ΔΙΑΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 0-04 ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΕΝ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Α (ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 6/0/04 ΘΕΜΑ Α Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτσεις Α-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστ απάντηση. Α. Το δυναμικό σε σημείο Σ ενός ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από ακίνητο, σημειακό φορτίο - πηγ > 0 είναι. ν το φορτίο της πηγς αντικατασταθεί με άλλο σημειακό φορτίο /, το δυναμικό στο σημείο Σ είναι: α. /4 β. / γ. δ. 4 ( Μονάδες Α. Ο νόμος του oulomb ισχύει: α. για δύο ακίνητα σημειακά φορτία β. για δύο οποιαδποτε φορτισμένα σώματα γ. μόνο αν τα φορτία που αλληλεπιδρούν είναι ομώνυμα δ. για δύο σημειακές μάζες m και m ( Μονάδες Α. Οι δυναμικές γραμμές ενός ηλεκτροστατικού πεδίου: α. είναι πάντα παράλληλες μεταξύ τους β. απομακρύνονται από τα αρνητικά φορτία και κατευθύνονται προς τα θετικά. γ. δεν τέμνονται δ. σχεδιάζονται κατά τέτοιο τρόπο ώστε σε κάθε σημείο τους η ένταση να είναι κάθετη. Α4. Η ένταση ενός ηλεκτρικού πεδίου σε κάποιο σημείο του εξαρτάται από α. το φορτίο που φέρνουμε στο σημείο αυτό β. τη δύναμη που ασκείται σε φορτίο που φέρνουμε στο σημείο αυτό γ. την πηγ του ηλεκτρικού πεδίου δ. τη μάζα που φέρνουμε στο σημείο αυτό ( Μονάδες ( Μονάδες Α. Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας το γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό, για τη σωστ πρόταση, και τη λέξη Λάθος, για τη λανθασμένη. α Το δυναμικό ενός σημείου ενός ηλεκτροστατικού πεδίου είναι διανυσματικό μέγεθος. β Η φορά της έντασης ενός ηλεκτροστατικού πεδίου σ ένα σημείο του είναι η ίδια με την φορά της δύναμης που δέχεται θετικό δοκιμαστικό φορτίο που βρίσκεται σε εκείνο το σημείο. γ Μονάδα της έντασης ενός ηλεκτροστατικού πεδίου στο S.I είναι το Ν/s. Σελίδα από 7
ΔΙΑΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 0-04 δ Στο ομογενές ηλεκτροστατικό πεδίο η φορά της δύναμης που δέχεται ένα δοκιμαστικό φορτίο είναι ίδια με την φορά της έντασης σε οποιοδποτε σημείο του. ε Πεδίο oulomb ονομάζεται το πεδίο που δημιουργείται μεταξύ δύο όμοιων μεταλλικών πλακών που είναι φορτισμένες με αντίθετα φορτία.. β. α. γ.4 γ. α Λ, β Σ, γ Λ, δ Λ, ε Λ ( Μονάδες ΘΕΜΑ. Το φορτίο πηγ του παρακάτω σχματος δημιουργεί ηλεκτροστατικό πεδίο, η ένταση του οποίου στο σημείο Α έχει μέτρο Ε Α = 4 0 Ν/. To μέτρο της έντασης του πεδίου στο σημείο είναι ίσο με: α 0 β 0 Να επιλέξετε την σωστ απάντηση Να αιτιολογσετε την επιλογ σας. Σωστ απάντηση η β. (Μονάδες (Μονάδες Η ένταση του πεδίου στο σημείο Α δίνεται από την σχέση K Αντίστοιχα για το σημείο θα ισχύει: K K 4 Διαιρώντας κατά μέλη τις παραπάνω εξισώσεις προκύπτει: Ε Α 4 Ε Ε = 0 /. 4. To μέτρο της δύναμης oloumb μεταξύ δύο σημειακών φορτίων και q που βρίσκονται σε απόσταση r είναι F. Αν η απόσταση μεταξύ των δύο παραπάνω φορτίων γίνει r, το μέτρο της δύναμης oulomb μεταξύ τους θα γίνει: α 4F β Σελίδα από 7 F 4 γ F
ΔΙΑΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 0-04 Να επιλέξετε τη σωστ απάντηση. Να αιτιολογσετε την επιλογ σας. (Μονάδες (Μονάδες Σωστ απάντηση η β. Αρχικά: q F K r Τελικά: q F' K r F' K q 4r Διαιρώντας κατά μέλη τις παραπάνω εξισώσεις προκύπτει: F F 4 F' F' 4. Δυο σημειακά φόρτια =+ ο και =+4 ο βρίσκονται στα σημεία Α και ενός ευθύγραμμου τμματος μκους. Η ένταση του συνολικού πεδίου που δημιουργούν τα δύο φορτία είναι μηδέν σ ένα σημείο Σ του ευθύγραμμου τμματος (Α. Ο λόγος, των δυναμικών που προκαλούν σ εκείνο το σημείο τα φορτία και αντίστοιχα είναι ίσος με: α β Να επιλέξετε τη σωστ απάντηση. Να αιτιολογσετε την επιλογ σας. (Μονάδες Σωστ απάντηση η β. Έστω ότι το σημείο Σ απέχει από το φορτίο, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχμα. Σ - Εφόσον στο Σ η ένταση του συνολικού πεδίου έχει μηδενικ τιμ, θα ισχύει: Σελίδα από 7
ΔΙΑΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 0-04 0 Ε Ε = 0 Ε = Ε 4 o o 4 K K Άρα = - = - ( απορρίπτεται = = (δεκτ Συνεπώς για τα δυναμικά που προκαλούν τα δυο φορτία στο Σ θα ισχύει: o K K K και K K - K 4o K K - Διαιρώντας κατά μέλη τις παραπάνω εξισώσεις προκύπτει : ΘΕΜΑ Ακλόνητο σημειακό φορτίο = 4μ δημιουργεί ηλεκτρικό πεδίο. Σε απόσταση r = cm από το φορτίο αυτό βρίσκεται σημείο Α.. Να υπολογίσετε το μέτρο της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο Α.. Να υπολογίσετε το μέτρο της δύναμης που δέχεται δοκιμαστικό φορτίο q= μ, που τοποθετείται στο σημείο Α.. Να υπολογίσετε το δυναμικό του πεδίου στο σημείο Α. 4. Να υπολογίσετε το έργο της δύναμης του πεδίου κατά την μετακίνηση του φορτίου q από το σημείο Α έως ένα σημείο, που απέχει απόσταση r από το φορτίο. (Μονάδες 7 Δίνεται: K = 9 0 9 m /. Σελίδα 4 από 7
ΔΙΑΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 0-04 6 9 4 0. K 9 0 - r ( 0. F q. F 9 0 6 0 7 9 0 F= 90 6 9 4 0 K 9 0 - r 0 Α W 4. q όπου Fc K 90 r Α W 80 90 Άρα 6 ΘΕΜΑ Δ Fc 0 7 80 0,9J W Α Fc Στις κορυφές Α και του ορθογωνίου ισοσκελούς τριγώνου Α του παρακάτω σχματος, βρίσκονται ακλόνητα δύο σημειακά φορτία = 4μ και = -μ αντίστοιχα. ια τις κάθετες πλευρές του τριγώνου ισχύει (Α = ( = cm. Δ. Να υπολογίσετε το μέτρο της δύναμης oulomb ασκείται μεταξύ των φορτίων και. Δ. Να υπολογίσετε το μέτρο της έντασης του συνολικού ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργούν τα δυο φορτία στην κορυφ του τριγώνου. Δ. Να υπολογίσετε το δυναμικό του συνολικού ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργούν τα δυο φορτία στην κορυφ του τριγώνου. Δ4. Να υπολογίσετε τη δυναμικ ενέργεια φορτίου q= μ, που τοποθετείται στο σημείο καθώς και το απαιτούμενο έργο ώστε το φορτίο αυτό να μεταφερθεί από το σημείο έως το άπειρο. (Μονάδες 7 Σελίδα από 7
ΔΙΑΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 0-04 Δ. ια την δύναμη μεταξύ των φορτίων θα ισχύει: F K ( Α Όπου (Α = (Α +( (Α = cm ( Α 0 m Συνεπώς θα ισχύει : 6 9 4 0 0 F 9 0 - ( 0 Δ. 6 0 9 0 9 F 9 0-4 F 60 Ε Ισχύει ότι Ε Ε 6 9 4 0 K 9 0 - ( Α ( 0 6 9 0 K 9 0 - ( ( 0 Συνεπώς Ε 0 Ε 7 7 (4 0 ( Ε Ε Ε όπου: Ε 0 7 4 0 και 0 4 Δ. ια το δυναμικό του πεδίου στο σημείο ισχύει: 7 Ε 0-6 -6 9 4 0 9-0 B = + B K K B 9 0 9 0 - - Α 0 0 B 0 90 B 0 7 Σελίδα 6 από 7
ΔΙΑΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 0-04 Δ4. ια την δυναμικ ενέργεια του φορτίου q στο σημείο θα ισχύει: -6 UB B q UB 0 0 U B 0, J Το έργο της δύναμης του πεδίου κατά την μετακίνηση του φορτίου q, από τα σημείο έως το άπειρο είναι: B WFc B q UB 0,J ια το απαιτούμενο έργο ώστε το φορτίο να μετακινηθεί από τα σημείο έως το άπειρο ισχύει: W - W 0,J B Fc B απαιτ. W B απαιτ. Σελίδα 7 από 7