This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
05.04.2019מתכונת י"ב תשע"ט
מתכונת בפיזיקה חשמל ומגנטיות
הוראות לנבחן
: שעתיים. משך הבחינהא.
: מבנה השאלון ומפתח הערכהב. שאלות בלבד.שלושבשאלון זה שש שאלות, ומהן עליך לענות על
33.3=100 נקודות; 33.33לכל שאלה x נקודות.3: חומר עזר מותר בשימושג.
: הוראות מיוחדותד.ייבדקו.(1) ענה על מספר שאלות כפי שנתבקשת. תשובות לשאלות נוספות לא
)התשובות ייבדקו לפי סדר הופעתן במחברות הבחינה.( ( בפיתרון שאלות שנדרש בהן חישוב, רשום את הנוסחאות שאתה משתמש בהן.2)
כאשר אתה משתמש בסימן שאינו מופיע בדפי הנוסחאות, כתוב במילים את פירוש הסימן. לפני שאתה מבצע פעולות חישוב, הצב את הערכים המתאימים בנוסחאות. רשום את התוצאה שקבלת ביחידות המתאימות. אי-רישום הנוסחה
או אי-ביצוע ההצבה או אי רישום היחידות עלולים להפחית נקודות מן הציון. ( ( כאשר אתה נדרש להביע גודל באמצעות נתוני השאלה, רשום ביטוי מתמטי3
הכולל את נתוני השאלה או חלקם; במידת הצורך אפשר להשתמש גם בקבועים.e או המטען היסודי gבסיסיים, כגון תאוצת הנפילה החופשית
עבור תאוצת הנפילה החופשית.2 מ' לשנייה10בחישוביך השתמש בערך של (4)יאפשרו(5) לא בטיפקס מחיקה או בעיפרון כתיבה בעט. תשובותיך את כתוב
ערעור. מותר להשתמש בעיפרון לסרטוטים בלבד )ראשי פרקים, חישובים וכדומה(. רשוםכטיוטה, בעמודים נפרדים, כל מה שברצונך לכתוב במחברת הבחינה בלבדכתוב
"טיוטה" בראש כל עמוד טיוטה. רישום טיוטות כלשהן על דפים שמחוץ למחברת הבחינה עלול לגרום לפסילת הבחינה!
1
הקיפו את מספרי השאלותשפתרתם
1 2 3 4 5 6
05.04.2019
05.04.2019מתכונת י"ב תשע"ט
ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר ומכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחת.
בהצלחה!
2
05.04.2019מתכונת י"ב תשע"ט
1 שאלה מספר
מונחים על משטח אופקי וחלק העשוי מחומר מבודד. המרחקB ו- Aשני כדורים מוליכים והוא נטען לפוטנציאלA rA = 4.5 cmביניהם גדול מאוד ביחס לרדיוסיהם. רדיוס כדור
.rB = 9 cm הוא B. רדיוס כדור 1000Vשל
מחברים את שני הכדורים באמצעות תיל מוליך דק וארוך. עליו מחוברים בטור מפסקואמפרמטר אידאלי.
ברגע. הוריית האמפרמטר B לכדור Aכשסוגרים את המפסק, מתחיל לזרום זרם מכדור =R. נתון שהתנגדותו הכוללת של התיל הינה , כמוצג באיור0.2A הינה +סגירת המפסק
2.5 k.
( חשב מה היה הפרש הפוטנציאלים בין הכדורים לפני סגירת המפסק והסבר1)א.איזה כדור היה
בפוטנציאל גבוה יותר. נק.(5) למטענובגודלו וסימנו זהה B( הראה שלפני סגירת המפסק ,מטענו של כדור 2)
. Aשל כדור פרט שיקוליך.
נק. (7) זמן רב לאחר סגירת המפסק, קבע עבור כל אחת מהנקודות הבאות, האם השדהב.
בכל נקודה גדל , קטן או לא השתנה ביחס לערכו לפני סגירת המפסק. נמק משיקולים
פיזיקליים בלבד. B ממרכז הכדור cm 12נקודה במרחק (1)
3
rB
0
- +
05.04.2019מתכונת י"ב תשע"ט
B ממרכז הכדור cm 4.5נקודה במרחק (2)
נק.(9 1/3) חשב כמה אלקטרונים עברו בתיל מרגע סגירת המפסק ועד זמן רב לאחר מכן. פרטג.
שיקוליך וחישוביך. נק.(12)
4
05.04.2019מתכונת י"ב תשע"ט
2 שאלה מספר
בתרשים מתואר מעגל חשמלי בו שני נגדים ,שלוש נורות , שני מפסקים וסוללה.
, היא , התנגדות הנורה היא , התנגדות הנורה התנגדות הנגד הקבוע היא
והיא, התנגדותו המקסימלית של הנגד המשתנה היא היא התנגדות הנורה
= .r וההתנגדות פנימית מתפלגת באופן אחיד לכל אורכו. לסוללה כא"מ
כל את המתח בין הדקי , בטא באמצעות פתוחסגור ומפסק מפסק כאשר א.
הסבר ופרט שיקוליך. . ו- מהמפסקים אחד נק.(8)
:כאשר שני המפסקים סגוריםב.
?A, כאשר הגררה מחוברת בנקודה או איזו נורה מאירה באור חזק יותר, (1) נמק משיקולים פיזיקליים.
נק.(4) היכן יש למקם את הגררה כדי שהזרמים דרך שני המפסקים יהיו שווים? פרט(2)
נק.(6שיקוליך. )
5
05.04.2019מתכונת י"ב תשע"ט
: סגור פתוח ומפסק בסעיפים הבאים מפסק
. האם נצילות הסוללה תגדל, תקטן אוB לנקודה A מעבירים את הגררה מנקודה ג. לא תשתנה? הסבר.
נק.(6)
. והתנגדות הנגד הקבוע היא מדדו ומצאו כי הכא"מ שווה ל-ד.
שניות, במצב בו הגררה נמצאת10במשך הנצרכת ע"י נורה האנרגיהחשב את . פרט חישוביך.B ל-Aבדיוק באמצע בין
נק.(9 1/3)
6
05.04.2019מתכונת י"ב תשע"ט
3 שאלה מספר
,הנעים2 ו- 1בתרשים א' משורטטים מסלולי שני חלקיקים, ,באותוAבתוך שדה מגנטי אחיד. תנועתם החלה מאותה נקודה
הכיוון. ידוע כי : .r2 שווה למחצית רדיוס המעגל הגדול r1רדיוס המעגל הקטן
זמן המחזור שלהערך המוחלט של מטעני שני החלקיקים זהה. לא ידועות. m1,m2 מסות החלקיקים תנועת שני החלקיקים זהה.
הזנח את כוח הכבידה הפועל על שני החלקיקים. ( הראה שזמן המחזור של מטענים הנעים בשדה מגנטי אינו1)א.
תלוי במהירותם ולא ברדיוס המסלול שלהם.
נק.(4)
נק.(3( מצא את יחס המסות של החלקיקים. נמק תשובתך. ) 2) נק.(3( מצא את יחס המהירויות של החלקיקים. נמק תשובתך. ) 3 )
בחר מבין הגרפים הבאים את הגרף שמתאר נכונה את תלות האנרגיה הקינטית שלב. נק.(4החלקיקים בזמן. נמק בחירתך. )
t
kE
t
kE
2גרף 1גרף
t
kE
t
kE
4גרף 3גרף
T=10−9זמן המחזור של כל אחד משני החלקיקים שווה ל sגודלו של השדה המגנטי הוא . B=0.2Tהוא 1של חלקיק . רדיוס המעגל r1=30 μm( 1μm=10−6m).
q1מצא את המטען הסגולי )ג.m1
.r1( של החלקיק שרדיוס מסלולו
נק.(2 1/3)
7
תרשים א'
A
xxxxxx
xxxxxxxxxxxxxxxxxx
xx
xxxxxxxxxxxxxxxxxx
xx
b aמקור מתח ממשת
נה
05.04.2019מתכונת י"ב תשע"ט
, כיוון וקטור המהירות שלו מצביע "למעלה" במישור הדף.A נמצא בנקודה 1כשחלקיק ? נמק.1( מהו סימן המטען של חלקיק 1 . )ד נק.(3)
1( מצא את השדה החשמלי )גודל וכיוון( שיש להפעיל על מנת לגרום לחלקיק 2)לנוע
. פרט שיקוליך.A בהתמדה החל מרגע שהוא עובר בנקודה נק.(7)
, מפעילים את השדה החשמלי שמצאת בסעיףA כאשר שני החלקיקים חולפים בנקודה ה.(2ד )
האם בהמשך תנועתם שדה זה יבצע עבודה על החלקיקים? נמק תשובתך לכל חלקיק נק.(7בנפרד. )
4 שאלה מספר
תלמידים תכננו ניסוי במטרה לחקור את הכוח המגנטי המופעל על תיל נושא זרם , כתלות בעצמת הזרם דרך התיל. כדי ליצור שדה מגנטי אחיד באזור התיל, התלמידים
לתוךבחרו להשתמש בסילונית המחוברת אל מקור מתח קבוע. הם הכניסו את התיל הסילונית והניחו אותו על מאזניים אלקטרונים )שהוכנסו גם הם לתוך הסילונית,
במקביל לרצפה(. ראה איור.
כדי לשלוט על עצמת הזרם דרך התיל הישר, התלמידים חיברו אותו אל מקור מתחמשתנה באמצעותו ניתן לשנות את עצמת הזרם.
התלמידים בצעו סדרת מדידות. בכל מדידה הם שינו את עצמת הזרם העובר דרך התיל המונח על המאזניים. הם רשמו את עצמת הזרם ובהתאם את הוריית המאזניים
המכוילים ליחידות של ניוטון. בטבלה הבאה רשומות תוצאות המדידות.
8
מערכת הניסויבמבט על
05.04.2019מתכונת י"ב תשע"ט
זרם(Nהוריית המאזניים ))אמפר(
10.05020.04130.02940.02050.011
( התלמידים רצו שהכוח המגנטי שיופעל על התיל המונח על המאזניים1)א.יהיה מקסימלי .
לכן, הם הניחו את התיל על המאזניים כמוראה באיור. הסבר מדוע. נק.(3)
דרך, קבע האם כיוון הזרם העובר לפי התוצאות הרשומות בטבלה(2) מקור המתח
הסבר ופרט שיקוליך.a ל- ?b או מ b ל- a הוא מהמשתנה נק.( 5)
כתוב ביטוי פרמטרי המתאר את תלות הכוח הנורמלי המופעל על המאזניים ע"יב. , מספר הליפופים ליחידתI2, עצמת הזרם בסילונית, I1התיל בעצמת הזרם בתיל,