Document 2345713

‫תאריך המבחן‪612/020/61 :‬‬
‫שם המרצה‪:‬‬
‫שם המתרגל‪:‬‬
‫שם הקורס‪:‬‬
‫מספר נבחן_______________________‬
‫מר' יבגני אסטרין‬
‫מר' מרט ספקטור‪ ,‬מר' אברי שיראקוב‬
‫פיסיקה ‪0‬ב'‬
‫מספר הקורס‪203.1.1721 :‬‬
‫שנה‪ 0/61 :‬סמסטר‪ :‬א מועד‪ :‬ב'‬
‫משך הבחינה‪ 3 :‬שעות‬
‫יש לפתור את כל השאלות ולסמן את‬
‫הוראות‪:‬‬
‫התשובות של חלק א' של הדף המצורף‪.‬‬
‫מותר להשתמש רק בדף הנוסחאות‬
‫חומר עזר‪:‬‬
‫המצורף ובמחשבון‪.‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫‪7‬‬
‫‪8‬‬
‫‪9‬‬
‫‪10‬‬
‫‪1‬‬
‫ד‬
‫ה‬
‫ו‬
‫חלק א'‪ 40( :‬נק')‬
‫‪ .1‬משטח אינסופי עם צפיפות מטען ‪ ,‬נחתך ע"י ספירה גאוסית עם רדיוס‬
‫באיור‪ .‬סה''כ השטף החשמלי העובר דרך הספירה הגאוסית הינו?‬
‫א)‬
‫‪⁄‬‬
‫ב)‬
‫‪⁄‬‬
‫ג)‬
‫‪⁄‬‬
‫ד)‬
‫‪⁄‬‬
‫ה)‬
‫‪⁄‬‬
‫ו)‬
‫במרחק ‪ x‬ממרכז הספירה‪ ,‬כמתואר‬
‫אין תשובה נכונה‬
‫‪ .2‬נתונות שתי ספירות דקות לא מוליכות זהות‪ ,‬כאשר המטען על כל ספירה מפוזר באופן אחיד ‪ ,‬בעלות‬
‫‪ .‬נתון כי מטען נקודתי נמצא על ציר המחבר בין מרכזי‬
‫רדיוס ‪ ,‬המרחק בין מרכזי הספירות הוא‬
‫ממרכז ספירה שמאלית כמתואר באיור‪ .‬מהו סך כל הכוח הפועל על המטען‬
‫הספירות במרחק‬
‫הנקודתי? (הניחו כי ו‪-‬‬
‫באותו סימן)‪.‬‬
‫א)‬
‫‪⁄‬‬
‫שמאלה‬
‫ב)‬
‫‪⁄‬‬
‫ימינה‬
‫ג)‬
‫‪⁄‬‬
‫שמאלה‬
‫ד)‬
‫‪⁄‬‬
‫ימינה‬
‫ה)‬
‫ו)‬
‫‪⁄‬‬
‫ימינה‬
‫אין תשובה נכונה‬
‫‪2‬‬
‫‪ .3‬שני אלקטרונים נעים תחת ההשפעה של שדה מגנטי אחיד ‪ ,‬כמתואר באיור‪ .‬נתון כי‬
‫המהירויות‬
‫א)‬
‫ב)‬
‫ג)‬
‫ד)‬
‫ה)‬
‫ו)‬
‫?‬
‫‪621‬‬
‫‪623‬‬
‫‪6‬‬
‫‪3‬‬
‫‪1‬‬
‫אין תשובה נכונה‬
‫‪ .4‬שלוש לולאות וצופה מתוארים באיור‪.‬‬
‫מנקודת מבטו של הצופה‪ ,‬הזרם זורם נגד כיוון השעון בלולאה‬
‫האמצעית‪ ,‬כמו כן הלולאה האמצעית נעה לכיוון הצופה במהירות ‪.‬‬
‫לולאות ו לא זזות ממקומן‪ .‬הצופה יבחין כי‪:‬‬
‫א)‬
‫ב)‬
‫ג)‬
‫ד)‬
‫ה)‬
‫ו)‬
‫זרם עם כיוון השעון זורם בטבעות ‪ A‬ו‪.B‬‬
‫זרם נגד כיוון השעון זורם בטבעות ‪ A‬ו‪.B‬‬
‫זרם עם כיוון השעון זורם בטבעות ‪ A‬ונגד כיוון השעון זורם בטבעת ‪.B‬‬
‫זרם נגד כיוון השעון זורם בטבעות ‪ A‬ועם כיוון השעון זורם בטבעת ‪.B‬‬
‫זרם נגד כיוון השעון זורם בטבעות ‪ A‬ונגד כיוון השעון זורם בטבעת ‪.B‬‬
‫אין תשובה נכונה‪.‬‬
‫‪ .5‬מטבע עשיו מנחושת מחליק על משטח חסר חיכוך‪ .‬ישנו אזור‬
‫בשולחן בו השדה המגנטי אחיד‪ ,‬כמתואר באיור‪ .‬איזה מבין הגרפים‬
‫הבאים מתאר נכונה את גודל המהירות של המטבע כפונקציה של‬
‫הזמן?‬
‫א)‬
‫ד)‬
‫ג)‬
‫ב)‬
‫ו)‬
‫ה)‬
‫‪3‬‬
‫‪ .‬מה יהיה יחס‬
‫‪ .6‬נתון מעגל המתואר באיור‪ .‬הניחו כי המקור הוא אידאלי‪.‬‬
‫מהו הנגד בעל הספק הכי גבוהה?‬
‫א)‬
‫ב)‬
‫ג)‬
‫ד)‬
‫ה)‬
‫ו)‬
‫‪R1‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪R3‬‬
‫‪R4‬‬
‫‪R5‬‬
‫אין תשובה נכונה‬
‫‪ .7‬שני קבלים‪ ,‬הראשון בעל קיבול ‪ µ‬והשני בעל קיבול ‪ µ‬נטענים כל אחד על ידי חיבור לסוללה של‬
‫‪ .‬לאחר מכן הם מנותקים מהסוללה ומחברים את הקבלים כך שהלוחות בעלי מטען נגדי מחוברים ביניהם‪.‬‬
‫מה המתח על הקבל של ‪? µ‬‬
‫א)‬
‫ב)‬
‫ג)‬
‫ד)‬
‫ה)‬
‫ו) אין תשובה נכונה‬
‫ו (ראו איור)‪ .‬בתוך הגליל בעל רדיוס שורר שדה‬
‫‪ .8‬נתונים שני גלילים קונצנטריים בעלי רדיוס‬
‫‪ .‬באיזור בין‬
‫מגנטי אחיד ומקביל לציר הסימטריה של הגליל ‪ ,‬קצב שינוי השדה המגנטי הוא‬
‫אחיד וקבוע‪ ,‬המקביל‬
‫‪ ,‬שורר שדה מגנטי‬
‫הגליל בעל רדיוס וגליל בעל רדיוס‬
‫לציר הסימטריה של הגלילים והמנוגד לכיוון השדה ‪ .‬מחוץ לאיזור הגלילים אין שדות מגנטים‪ .‬מהו‬
‫מציר הסימטריה של הגלילים‪.‬‬
‫השדה החשמלי המושרה במרחק‬
‫𝑅‬
‫א)‬
‫ב)‬
‫𝑅‬
‫ג)‬
‫ד)‬
‫ה)‬
‫ו) אין תשובה נכונה‬
‫‪4‬‬
‫𝐵‬
‫𝐵‬
‫‪.9‬‬
‫א)‬
‫ב)‬
‫ג)‬
‫ד)‬
‫ה)‬
‫ו)‬
‫‪.10‬‬
‫נתונות שתי קליפות כדוריות‪ ,‬מתכתיות‪ ,‬בעלות מרכז משותף‪ .‬רדיוס הקליפה הפנימית‬
‫‪ ,‬רדיוס הקליפה‬
‫והיא טעונה במטען כולל‬
‫הוא‬
‫𝑄‬
‫‪.‬‬
‫והיא טעונה במטען כולל‬
‫החיצונית הוא‬
‫מאריקים את הקליפה החיצונית‪ ,‬כמות המטען שזרמה לאדמה היא?‬
‫𝑅‬
‫אין תשובה נכונה‬
‫בנחושת יש‬
‫נושא זרם של‬
‫אלקטרונים חופשיים במטר מעוקב ( )‪ .‬חוט נחושת עם שטח חתך של‬
‫‪ .‬מהירות סחיפת האלקטרונים היא בערך‪:‬‬
‫א)‬
‫ב)‬
‫ג)‬
‫ד)‬
‫ה)‬
‫ו)‬
‫אין תשובה נכונה‬
‫‪5‬‬
‫𝑅‬
‫𝑄‬
‫חלק ב'‪ 60( :‬נק')‬
‫שאלה ‪ 20( .1‬נקודות)‬
‫נתונה מערכת‪ ,‬הכוללת אינסוף תילים אינסופיים הנושאים זרם ‪ I‬כמתואר באיור‬
‫(לתוך הדף)‪ .‬צפיפות התילים האינסופיים היא תילים ליחידת אורך‪ .‬במרחק מן‬
‫המערכת ישנה כריכה עגולה ברדיוס ‪ a( R‬הוא המרחק בין נקודה ‪ ,O‬מרכז הכריכה‪,‬‬
‫לתילים)‪ ,‬הנושאת גם היא זרם ‪ I‬כמתואר באיור‪.‬‬
‫א‪ .‬בטאו את רדיוס הכריכה לפי נתוני התרגיל‪ ,‬אם ידוע שהשדה המגנטי‬
‫בנקודה שווה לאפס‪ 13 .‬נק'‬
‫ב‪ .‬מהי ההשראות ההדדית במערכת? ‪ 7‬נק'‬
‫שאלה ‪ 20( .2‬נקודות)‬
‫נתונות ‪ 1‬מסילות מוליכות מקבילות ‪ 3 ,0 ,6‬ו‪ .1-‬המרחק בין המסילות ‪ 1‬ו‪ 2 -‬הנמצאות באזור ‪ x>0‬הוא ‪,h‬‬
‫והמרחק בין המסילות ‪ 3‬ו – ‪ 4‬הנמצאות באזור ‪ x<0‬הוא ‪ . 2h‬קצוות שמאליים של המסילות ‪ 1‬ו ‪ 2 -‬מחוברים על‬
‫ידי תילים מוליכים עם הקצוות הימניים של המסילות ‪ 3‬ו – ‪ 4‬כמתואר באיור‪ .‬על גבי המסילות ובניצב להם‬
‫מונחים שני מוטות ‪ a‬ו‪ b-‬שהתנגדותם החשמלית הכוללת היא ‪ .R‬המוטות ‪ a‬ו‪ b -‬מחליקים ללא חיכוך על‬
‫המסילות במהירויות קבועות ‪ V1‬ו‪ ,V2 -‬בהתאמה‪ ,‬בכיוון ‪. +x‬המערכת נמצאת בשדה מגנטי מאונך למישור‬
‫שיוצרות המסילות וכיוונו לתוך הדף‪ .‬הגודל של השדה המגנטי הוא ‪ B1‬ו‪ B2-‬באזורים ‪ x>0‬ו – ‪ , x<0‬בהתאמה‪.‬‬
‫ניתן להניח‪ ,‬כי ההתנגדות החשמלית של המסילות והתילים המוליכים זניחה‪.‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪B1‬‬
‫‪x x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪2h x x x x x x x x x‬‬
‫‪V2‬‬
‫‪x x x x x x x x x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x x x x x x x x x‬‬
‫‪x x‬‬
‫‪h‬‬
‫‪x x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪y‬‬
‫‪B2‬‬
‫‪x x x x x x x x x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪V1‬‬
‫‪x=0‬‬
‫א‪ .‬מצאו את גודל הזרם הזורם במוטות הנעים‪ 8 .‬נק'‬
‫ב‪ .‬מהו גודל הכוחות החיצוניים ‪ F1‬ו‪ F2-‬שיש להפעיל על מוטות ‪ a‬ו‪ ,b-‬בהתאמה‪ ,‬על מנת שהמוטות ינועו‬
‫במהירויות קבועות? ‪ 8‬נק'‬
‫ג‪ .‬חשבו את היחס ‪ V2/V1‬שעבורו הזרם במוטות הנעים מתאפס‪ 1 .‬נק'‬
‫‪6‬‬
‫שאלה ‪ 20( .3‬נקודות)‬
‫המרווח בין שתי אלקטרודות העשויות קליפות כדוריות בעלות רדיוסים ו‪ -‬מלא בחומר מוליך המורכב משני‬
‫חצאים (ראו איור)‪ .‬המוליכות של החצי העליון והחצי התחתון של החומר משתנות לפי הביטויים‪:‬‬
‫ו ) (‬
‫) (‬
‫המוליך הינו רדיאלי‪.‬‬
‫א‪ .‬מהי ההתנגדות החשמלית השקולה של שכבת המוליך בין‬
‫האלקטרודות? ‪7‬נק'‬
‫ב‪ .‬נתון כי הזרם הכולל במעגל שווה ל‪ .I0 -‬מצאו את צפיפות‬
‫הזרם בכל מקום במרחב (בין האלקטרודות בחצי העליון‬
‫והתחתון)‪7 .‬נק'‬
‫ג‪ .‬מצאו את השדה החשמלי בכל מקום במרחב בין האלקטרודות‪.‬‬
‫‪ 1‬נק'‬
‫‪ .‬בנוסף‪ ,‬נתון כי הזרם דרך החומר‬
‫בהצלחה!‬
‫‪7‬‬
‫‪b‬‬
‫‪a‬‬
J))J l1'l1)-lJ nlJ'OlJ')lN
Ben-Gurian University of the Negev
1'\tc ~Q71 m'mtz1:"l
.r'l"'1n:"l
ml\nD1J:1
~i:J
~
1'\tc "'U"I!:l; U1"
r'l'T:"l ;ur
'tc 17m
vi lZ7r.llllZ7:17imr.l
:ml\i1:1
;ur 1'\"C:I'ltz11'\:"l
:iT37 ir.lm
.11:JlZ7nr.l:J1t1i1l'r.l:1
,
;'1
1
'i
"
::l
~
1
X
3
X
4
'i
5
"/.
X
r:
6
7
X
X
2
8
9
.
X
10
i"
~~
/:Jy;
/..-J' dJ /7A;J/CJ~
, /l
""C[/ /;,4
--"I-
!/
;;: ;:J"0-)
hJ
(tl
J1;7~";>
" }0]4
JIJ-;d:
#&f
I
;Z/~
~p
/
/ ,j'fl)/
'#
f f;S ~t'P/
/V
/
I~
e .-~
8 --
(//JII/
/f/r
r_ /tP r
A/
,2.-e
t4
2.
-
~.'
~
.'
I?>
(jJ
tiE):
~
()
/ld£)
~~
! fi
c>
4
6h
/22.
{.-/,) 0
0
e?
r;
J
,)<'t'"
/~J
= 82
b-S
Js:;:
PI2-
'P-
/2-::
~~
Il~
[rz] :
f4/I
<2
Lhj~;!-
Jf
/1 ~
I
Jfj?v
DJ
(
("-.:::9
,Cf-JB
-=
b' 1 h :x. 1
:; __
jCff!,_
eft
q{(~1 ~
C
152..'21\ :x 2.
-
(I CJ
-= _ 8. ~ dx,
D(i
1
.
/
d:x,_ - telt
-
2
+2B2J
d:x~ '
eft
.I
R~ =
LO\ever layer:
Two lavcrs (lrc connccted
hcncc R
(l ..i R
I
I!
ill
b
a
J
_llU
~:a
~
par(lllcL
b-a
Kr
l
(
21l U~I I U,j'
)
:
((
Ie
2iT(ucl
I
uJJa:
Ie
2iT(u:J1
I u0,)a
C