Comments
Description
Transcript
תטיסרבינוא ןב ןוירוג
אוניברסיטת בן גוריון בנגב תאריךהמבחן:61בפברואר1064 פרופ'יוריליובבסקי שםהמרצה: שםהמתרגל :דניאלדהן מבחןבקורס :פיסיקה 1 102-6-6446 מס'קורס: תשע"ד,סמסטרא',מועדב' שנה : משךהבחינה :שלוששעות מחשבוןבלבד . חומרעזר: ענו על כל 71השאלות. לשאלות 7-71ישמשקלשל4נקודותלשאלה.בכלשאלהכזאתמוצגותמספר אפשרויותלתשובה("מבחןאמריקאי").ספקורקתשובהאחת,אותהישלסמןעל הדףהתשובות . רק הסימונים בדף התשובות יבדקו .כל סימון אחר לא יתקבל . לשאלות פתוחות 71ו71ישמשקלשל10נקודותלשאלה .עליהןישלענות במפורטהמחברתהבחינה. בהצלחה! אוניברסיטת בן גוריון בנגב דף תשובות לשאלות 7-71 סמנואתתשובתכםבברורעלידיהקפתהאותהמתאימהבשדךזה . מספרנבחן:______________ 6 א ב ג ד ה 1 א ב ג ד ה 2 א ב ג ד ה 4 א ב ג ד ה 5 א ב ג ד ה 1 א ב ג ד ה 4 א ב ג ד ה 8 א ב ג ד ה 9 א ב ג ד ה 60 א ב ג ד ה 66 א ב ג ד ה 61 א ב ג ד ה 62 א ב ג ד ה 64 א ב ג ד ה 65 א ב ג ד ה אוניברסיטת בן גוריון בנגב .1מטעןחיוביQמונחמחוץלגוףניטרלימוליך.בכלמקוםבתוךהגוף,השדההחשמלישנוצר ע"יהמטעניםהחשמלייםבגוףפונה: א) לכיווןהמעטפתשלהגוף. ב) הרחקמהמעטפתשלהגוף. ג) לכיוון.Q ד) הרחקמ.Q ה) אףתשובהאינהנכונה. .2מעטפתחלולהממתכתמוטענתבפוטנציאל.Vהפוטנציאלבמרכזההוא: א) .V ב) .0 ג) .–V ד) .2V ה) V מפוזרעלקליפה(לאדקה)כדוריתמוליכה.מטעןנקודתישל .3מטעןשל במרכזהחללשבקליפה.המטעןעלהשפההחיצוניתשלהקליפהבקולוןהוא: א .-4 ב .-2 ג .0 ד .+2 ה . +4 מונח .4ניתןלהגדילאתהקיבולשלקבללוחותבאמצעות: א. ב. ג. ד. ה. צבירתמטעןנוסף ריקוןמטען הגדלתההפרדהביןהלוחות קירובהלוחות צמצוםשטחהלוחות .5שנילוחותקבלמרוחקיםבמרחק.dהקבלמחוברלמקורמתח .V0הקבלממולאבחומר דיאלקטריעםקבועדיאלקטרייחסי.מהוהשדההחשמליביןלוחותהקבל? א .V0d ב .V0d ג .V0/d ד .V0/d ה .) V0/(d אוניברסיטת בן גוריון בנגב .6בציורהבאנתוןכיביןהדקימקורמתחמודדיםVAB=600 V,ביןהדקיצרכןמודדים VCD=580 Vוזרםעלהתילנמדד100 A.מהוההספקהמבוזבזבתיליםהמחבריםבין המקורמתחלביןהצרכן? מקור מתח A B C צרכן D א .1 kW ב. ג. ד. ה. 2 kW 58 kW 59 kW 60 kW .7קצהאחדשלחוטהעשוימ Nichromeעםאורך2Lושטחחתךשל Aמחוברלחוטאחר העשויגםכןמNichromeאורכוהואLושטחהחתךהינו.2Aהפוטנציאלבקצההחופשי התילהארוךהינו,8 Vוהפוטנציאלבקצההחופשישלהתילהקצרהינו .1 Vהפוטנציאל בנקודותהחיבורהינהבערך: א .2.4V ב .3.3V ג .4.5V ד .5.7V ה . 6.6V .8חלקיקבעלמסהmומטען,qנכנסעםמהירותvלאזורבושוררשדהמגנטיאחידבמרחב ,Bכמתוארבאיור.החלקיקפוגעבקירבמרחק.dאםחלקיקאחרעםאותהמסה,מטענו גדולפישתייםונכנסעםאותההמהירות,מהיהיההמרחקבויפגעהחלקיקבקיר? א2d . ב . 2d אוניברסיטת בן גוריון בנגב ג. ד. ה. d d 1 2 0.5d .9פרוטוןנעבכיווןzחיובי.לאחרשהואהואץע"יהפרשפוטנציאל.Vהפרוטוןעוברדרךאזור עםשדהחשמליאחידEבכיווןxחיוביושדהמגנטיאחידBבכיווןyחיובי,אבלכיווןתנועתו שלהפרוטוןלאמשתנה.אםהניסויהיהחוזרעלעצמועםאותםנתונים,אךהפרש הפוטנציאלההתחלתיהינו,2Vבכניסתהפרוטוןלאזורבויששדהמגנטיוחשמלי: א .הואמוסטבכיווןxחיובי ב .הואמוסטבכיווןxשלילי ג .הואמוסטבכיווןyחיובי ד .הואמוסטבכיווןyשלילי ה .הואלאמוסטכלל .11באיורמתוארשניתיליםארוכיםמאודעםזוויתישרהבניהם,שניהםנושאותזרםזהה.I כיווןהזרםמתוארבאיור.מהוסךהשדההמגנטיבנקודה.P(כמוכןמערכתהצירים מתוארתבאיור). 0 I א . xˆ yˆ 2 a I ב . ˆ- 0 z 2 a ג. 0 0 I ד . ˆz 2 a 0 I ה . xˆ yˆ 2 a - אוניברסיטת בן גוריון בנגב .11תילאינסופיעםזרםI1עוברדרך מרכזהטבעתעםזרם,I2כמתוארבאיור.התילהאינסופי מאונךלמשטחשלהטבעת.מהמתאראתהכוחשהתילהאינסופימפעילעלהטבעת? א. ב. ג. ד. ה. החוצה,יחסיתהטבעת פנימה,יחסיתהטבעת למעלהלאורךהזרםI1 למטהיחסיתלזרםI1 אפס .61מעגלמלבנינמצאבמישורמאונךלשדהמגנטיאחיד.מתחיליםלסובבאתהמעגלמסביבלאחד הצלעותבתדירות.fהכא''מהמושרהמקסימליכאשר: א .שטףהמגנטידרךהמלבןהוא0 ב .השטףהמגנטידרךהמלבןהואמקסימלי ג .השטףהמגנטידרךהמלבןהואחצימערכוהמקסימלי ד .נגזרתלפיהזמןשלהשטףהמגנטידרךהמלבןהיא0 ה .איןתשובהנכונה .62הקבלבמעגלהינוטעוןבהתחלה.אםהמתגSנסגרבזמן,t=0איזהגרףמתארנכונהאת הזרםבמעגלכפונקציהשלהזמן?(הנחכיהקבלוהמשרןהינםאידאליםכלומרללאהתנגדות) אוניברסיטת בן גוריון בנגב ב) א) ד) ג) ה) .64מכפלהבעלתיחידותשל:(מהירות= )V א .V2 ב .V1/2 ג .1/V ד .1/V2 ה .1/V1/2 .65מוטבעלאורךשלמטרעוברלידצופהעםמהירותשל0.8ממהירותהאור.מנקודתהמבטשל הצופה,מהוהזמןהדרושכדישהמוטיעבורדרךהצופה? א .1.6ns ב .2.5ns ג .4.2ns אוניברסיטת בן גוריון בנגב ד .6.9ns ה .8.3ns .61משולששווה-צלעותעםאורךצלעaעשוימחוטעםשטחחתךAוהתנגדותסגוליתמוכנסעם מהרותקבועהvלאזורy>0שבושוררשדהמגנטיקבועBמאונךלמישורהמשולש. א) מצא\יאתהזרםהמושרהכפונקציהשלהזמן.60נק' ב) מצא\יאתהכוח(כפונקציהשלזמן)הדרושכדילהכניסאתהמשולשעםמהרות קבועה.v60נקי r .17נתוןכדורלאמוליךברדיוס Rטעוןבצפיפותמטען R1 1 0 .הכדורמוקףע''יקליפהכדורית מוליכהדקהבעלתרדיוםR2הנמצאתבפוטנציאלVכאשרהפוטנציאלבאינסוףהינואפס.חשב\י אתהפוטנציאלושדההחשמליבכלהמרחבומטעןעלהקליפה. פתרון שאלה 17 נשתמש בעקרון סופרפוזציה ,סך השדה יהיה שדה של הכדור Er1ושדה של הקליפה Er2 מכיוון שיש לנו סיטמריה כדורית נשתמש בחוק גאוס עבור הכדור: { ⃗ = 4πkQin ⃗ ds E ρ0 r · 4πr2 dr R1 ∫ ∫r dq = 4πk 4πr2 Er1 = 4πk 0 , r < R1 , r > R1 πkρ0 r2 R1 πkρ R3 kq1 = r02 1 r2 { = Er1 מכיוון שיש לנו סיטמריה כדורית נשתמש בחוק גאוס עבור הקליפה: ⃗ = Qin ⃗ ds E ∫ ε0 { 4πr2 Er1 = 4πk dq { 0 , r < R2 Er2 = kq2 , r > R2 r2 כדי למצוא את המטען נמצא את הפוטנציאל ונשווה לפוטנציאל Vהנתון πkρ0 R13 + kq2 =V = (Er1 + Er2 ) dr R2 ∫R2 ∫R2 ⃗ =− ⃗ · dr E ∞ φ(R2 ) = − ∞ R2 V = q2 − πρ0 R13 k לכן השדה החשמלי במרחב לפי עקרון סופרפוזציה הינו )נציין במפורש שהכיוון הינו רדיאלי מהראשית ונציב את המטען שמצאנו(: πkρ r2 0 R1 3 , r < R 1 Er = Er1 + Er2 = πkρr02R1 , R1 < r < R2 R2 V , R2 < r r2 מכאן נמצא את הפוטנציאל במערכת : , r < R1 , R1 < r < R2 , R2 < r πkρ0 R13 R2 πkρ r3 4πkρ R2 0 1 0 +V − − 3R31 + 3 πkρ0 R1 πkρ0 R13 = Er dr + V − R2 r R2 V r א ∫r ∫r ⃗ =− ⃗ · dr E ∞ φ(r) = − ∞