שם התלמיד/ה : בית הספר: המורה בחמד"ע : 8 במאי 008 פיזיקה / י"ב מבחן בפיזיקה במתכונת מבחן בגרות חשמל הוראות לנבחן ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר ומכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד א ב ג ד משך הבחינה: 05 דקות מבנה השאלון: בשאלון זה חמש שאלות, ומהן עליך לענות על שלוש שאלות בלבד לכל שאלה - חומר עזר מותר בשימוש: הוראות מיוחדות: = 00 נקודות נקודות; מחשבון נספח נתונים ונוסחאות בפיזיקה המצורף לשאלון () ענה על מספר שאלות כפי שנתבקשת תשובות לשאלות נוספות לא ייבדקו (התשובות ייבדקו לפי סדר הופעתן במחברת הבחינה) () בפיתרון שאלות שנדרש בהן חישוב, רשום את הנוסחאות שאתה משתמש בהן (כאשר אתה משתמש בסימן שאינו מופיע בדפי הנוסחאות, רשום את פירוש הסימן במילים) לפני שאתה מבצע פעולות חישוב, הצב את הערכים המתאימים בנוסחאות אי-רישום הנוסחה או אי-ביצוע ההצבה עלולים להפחית נקודות מהציון רשום ביחידות המתאימות את התוצאה המתקבלת () כאשר אתה נדרש להביע גודל באמצעות נתוני השאלה, רשום ביטוי מתמטי הכולל את נתוני השאלה או חלקם; במידת הצורך אפשר להשתמש גם בקבועים בסיסיים, כגון תאוצת הנפילה החופשית g או מהירות האור בריק c (4) בחישובך השתמש בערך m 0 לתאוצת הנפילה החופשית s (5) כתוב את תשובותיך בעט כתיבה בעיפרון או מחיקה בטיפקס לא יאפשרו ערעור מותר להשתמש בעיפרון לסרטוטים בלבד בהצלחה! שאלה
V נתון המעגל החשמלי שבשרטוט, המורכב מסוללה, נגד, R =00Ω נגד משתנה (ריאוסטט), R מכשירי מדידה אידיאליים ומפסקים המחוברים על ידי תילי חיבור שהתנגדותם זניחה כשהמפסקים סגורים, הם מהווים מוליכים חסרי- התנגדות בהתחלה מכוונים את ערכו של R ל- 500 Ω א כאשר כל המפסקים פתוחים, הוריית הוולטמטר היא V במצב זה: S D G S H N S A ε,r C B R R () מהו הפרש הפוטנציאלים בין הנקודות G ו- N? נמק () מהו הפרש הפוטנציאלים בין הנקודות C ו- H? נמק ב סוגרים את המפסק במצב זה? S ג כאשר סוגרים גם את המפסק של 09A S S בלבד מה יהיה המתח על המפסק S (בין שתי הנקודות D ו- G), בנוסף ל- () מהו המתח כעת על המפסק S? () מהי ההתנגדות הפנימית r של הסוללה? ד סוגרים גם את המפסק S (כעת כל המפסקים סגורים) ) S נשאר פתוח) האמפרמטר מורה זרם 4) נקודות ( מהי נצילות מקור המתח כאשר? R = 500Ω מקטינים את ערכו של R ל- 0 במצב זה, כאשר כל שלושת המספקים סגורים: ה /) 4 נקודות) () מהו מתח ההדקים של הסוללה? () מה תהיה הוריית האמפרמטר?
שאלה נתון מעגל המורכב משני קבלי לוחות, שני נגדים, מקור מתח אידיאלי ומפסקים בתחילה שני המפסקים פתוחים נתון: ε =8V,C = µf,c = 6µF,R = 6Ω, R = Ω (ראה שרטוט) סוגרים את המפסק S ) S נשאר פתוח) וממתינים זמן רב א (6 נקודות) () חשב את המטען על כל קבל () חשב את האנרגיה החשמלית האגורה במערכת מהו המתח V ab על המפסק הפתוח S? נמק () ב ג אחרי ש- S היה סגור זמן רב, סוגרים גם את S וממתינים שוב זמן רב () בכמה השתנה, אם בכלל, המטען על כל קבל יחסית לערכו לפני סגירת S? (6 נקודות) () אם לאחר מכן מקרבים פי את לוחות הקבל C וממתינים זמן רב, כיצד ישתנה, אם בכלל, המתח על כל אחד משני הקבלים? נמק אחרי ששני המפסקים היו סגורים זמן רב, פותחים את המפסק S בלבד וממתינים שוב זמן /) 6 נקודות) רב מה יהיה לאחר מכן המתח על כל קבל? נמק
b o o a שאלה קבוצת תלמידים ביצעו ניסוי בעזרת המעגל הנתון באיור הם רשמו את הוריות מכשירי המדידה R C A V R וסרטטו ארבעה גרפים שני גרפים עבור כל אחד ממצבי המפסק הדו-כיווני ידוע, ש- C=µF, R =000Ω, ε = 5V הגרפים, כדרכם של חלק מהתלמידים, לא היו ε מושלמים לא נרשמו כותרות הגרפים וכותרות הצירים באיור - שלושה מארבעת הגרפים: איור II 0006 0005 0004 000 000 000 0 0 000 0004 0006 0008 00 6 5 4 0 I 0 000 0004 0006 0008 00 6 5 4 III איור 0 0 000 0004 0006 0008 00 עבור כל אחד משלושת הגרפים הנתונים ציין והסבר כיצד קבעת: (8 נקודות) () מהם הגדלים הפיזיקליים המיוצגים בכל ציר? (6 נקודות) () האם הגרף התקבל מהמדידות עם המפסק היה במצב a או במצב b? (7 נקודות) () חשב באמצעות הגרפים, במידת הדיוק האפשרית, את התנגדות הנגד R א ב סרטט את הגרף הרביעי ורשום עליו את כותרת הגרף וכותרות הצירים כמו כן, רשום את /) 6 נקודות) הערכים הרלוונטיים על כל ציר () סרטט גרף איכותי של מתח על הנגד R כפונקציה של הזמן במהלך טעינת הקבל ורשום (6 נקודות) את הערכים הרלוונטיים על כל ציר 4
שאלה 4 חלקיק בעל מסה m ומטען חיובי q נכנס לאזור, המסומן בריבוע,ABCD בו שורר שדה מגנטי הניצב למישור הריבוע החלקיק נכנס לתוך הריבוע דרך נקודה E שהיא אמצע צלע AB ובמאונך לה, במהירות v אורך הצלע של הריבוע a א ב ג ד ה בטא את תשובותיך לסעיפים הבאים באמצעות הפרמטרים v a, q, m, או חלק מהם ידוע שהחלקיק יוצא מהאזור ABCD דרך אמצע צלה BC כשכיוון מהירותו מאונך ל- BC () מהו כיוון השדה המגנטי? /) נקודות) () מהו גודל עוצמת השדה המגנטי? בטא את זמן התנועה של החלקיק בשדה המגנטי האם הכוח המגנטי מבצע עבודה על החלקיק בעת תנועתו? אם כן - חשב אותה, אם לא - הסבר מדוע על מנת שהחלקיק יצא מאזור השדה ABCD דרך הצלע,AB האם צריכים להגדיל או להקטין את עוצמת השדה? נמק מכניסים דרך אותה הנקודה מטען שלילי, השווה ל- v, ובאותה מהירות m חלקיק אחר, בעל אותה מסה E q השדה נשאר זהה לזה שחישבת בסעיף א () () בטא את רדיוס מסלול החלקיק באמצעות a אך () דרך איזה צלע של הריבוע ABCD עוזב חלקיק זה את אזור השדה המגנטי? נמק D C A E B 5
שאלה 5 באיור נתון מוט CD המונח על שני מוטות קשיחים KN ו- PQ המשופעים בזוית α ביחס למישור האופקי בין הקצוות K ו- P של המוטות מחובר מקור מתח אידיאלי המספק מתח V ברגע שמניחים את המוט CD על שני המוטות המשופעים נסגר מעגל חשמלי בכל האזור בו נמצאת B r אנכית (ניצבת למישור האופקי); מערכת המוטות שורר שדה מגנטי חיצוני אחיד שעוצמתו השדות המגנטיים הנוצרים על ידי הזרמים הזורמים במערכת המוטות זניחים לשלושה המוטות KN,CD ו- PQ התנגדות ליחידת אורך (Ω/m) λ ולשני התילים המחברים את מקור המתח לנקודות K ו- P התנגדות זניחה למוט CD מסה m וכוחות החיכוך הפועלים בינו לבין המוטות המשופעים - זניחים המוט CD ממוקם כך ש- KC = CD = PD = a א ב ג ד ה כתוב ביטוי לעוצמת הזרם הזורם במעגל, באמצעות נתוני השאלה בטא את גודל הכוח המגנטי הפועל על המוט CD וציין מהו כיוונו בשני מקרים: r () שדה המגנטי B מכוון כלפי מעלה, 4) נקודות ( B r מכוון כלפי מטה () השדה המגנטי מהו כיוון השדה המגנטי שיכול לגרום לכך שהמוט CD יישאר במנוחה? נמק כאשר המוט CD נשאר במנוחה, () סרטט, במבט מהצד, תרשים הכוחות הפועלים על המוט CD () רשום ביטוי של גודל השדה, B, הנדרש על מנת להחזיק את המוט CD במנוחה נתונים: a = 50cm,m = 5kg, λ = 0 Ω/m,V = 00V אם גודל עוצמת השדה המגנטי /) 5 נקודות) הוא T, חשב את הזווית α שבה המוט CD יישאר מנוחה V K P B r D C α Q N 6