בגנב ןוירוג ןב תטיסרבינוא

‫אוניברסיטת בן גוריון בנגב‬
‫‏תאריך‏המבחן‪:‬‏‪82‬‏בינואר‏‏‪8023‬‏ ‏‬
‫שמות‏המרצים‪:‬‏ד"ר‏גנדי‏כוגנוב‪,‬‏מר‏בן‏ילין ‏‬
‫שמות‏המתרגלים‪:‬‏מרט‏ספקטור‪,‬‏ערן‏אברהם‪,‬‏יוסי‏נאור ‏‬
‫מבחן‏בקורס‪:‬‏‏‏פיסיקה‏‪8‬‏ב ‏‬
‫מס'‏קורס‪:‬‏‏‪ 803-2-2192‬‏‬
‫שנה‪:‬‏‏תשע"ג‪,‬‏סמסטר‏‏א'‪ .‬‏‬
‫משך‏הבחינה‪:‬‏‏שלוש‏שעות‪ .‬‏‬
‫חומר‏עזר‪:‬‏מחשבון‏‪+‬‏דף‏נוסחאות‏מצורף‪ .‬‏‬
‫‏‬
‫‏‬
‫‏‏ ‏‬
‫ענו על כל ‪ 71‬השאלות‪.‬‬
‫לשאלות ‪7-71‬‏יש‏משקל‏של‏‪1‬‏נקודות‏לשאלה‪.‬‏בכל‏שאלה‏כזאת‏מוצגות‏מספר‏‬
‫אפשרויות‏לתשובה‏("מבחן‏אמריקאי")‪.‬‏ספקו‏רק‏תשובה‏אחת‪,‬‏אותה‏יש‏לסמן‏על‏‬
‫הדף‏התשובות‪.‬‏יש‏לענות‏על‏כל‏השאלות‏‪ .2-21‬‏‬
‫רק הסימונים בדף התשובות יבדקו ‪.‬כל סימון אחר לא יתקבל‪.‬‬
‫לשאלות הפתוחות ‪16-17‬‏יש‏משקל‏של‏‪20‬‏נקודות‏כל‏אחת‪.‬‏יש‏לענות‏על‏שתיהן‏‬
‫בצורה‏מסודרת‪.‬‬
‫‏‬
‫‏‬
‫בהצלחה!‬
‫אוניברסיטת בן גוריון בנגב‬
‫דף תשובות לשאלות ‪7-71‬‬
‫‏‬
‫סמנו‏את‏תשובתכם‏בברור‏על‏ידי‏הקפת‏האות‏המתאימה‏בשדך‏זה‪ .‬‏‬
‫‏‬
‫מספר‏נבחן‏‪:‬‏______________ ‏‬
‫‏‬
‫‪1‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪2‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪3‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪4‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪5‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪6‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪7‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪8‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪9‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪11‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪11‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪12‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪13‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪14‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‪15‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫‏‬
‫‏‬
‫‏‬
‫‪I‬‏‬
‫אוניברסיטת בן גוריון בנגב‬
‫‪.1‬‬
‫איזה מהגרפים הבאים מייצג את השדה החשמלי כפונקציה של המרחק ממרכז כדור מוליך טעון בעלת רדיוס ‪?R‬‬
‫גג‬
‫אא‬
‫בב‬
‫דד‬
‫הה‬
‫‪.2‬‬
‫איזה מהגרפים הבאים מייצג את הפוטנציאל החשמלי כפונקציה של המרחק ממרכז כדור מוליך טעון בעלת רדיוס ‪?R‬‬
‫‪φ‬‬
‫‪φ‬‬
‫‪φ‬‬
‫ג‬
‫א‬
‫ב‬
‫‪φ‬‬
‫‪φ‬‬
‫ה‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫ד‬
‫קבל המורכב מ‪ 2‬ספרות קונצנטריות ברדיוסים ‪ a‬הפנימי ו‪ b‬החיצוני‪ ,‬מהו הקיבול?‬
‫א‪.‬‬
‫‏‬
‫ב‪.‬‬
‫‏‬
‫ג‪.‬‬
‫‏‬
‫ד‪.‬‬
‫‏‬
‫ה‪.‬‬
‫‏‬
‫‪a‬‬
‫‪b‬‬
‫נתון מערכת קבלים כמתואר באיור‪.‬מטעינים את הקבלים זמן רב עד אשר קבל ‪ 1‬טעון במטען‬
‫?‬
‫ו‬
‫אם נתון כי‬
‫המתחים‬
‫א‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫‏‬
‫‏‬
‫‏‬
‫‏‬
‫‏‬
‫‪ .‬מהו הפרש‬
‫אוניברסיטת בן גוריון בנגב‬
‫‪.5‬‬
‫שכן מפעיל את הרדיו שלו‪ ,‬אשר פועל על ‪ 7W ,9V‬בפול ווליום (ומפריע לשכניו הסטודנטים ללמוד)‪ ,‬משעה ‪ 11‬בבוקר‬
‫ועד ‪ 3‬בצהריים‪ .‬כמה מטען עבר ברדיו בזמן זה?‬
‫א‪ .‬‏‪14,111C‬‬
‫ב‪ .‬‏‪3559C‬‬
‫ג‪ .‬‏‪7,111C‬‬
‫ד‪ .‬‏‪336,111C‬‬
‫ה‪ .‬‏‪18,111C‬‬
‫‪.6‬‬
‫כדור מוליך לא טעון תלוי ע"י חוט‪ .‬כאשר מקרבים אל הכדור מוט טעון חיובית העשוי מחומר מבודד‪ ,‬הכדור נמשך אל‬
‫המוט‪ .‬הסיבה לכך היא‪:‬‬
‫א‪ .‬‏הכדור נטען במטען חיובי בגלל השראה‪.‬‬
‫ב‪ .‬‏הכדור נטען במטעו שלילי בגלל השראה‪.‬‬
‫ג‪ .‬‏מספר האלקטרונים בכדור גדול ממספר האלקטרונים במוט‪.‬‬
‫ד‪ .‬‏הדיפולים בכדור מסתובבים לכיוון המוט‪.‬‬
‫ה‪ .‬‏האלקטרונים החופשיים בכדור מתקרבים לכיוון המוט‪.‬‬
‫‪.7‬‬
‫נתונים שני מוליכים מאותו חומר ובעלי אותו אורך ‪ .‬המוליך ‪ A‬הינו מוליך גלילי מלא‬
‫בעל רדיוס ‪ ,1m‬ואילו ‪ B‬הינו גליל חלול בעל רדיוס פנימי ‪ 1m‬ורדיוס חיצוני ‪2m‬‬
‫(כלומר גליל מלא ברדיוס ‪ 2m‬שמתוכו הוציאו קדח ברדיוס ‪ .)1m‬הזרם מועבר בשני‬
‫הגלילים לאורכם (בכיוון ציר הסימטריה של הגלילים)‪ .‬מהו יחס בין ההתנגדויות‬
‫‪? RA / RB‬‬
‫א‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫‪.8‬‬
‫‪.9‬‬
‫‏‪1‬‬
‫‏ √‬
‫‏‪2‬‬
‫‏‪3‬‬
‫‏אף תשובה אינה נכונה‬
‫בתמונה מחובר מטען ‪ q‬בעל מסה ‪ m‬ע"י חוט מבודד באורך ‪ L‬התלוי בזוית‬
‫אינסופי מבודד טעון‪ .‬מהי צפיפות המטען במוט?‬
‫א‪.‬‬
‫‏‬
‫ב‪.‬‬
‫‏‬
‫ג‪.‬‬
‫‏‬
‫ד‪.‬‬
‫‏‬
‫ה‪.‬‬
‫‏‬
‫‪I‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫ביחס למוט‬
‫שני כדורים מוליכים טעונים מרוחקים מאוד זה מזה‪ .‬הכדורים בעלי רדיוסים ‪ R1=2m‬ו ‪ R2=1m‬ומטען ‪ Q1=4Q‬ו ‪-‬‬
‫‪ Q2=5Q‬בהתאמה‪ .‬מחברים את הכדורים בחוט מוליך דק‪ .‬מהי התפלגות המטען החדשה?‬
‫א‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫‏‪Q2=3Q‬‬
‫‏‪Q2=4Q‬‬
‫‏‪Q2=6Q‬‬
‫‏‪Q2=7Q‬‬
‫‏‪Q2=5Q‬‬
‫‪Q1=6Q‬‬
‫‪Q1=5Q‬‬
‫‪Q1=3Q‬‬
‫‪Q1=2Q‬‬
‫‪Q1=4Q‬‬
‫אוניברסיטת בן גוריון בנגב‬
‫‪ .11‬המעגל מורכב מחצאי עיגול ברדיוסים ‪ a‬ו ‪ ,b‬הזרם במעגל ‪ .i‬מה גודלו של השדה המגנטי ‪ B‬בנקודה ‪? P‬‬
‫א‪ .‬‏‬
‫ב‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫‪0i a  b‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ab‬‬
‫‪0i a  b‬‬
‫‏‬
‫‪4 ab‬‬
‫‪0i ab‬‬
‫‏‬
‫‪2 ab‬‬
‫‪0i ab‬‬
‫‏‬
‫‪2 a 2  b2‬‬
‫‪0i‬‬
‫‏‬
‫)‪2 (a  b‬‬
‫‪ .11‬רצועת מתכת בעלת אורך ‪ 6.5 cm‬ורוחב ‪ 0.88 cm‬נעה במהירות קבועה דרך שדה מגנטי‬
‫‪ 1.2 mT‬המאונך לרצועה כמתואר בציור‪ .‬הפרש הפוטנציאלים הנמדד בין נקודות ‪ x‬ו ‪y-‬‬
‫הוא ‪ .20µV‬מהי המהירות ‪ v‬של רצועת המתכת?‬
‫א‪ .‬‏‪0.09 m/s‬‬
‫ב‪ .‬‏‪0.45 m/s‬‏‬
‫ג‪ .‬‏‪0.9 m/s‬‬
‫ד‪ .‬‏‪1.6 m/s‬‬
‫ה‪ .‬‏‪1.89 m/s‬‬
‫‪ .12‬באיור שלוש מערכות זרמים (שתי זוגות ושלישיה)‪ .‬כל הלולאות נושאות אותו זרם בכיוונים מסומנים בחצים‪.‬‬
‫דרג את שלוש המערכות לפי עוצמת השדה מגנטי‪ ,‬מקטן לגדול (הקטן ביותר‬
‫הוא התשובה השמאלית‪ ,‬הגדול ביותר הוא התשובה הימנית)‪ ,‬בנקודה‬
‫אמצעית על הציר‪.‬‬
‫א‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫‏‪1, 2, 3‬‬
‫‏‪3, 2, 1‬‬
‫‏‪1, 3, 2‬‬
‫‏‪2, 3, 1‬‬
‫‏‪3, 1, 2‬‬
‫‪ .13‬נתון ריבוע נושא זרם עם אורך צלע ‪ a‬המונח על מישור ‪ xy‬כך שראשית הצירים נמצאת במרכז הריבוע‪ .‬לאורך איזה‬
‫מסלול יכול מטען לנוע מבלי להרגיש כוח מגנטי בכלל?‬
‫א‪ .‬‏‬
‫ב‪ .‬‏‬
‫ג‪ .‬‏‬
‫ד‪ .‬‏‬
‫ה‪ .‬‏‬
‫אוניברסיטת בן גוריון בנגב‬
‫‪ .14‬נתון המעגל הבא‪:‬‬
‫מחברים למעגל בכל פעם משרן שונה )‬
‫משרן‪ .‬התאם כל גרף למשרן המתאים‪:‬‬
‫א‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫‪ .‬מודדים את המתח על הנגד כפונקציה של הזמן עבור כל‬
‫‏‬
‫‏‬
‫‏‬
‫‏‬
‫‏‬
‫‪ .15‬אלקטרון בעל אנרגיה קינטית ‪ E‬נע במישור הניצב לשדה מגנטי אחיד ‪ .B‬מה רדיוס הסיבוב של האלקטרון?‬
‫א‪ .‬‏ ‪2mB‬‬
‫‪eE‬‬
‫ב‪ .‬‏ ‪2m E‬‬
‫‪eB‬‬
‫ג‪ .‬‏ ‪2mE‬‬
‫‪eB‬‬
‫‪2mE‬‬
‫ד‪ .‬‏‬
‫‪eB‬‬
‫ה‪ .‬‏ ‪mE‬‬
‫‪eB‬‬
‫אוניברסיטת בן גוריון בנגב‬
‫שאלה ‪61‬‬
‫נתונה דיסקה מלאה ודקה הנמצאת במישור ‪ x-y‬ומרכזה בראשית‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫רדיוס הדיסקה ‪ R‬מטענה ‪ ,Q‬וצפיפות המטען עליה הינו‬
‫א‪.‬‏מצאו את השדה החשמלי לאורך ציר ‪( Z‬לשים לב כי לציר חלק חיובי ושלילי)‪ 8( .‬נק')‬
‫ב‪.‬‏מצאו הפוטנציאל החשמלי‪ ,V ,‬לאורך ציר ‪ 7( .Z‬נק')‬
‫‪ 5( .‬נק')‬
‫עבור‬
‫ג‪ .‬‏כיצד יראו השדה והפוטנציאל החשמלי מרחוק מאוד‪ ,‬כאשר‬
‫הערה‪ :‬עבור ‪ x<<1‬מתקיים‪:‬‬
‫√‬
‫√‬
‫שאלה ‪67‬‬
‫כריכה מלבנית בעלת התנגדות ‪ R‬נגררת במהירות קבועה ‪ v‬בתוך אזור של שדה מגנטי התלוי המקום‬
‫‪2‬‬
‫ונתון ע"י ‪( . B( x)   x‬ראה ציור)‪.‬‬
‫א‪ .‬‏חשב‪5‬י ביטוי לשטף המגנטי דרך הכריכה כפונקציה של ‪( x‬כאשר ‪ x‬הוא מיקום הקצה השמאלי‬
‫של הכריכה)‪ 8( .‬נק')‬
‫ב‪ .‬‏חשב‪5‬י ביטוי לכא"מ כפונקציה של ‪ 5( .x‬נק')‬
‫ג‪ .‬‏מהו הזרם ומהו הספק המעגל כפונקציה של ‪ 7( ?x‬נק')‬
‫‪b‬‬
‫‪v‬‬
‫‪x‬‬
‫‪a‬‬