εξήγηση: Το μέτρο της έντασης δεν εξαρτάται από το υπόθεμα που τοποθετούμε στο σημείο Μ, αφού η ένταση είναι ένα σταθερό πηλίκο δύναμης ανά φορτίο. 3. Ομογενές ηλεκτρικό πεδίο δημιουργείται γύρω από ακίνητο σημειακό θετικό ή αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Να επιλέξετε ή. 1 www.perignoseos.edu.gr
Εξήγηση: Γύρω από ακίνητα σημειακά φορτία δημιουργείται ηλεκτροστατικό ανομοιογενές συντηρητικό πεδίο Κουλόμπ, ενώ το ομογενές δημιουργείται ανάμεσα στους οπλισμούς επίπεδου πυκνωτή. 4. Η ηλεκτρική σταθερά Κ C που χρησιμοποιείτε στο νόμο του Coulomb, δεν έχει πάντα και παντού την ίδια τιμή. Να επιλέξετε ή. Εξήγηση: Η τιμή της σταθεράς αλλάζει από υλικό σε υλικό και από το σύστημα Μονάδων. Στο κενό και στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι Κ c = 9x10 9 N m 2 /C 2. 5. Ο Νόμος του Coulomb μπορεί να εφαρμοστεί ακόμη και για δύο σημειακά ηλεκτρικά φορτία που βρίσκονται βυθισμένα σε λάδι και αλληλεπιδρούν. Να επιλέξετε ή. Εξήγηση: Στο νόμο θα λάβουμε υπ όψη την τιμή της ηλεκτρικής σταθεράς Κηλ για το λάδι από σχετικούς πίνακες. 6. Δύο μικρές ακίνητες φορτισμένες σφαίρες απωθούνται μεταξύ τους με δύναμη F= 18 N. Διπλασιάζουμε ταυτόχρονα τα ηλεκτρικά φορτία των δύο σφαιρών καθώς και τη μεταξύ τους απόσταση r. Η απωθητική δύναμη μεταξύ τους τότε γίνεται: α) 6 Ν β) 9 Ν γ) 3 Ν δ) 18 Ν Εξήγηση: Η απωθητική δύναμη μεταξύ τους δεν αλλάζει, αφού το γινόμενο των ηλεκτρικών φορτίων τετραπλασιάζεται αλλά και η απόσταση διπλασιάζεται οπότε στο τετράγωνο, τετραπλασιάζεται ο παρονομαστής. Η δύναμη μένει ίδια. 7. Δύο φορτία +Q 1 και Q 2 =+2Q 1 βρίσκονται σε απόσταση 3r στα σημεία Α και Β αντίστοιχα. Αν σε σημείο Σ που βρίσκεται σε απόσταση r από το Α, Ε 1 το μέτρο της έντασης λόγω του φορτίου Q 1 και Ε 2 το μέτρο της +Q έντασης λόγω του φορτίου Q 2 τότε: 1 +Q 2 α)ε 1 =2 Ε 2, 3r 2 www.perignoseos.edu.gr A r Σ B
β) Ε 1 =Ε 2, γ) Ε 2 =2 Ε 1 Εξήγηση: Είναι Ε1= Κ Q1/r 2 και E2= Κ Q2/(2r) 2 = K 2Q1/4r 2 = K Q1/2r 2 = E1/2,άρα η ζητούμενη σχέση είναι η Ε1= 2 Ε2.- 8. Το ηλεκτρικό πεδίο των σχημάτων που προκύπτει από ίδια και αντίθετα ηλεκτρικά φορτία, θεωρείται ομογενές και στις δύο περιπτώσεις. Να επιλέξετε ή. Εξήγηση: Είναι και στις δύο περιπτώσεις ανομοιογενή πεδία γύρω από ακίνητα σημειακά ηλεκτρικά φορτία.- 9. Στην εικόνα φαίνεται : α) μία πρωτόγονη μπαταρία β) ένα παλιό θερμόμετρο γ) ένα παλιό αμπερόμετρο δ) ένας πρωτόγονος πυκνωτής Εξήγηση: Είναι μια φιάλη Λέϋντεν, που αποθηκεύει ηλεκτρικό φορτίο και ενέργεια, θεωρείται μια διάταξη που συσσώρευσε ηλεκτρικό φορτίο για πρώτη φορά. Στην καθαρεύουσα η φιάλη αυτή ονομάσθηκε <<Λουγουνδίνια Λάγηνος>>.- 3 www.perignoseos.edu.gr
10. Ένταση είναι το διανυσματικό φυσικό μέγεθος που ισούται με το πηλίκο της δύναμης που δέχεται ένα φορτίο προς το φορτίο αυτό. Αν η δύναμη διπλασιασθεί τότε έχει διπλασιασθεί και το φορτίο. Η Ένταση παραμένει ίδια κατά μέτρο. Η Ένταση είναι σαν διάνυσμα πάντα κάθετη στις νοητές δυναμικές γραμμές του πεδίου. Να επιλέξετε ή. Εξήγηση: Η Ένταση είναι σαν διάνυσμα πάντα εφαπτόμενη στις νοητές δυναμικές γραμμές του πεδίου. ( Η τελευταία διατύπωση ήταν ψευδής).- 11. Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα περιγράφει ποιοτικά τη συνάρτηση ηλεκτρικού φορτίου διαφοράς δυναμικού στις άκρες πυκνωτή; α) το α β) το β γ) το γ δ) το δ Εξήγηση: Το ηλεκτρικό φορτίο είναι ανάλογο της τάσης Q =C V, άρα το β.- ενός πυκνωτή. Ισχύει: 4 www.perignoseos.edu.gr
12. Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα περιγράφει ποιοτικά τη συνάρτηση έντασης απόστασης οπλισμών σε ομογενές ηλεκτροστατικό πεδίο ενός επίπεδου πυκνωτή αέρος με σταθερή τάση οπλισμών; α) το α β) το β γ) το γ δ) το δ Εξήγηση: Η ένταση στο εσωτερικό επίπεδου πυκνωτή είναι αντίστροφα ανάλογη της απόστασης των οπλισμών για τάση σταθερή. Ισχύει: Ε= V/L (Newton/m) ή (Volt/m) στο S.I. 13) Δύο μικρές σφαίρες από διαφορετικά υλικά με ηλεκτρικά φορτία q 1 = - 1 μc και q 2 = +10 μc βρίσκονται σε απόσταση r = 3m μεταξύ τους μέσα στον αέρα. Να υπολογίσετε το μέτρο της δύναμης που δέχεται κάθε σφαίρα από την άλλη. Δίνεται: Κ = 9. 10 9 Νm 2 /C 2 α) 10 +11 N β) 10-4 N γ) 3 10-4 N Εξήγηση: Με αριθμητική αντικατάσταση στο νόμο του Κουλόμπ F=K q 1. q 2 /r 2 = 10-4 N. 14) Δύο πολύ μικρές σφαίρες, με φορτίο q η καθεμία, βρίσκονται σε απόσταση r μεταξύ τους και αλληλεπιδρούν ηλεκτρικά. Αν F η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ των σφαιρών, να κάνετε τις επόμενες αντιστοιχίσεις, στην περίπτωση που το φορτίο κάθε σφαίρας γίνει q και η απόσταση μεταξύ τους γίνει r. Α) r =r, q =q/2 1) F =F/4 B) r =r, q =2q 2) F =4F Γ) r =r/2, q =2q 3 )F =16F Εξήγηση: Αντιστοιχίζω εύκολα έχοντας υπόψη το νόμο του Coulomb F= Kη λ. q. q / r 2 και F = Kη λ q. q / r 2 5 www.perignoseos.edu.gr