Comments
Description
Transcript
ןחבמ הקיסיפ 2
-1- מועד ב' תאריך: 27.10.2011 שם המרצה :פרופ' שאול מרדכי מס' הקורס203.1.1491. : אוניברסיטת בן-גוריון בנגב מדור בחינות מבחן פיסיקה 2 203.1.1641 סמסטר :קיץ. משך המבחן 3 :שעות חומר עזר :מחשבון ,דפי נוסחאות (מצורפים לבחינה) לתלמידי כימיה ,הנדסת חומרים ,הנדסה כימית, הנדסת ביוטכנולוגיה והנדסת בניין. ענה/י על ארבע מתוך חמשת השאלות הבאות .כל השאלות שוות בערכן .בטאו את תשובותיכם באמצעות נתוני השאלה בלבד .הציבו מספרים בתשובה הסופית. שאלה מספר 25( 1נקודות) נתונה מערכת של שתי קליפות כדוריות קונצנטריות מוליכות ,שרדיוסיהן Rו.3R- הקליפה הפנימית מוארקת (איור א') והקליפה החיצונית טעונה במטען . -3Q א 5( .נק’) כמה מטען יהיה על קליפה המוארקת ? ב 5( .נק’) מה השדה החשמלי בכל המרחב? ג 5( .נק’) מה הפוטנציאל החשמלי בכל המרחב ? עתה מנתקים את ההארקה ,מבלי לשנות את המטענים על הקליפות (,איור ב') וממלאים את כל החלל בין הקליפות בחומר דיאלקטרי בעל מקדם דיאלקטריות . ד 5( .נק’) מה השדה החשמלי בתחום R <r <3R ה 5( .נק’) מה הפוטנציאל החשמלי בתחום R <r <3R -2- איור -א איור -ב -3Q R R 3R 3R שאלה מספר 25( 2נקודות) נתונה טבעת זרם ( במישור )XYבעלת רדיוס Rשנושאת זרם Iנגד כיוון השעון. )כמתואר באיור א'( . א 5( .נק') חשב את השדה המגנטי שהטבעת יוצרת במרכזה תוך שימוש בחוק ביו סוור? ב 10( .נק') חשב את השדה המגנטי שהטבעת יוצרת במרחק Zלאורך ציר הטבעת? נתונה דיסקה בעלת רדיוס ,Rשטעונה בצורה אחידה בצפיפות מטען שטחית- מסתובבת סביב צירה במהירות זוויתית ). ω -כמתואר באיור ב'(. .הטבעת ג 10( .נק') חשבו את השדה המגנטי (גודל וכיוון) שהדיסקה יוצרת במרכזה. איור ב' איור א' y R y ω R X Z X Z -3- שאלה מספר 25( 3נקודות) באיור הבא נתון תייל אינסופי בו זורם זרם ,Iבניצב אליו קיימים שני תיילים אינסופיים שמחוברים ביניהם בתייל נוסף באורך .aעל התיילים מונח תייל נוסף ABשיכול לנוע. לכל התיילים ישנה התנגדות ρליחידת אורך (לא צריך להתייחס לשטח החתך של התייל) .קצה המסגרת ממוקם במרחק dמהזרם ובזמן t=0המסגרת ריבועית. הצלע התחתונה בלבד ABשל המסגרת נעה במהירות Vומתרחקת מהזרם. א. ב. ג. ד. ה. ? ( 5נק’) חשב את השטף המגנטי דרך המסגרת כפונקציה של הזמן ( 5נק’) מה הכא"מ הנוצר במסגרת ומה הזרם המושרה iוכיוונו( עם או נגד כיוון השעון)? ( 5נק') מהו הכוח החיצוני הדרוש כדי לשמור על מהירות קבועה? ( 5נק’) מהו ההספק התרמי המתפתח במסגרת? ( 5נק') מהו ההספק המושקע ע"י הכוח החיצוני? I I a d ρ V -4- שאלה מספר 25( 4נקודות) .הלוח מחורר וצורת החור היא עיגול לוח אינסופי טעון בצפיפות מטען אחידה של ברדיוס .a [חשב תחילה בעזרת פרמטרי הבעיה ,ורק בסוף הצב ערכים מספריים]. א. ב. ג. ד. ( 6נק')חשב את השדה החשמלי של דיסקה בעלת רדיוס aהטעונה בצפיפות מטען על ציר הסימטריה שלה –ציר .Z אחידה ( 6נק')מהו השדה החשמלי על ציר הסימטריה של הלוח האינסופי המחורר כמתואר בשאלה? ( 6נק')מהו הפרש הפוטנציאלים לאורך ציר הסימטריה בין מרכז המעגל לנקודה במרחק Hלאורך ציר ?Z ( 7נק')פרוטון נהדף במהירות אפסית ממרכז החור לכיוון החיובי של ציר zונע על קו הסימטריה בהשפעת . Eמהי מהירותו כאשר הוא חולף דרך הנקודה Z = 4cm ? נתונים הערכים הבאים: מסת פרוטון ,רדיוס החור .a = 3cm Z שאלה מספר 25( 5נקודות) נתון מעגל בעל מקור מתח εכמתואר באיור .בתחילה מפסק S1סגור ו S2-פתוח. לנגד R1יש התנגדות קבועה ,ולנגד R2יש התנגדות שניתנת לכוונון. נתונים R1=100 Ω, : ( R2* = 100 Ω, C=5 μF , L=20H , ε=10 Vההתנגדות של R2בתחילה). [חשב תחילה בעזרת פרמטרי הבעיה ,ורק בסוף הצב ערכים מספריים]. א. ( 4נק')מה המטען והמתח על הקבל לאחר זמן רב? -5- עתה סוגרים את מפסק S2ופותחים באותו זמן את המפסק .S1 ב. ג. ד. ( 3נק')מה התדירות ωשל התנודות האלקטרומגנטיות? ( 5נק')צייר גרף איכותי של ) ,q(tציין על הגרף את זמן המחזור ?T ( 3נק')כיצד צריך לשנות את R2כדי שיפסיקו האוסילציות (התנגדות קריטית). עתה חוזרים למצב בו המערכת נמצאת אחרי סעיף א' (דהיינו סוגרים את מפסק S2ופותחים באותו זמן את המפסק ) S1כאשר בנוסף מכניסים חומר דיאלקטרי עם קבוע Kבין לוחות הקבל ( ברגע שבו פותחים את מפסק .)S1 ה. ( 10נק') ענה שוב על סעיפים ב,ג,ד (כאשר הקבל מכיל חומר דיאלקטרי),האם הערכים שחישבת גדלו או קטנו בהתאמה?( חשב את הערכים החדשים של הקיבול, C -התדירות הזוויתית , ω -זמן המחזור ,T -וההתנגדות הקריטית .)R2 מעגלRLC- בהצלחה!