...

1 תעבט תילגעמ

by user

on
Category: Documents
110

views

Report

Comments

Transcript

1 תעבט תילגעמ
‫עמוד ‪ 1‬מתו ‪23‬‬
‫טבעת מעגלית העשויה מחומר מבודד מונחת במישור ‪) x-y‬ראה איור ‪ .(1‬רדיוס הטבעת הוא ‪R‬‬
‫והיא נושאת מטע חשמלי כללי‪ ,‬שלילי‪ –q ,‬המפוזר על הטבעת באופ אחיד‪.‬‬
‫א‪ .‬חשב את השדה החשמלי בנקודה הנמצאת על ציר הסימטריה של הטבעת ובגובה ‪ z‬מעל‬
‫מישורה )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫‪z‬‬
‫‪y‬‬
‫‪-‬‬
‫‬‫‪-‬‬
‫‪R‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪x‬‬
‫איור ‪:1‬‬
‫ב‪ .‬הראה כי במרחקי גדולי מהטבעת‪ ,‬היינו כאשר ‪ , z>>R‬הטבעת מתנהגת כמטע‬
‫נקודתי‬
‫)‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫מטע נקודתי ‪ +Q‬מוצב במנוחה בנקודה על ציר הסימטריה ובגובה ‪ z‬מעל מישורה‪.‬‬
‫ג‪ .‬חשב את הכוח שהמטע מפעיל על הטבעת כפונקציה של המיקו ‪ 5) z‬נקודות(‪.‬‬
‫ד‪ .‬א המטע משוחרר ממנוחה מנקודה הנמצאת בגובה ‪ z = 8 R‬מעל מישור הטבעת‪,‬‬
‫מה תהה מהירותו כשהוא חול דר מרכז הטבעת )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫ה‪ .‬לאיזה מרחק מקסימאלי מצידה השני של הטבעת יגיע המטע )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫כריכה מלבנית שרוחבה ‪L = 50 cm‬‬
‫ומסתה‬
‫‪ m = 1kg‬נמצאת בחלקה‬
‫‪x‬‬
‫בשדה מגנטי אחיד שעוצמתו ‪,B = 1T‬‬
‫‪r‬‬
‫‪B‬‬
‫כ ששטח הכריכה ניצב לקווי השדה‪,‬‬
‫כמתואר באיור ‪ .6‬מושכי את הכריכה‬
‫החוצה במהירות קבועה ‪. v0 = 5 m / s‬‬
‫‪r‬‬
‫‪v‬‬
‫‪L‬‬
‫א‪ .‬חשב את הכא"מ המושרה‬
‫בכריכה )‪ 6‬נקודות(‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫מצא את הזר הזור בכריכה‬
‫איור ‪6‬‬
‫‪2‬‬
‫ואת מגמתו א ידוע כי התנגדות הכריכה היא‪:‬‬
‫‪ 2) R = 0.4 Ω‬נקודות(‪.‬‬
‫ג‪ .‬איזה כוח צרי להפעיל )ובאיזה כיוו( כדי למשו את הכריכה במהירות הנ"ל ? )‪3‬‬
‫נקודות(‪.‬‬
‫ד‪ .‬מהו ההספק המכאני שיש להשקיע לצור הנעת הכריכה במהירות הקבועה הנתונה ?‬
‫)‪ 2‬נקודות(‬
‫ה‪ .‬מהו ההספק התרמי )הספק חו( המתפתח בכריכה ? ) ‪2‬נקודות(‬
‫‪2‬‬
‫ו‪ .‬החל מרגע מסוי מתחילה הכריכה להאי‪ %‬בקצב של ‪) 1m / s‬ממהירות התחלתית של‬
‫‪ .( 5m / s‬חזור וחשב את המבוקש בסעיפי א''ה' שנייה אחת מתחילת התנועה המואצת‬
‫)‪ 10‬נקודות(‪.‬‬
‫‪z‬‬
‫) ‪p (0, 0, z‬‬
‫‪+‬‬
‫‪++ ++‬‬
‫‪+R +‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+++ y‬‬
‫שאלה ‪(3‬‬
‫א‪x‬‬
‫נתונה טבעת מעגלית דקה שרדיוסה ‪ , R‬הנושאת מטען‬
‫חשמלי כולל ‪ . q‬המטען מפוזר בצפיפות אורכית אחידה‬
‫'‪z‬‬
‫]ראו איור א' משמאל[‪.‬‬
‫נתונים‪. q, R :‬‬
‫א‪.‬‬
‫חשב‪/‬י את הפוטנציאל החשמלי בנקודה ) ‪p (0, 0, z‬‬
‫‪z' = z +h‬‬
‫‪R‬‬
‫הנמצאת בגובה ‪ z‬מעל מרכז הטבעת‪ 15) .‬נקודות(‬
‫ב‪.‬‬
‫חשב‪/‬י את השדה החשמלי בנקודה ) ‪15) . p (0, 0, z‬‬
‫נקודות(‬
‫ג‪.‬‬
‫נתון‬
‫גליל חלול )דק ולא אינסופי( שגובהו ‪h‬‬
‫‪z' = z‬‬
‫ורדיוסו ‪ . R‬הגליל נושא מטען חשמלי חיובי כולל‬
‫‪ Q‬בצפיפות אחידה‪ .‬חשב‪/‬י את הפוטנציאל החשמלי‬
‫בנקודה‬
‫)‪ , M (0, 0,0‬בגובה‬
‫‪z‬‬
‫מתחת לגליל‪.‬‬
‫לנוחיותכם הוגדרה באיור ב' מערכת הצירים )‪20‬‬
‫נקודות(‪.‬‬
‫ניתן להשתמש בתוצאה שקיבלתם בסעיף א'‪.‬‬
‫אם פתרתם נכונה הרי שקיבלתם‪:‬‬
‫‪z' = 0‬‬
‫)‪M (0, 0,0‬‬
‫א‬
‫עמוד ‪ 3‬מתו ‪23‬‬
‫מוט מבודד דק שאורכו ‪ L‬נושא בחציו העליו מטע בצפיפות אחידה ‪ +λ‬ובחציו‬
‫התחתו מטע בצפיפות אחידה ‪. −λ‬‬
‫א‪ .‬השתמש בשיקולי סימטריה על מנת למצוא את כיוונו של השדה החשמלי‬
‫בנקודה ‪ P‬הנמצאת במרחק ‪ y‬על האנ האמצעי למוט‪ 10) .‬נקודות(‪.‬‬
‫ב‪ .‬חשב את השדה החשמלי בנקודה ‪ 20) p‬נקודות(‪.‬‬
‫ג‪ .‬קח את הגבול בו ‪ y >> L‬ומצא את השתנות השדה במרחקי גדולי מהמוט‪.‬‬
‫‪p‬‬
‫איזה סוג של שדה הוא מזכיר ? )‪ 10‬נקודות(‪.‬‬
‫‪Q‬‬
‫ד‪ .‬חשב את העבודה שמבצע השדה החשמלי בהזזת מטע ‪y‬‬
‫‪y‬‬
‫נקודתי מהנקודה ‪ p‬הנמצאת במרחק ‪ y‬ממרכז המוט‬
‫)על האנ האמצעי( לנקודה ‪ Q‬הנמצאת במרחק ‪2y‬‬
‫ממרכז המוט )על האנ האמצעי(‪ 10) .‬נקודות(‪.‬‬
‫‪z‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‬‫‬‫‬‫‪-‬‬
‫שאלה‬
‫‪+λ‬‬
‫‪−λ‬‬
‫חלקיקי זהי הנושאי מטע חשמלי ‪ +Q‬כל אחד‬
‫מוצבי בפינותיו של ריבוע שאור צלעו ‪] a‬המטעני‬
‫מקובעי למקומ[‪ .‬מטע נקודתי חמישי ‪ , − q‬נמצא‬
‫במנוחה בגובה ‪ z‬מעל מישור הריבוע על האנ למישור‬
‫הריבוע והעובר דר מרכזו ]ראו איור[‪ .‬הזניחו את כוח‬
‫הכובד‪.‬‬
‫‪z‬‬
‫‪−q‬‬
‫‪+Q‬‬
‫‪+Q‬‬
‫‪z‬‬
‫‪a‬‬
‫נתוני‪k , q, Q, a, A :‬‬
‫א‪ .‬חשבו את הכוח שארבעת המטעני המוצבי‬
‫‪+Q‬‬
‫‪+Q‬‬
‫‪a‬‬
‫בפינות הריבוע מפעילי על המטע החמישי )‪20‬‬
‫נקודות(‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ידוע כי מסת המטע החמישי היא ‪ m‬וכי ‪ . z << a‬הראו כי הוא יבצע תנועה הרמונית‬
‫פשוטה‪ .‬מהו זמ המחזור של התנועה ? )‪ 20‬נקודות(‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫א ידוע כי המטע ‪ − q‬מתחיל את תנועתו ממנוחה בנקודה ‪ , z = A‬היכ הוא ייעצר‬
‫בפע הראשונה ? נמקו תשובתכ )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫חשבו את מהירותו המקסימאלית של המטע ‪ − q‬א ידוע כי הוא מתחיל את תנועתו‬
‫ממנחה בנקודה ‪ z = A a‬היכ מתקבלת המהירות המקסימאלית ?‬
‫תוכלו לפתור באמצעות נוסחאות התנועה ההרמונית הפשוטה )מומל‪ (%‬או על ידי הפעלה‬
‫של שיקולי אנרגיה ושימוש בקירוב הבינו‪ 5) .‬נקודות(‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫שאלה‬
‫גליל העשוי מחומר מבודד‪ ,‬אינסופי באורכו‪ ,‬שרדיוסו ‪, R‬נושא מטע חשמלי בצפיפות נפחית‬
‫אחידה‬
‫א‪ .‬חשבו את השדה החשמלי בתחו ‪ 14) r ≥ R‬נקודות(‪.‬‬
‫ב‪ .‬חשבו את השדה החשמלי בתחו ‪14) 0 ≤ r < R‬‬
‫נקודות(‪.‬‬
‫ג‪ .‬חשבו את הפרש הפוטנצאיאלי בי הנקודות ‪ A‬ו ‪B‬‬
‫‪R‬‬
‫‪r‬‬
‫הנמצאת במרחק ‪ 10R‬ו‪ r #‬מציר הגליל‪ ,‬בהתאמה‬
‫]ראו איור משמאל[ )‪ 14‬נקודות(‬
‫‪A‬‬
‫‪v0‬‬
‫‪B‬‬
‫ד‪ .‬חלקיק קט שמסתו ‪ m‬הטעו במטע חיובי ‪ +Q‬עובר‬
‫‪10R‬‬
‫את הנקודה ‪ A‬במהירות ‪ v0‬המכוונת בניצב למעטפת‬
‫הגלילית‪ .‬חשבו את המרחק המינימאלי בי החלקיק‬
‫לפני הגליל‪ .‬ידוע כי המהירות ‪ v0‬אינה גדולה דייה כ‬
‫שתאפשר לחלקיק לחדור לתו הגליל )בהנחה שזה‬
‫בכלל אפשרי ()‪ 8‬נקודות(‪.‬‬
‫מוט זכוכית דק כופ לצורת רבע מעגל שרדיוסו ‪ R‬ומרכזו בנקודה ‪] O‬ראו איור ‪ 1‬א' [‪ .‬המוט‬
‫‪+ +‬‬
‫נושא מטע חשמלי כללי ‪ + q‬המפולג עליו בצורה אחידה‪.‬‬
‫‪R k , q, R‬‬
‫נתוני‪R :‬‬
‫א‪.‬‬
‫הביעו את צפיפויות המטע האורכיות ‪ λ+‬באמצעות ‪ q‬ו‪ 5) R #‬נקודות(‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫חשבו את השדה החשמלי )גודל וכיוו( במרכז רבע המעגל ]נקודה ‪ 5 )[ O‬נקודות(‪O .‬‬
‫ג‪.‬‬
‫חשבו את הפוטנציאל החשמלי במרכז רבע המעגל ]נקודה ‪ 5) [ O‬נקודות(‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫כמה עבודה יש להשקיע על מנת‬
‫‪−‬‬
‫‪−q‬‬
‫להביא מטע נקודתי חיובי‪+Q ,‬‬
‫מאינסו לנקודה ‪ 5) O‬נקודות(‪.‬‬
‫‪−‬‬
‫‪−‬‬
‫‪−‬‬
‫‪+ +‬‬
‫‪−‬‬
‫‪+q‬‬
‫‪+‬‬
‫‪R‬‬
‫נניח כעת כי במקו רבע המעגל המתואר‬
‫באיור ‪ 1‬א' קיי חצי מעגל בעל אותו‬
‫הרדיוס והטעו במטע חשמלי כללי אפס‪,‬‬
‫באופ שחציו השמאלי טעו אחידות במטע‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪O‬‬
‫איור ‪ 1‬ב'‬
‫]ראו איור ‪ 1‬ב'[ ‪ − q‬אחידות במטע שלילי ‪ R‬ואילו חציו הימני טעו ‪ + q‬חיובי‬
‫ה‪.‬‬
‫השתמשו בשיקולי סימטריה וסופרפוזיציה וחשבו את גודל השדה החשמלי בנקודה‬
‫‪ . O‬מה יהיה הפוטנציאל החשמלי בנקודה ‪ O‬בנקרה זה ? )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫‪+q‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫איור‬
‫‪1‬א'‬
‫עמוד ‪ 5‬מתו ‪23‬‬
‫שאלה‬
‫לולאה מעגלית שרדיוסה ‪ r‬והתנגדותה החשמלית ‪ R‬מוצבת בשדה מגנטי לא‬
‫קבוע המשתנה ע הזמ )א לא ע המקו( לפי הקשר‪ . B(t ) = a + bt 2 :‬השדה‬
‫המגנטי מכוו בניצב למישור הד והחוצה ממנו‪ ,‬כמתואר באיור ‪ .6‬ידוע כי השדה‬
‫מכסה את כל שטח הטבעת‪.‬‬
‫נתוני‪. a, b, R, r :‬‬
‫א‪.‬‬
‫חשבו את השט המגנטי דר הלולאה ברגע ‪ 5) t = 0‬נקודות(‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫חשבו את הכא"מ המושרה בלולאה )גודל וכיוו( )‪ 3‬נקודות(‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫מהו הזר המושרה בלולאה כפונקציה של הזמ גודל וכיוו(? )‪ 3‬נקודות(‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫באיזה קצב נמסרת אנרגיה חשמלית לחו במעגל ? )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫כמה אנרגיה נהפכה לחו בפרק זמ ‪ τ‬נתו ? )‪ 4‬נקודות(‪.‬‬
‫מהי כמות המטע שחלפה דר שטח חת כלשהוא של הלולאה בפרק זמ ‪? τ‬‬
‫שאלה ‪:6‬‬
‫על שני מוליכי ישרי היוצרי זווית‬
‫‪ ϑ‬בנקודת החיבור ביניה הונח פס‬
‫מולי באופ כזה שהוא יוצר ע‬
‫המוליכי משולש שווה שוקיי בכל עת‪.‬‬
‫ברגע ‪ t = 0‬הפס המולי נמצא בקדקוד‬
‫המשולש ומתחיל לנוע ימינה במהירות‬
‫‪r‬‬
‫קבועה ‪ . v‬ההתק כולו מוצב בשדה‬
‫‪r‬‬
‫מגנטי אחיד שגדלו ‪ B‬המאונ למישור‬
‫הציור ויוצא ממנו‪ .‬נתו כי התנגדותו‬
‫החשמלית ליחידת אור של הפס הנע‬
‫היא ‪) r‬ההתנגדות של כל ס"מ היא ‪.( r‬‬
‫א‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫שאלה‬
‫‪r‬‬
‫‪υ‬‬
‫‪ϑ‬‬
‫חשב את הכא"מ המושרה בי‬
‫קצותיו של המוט )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫חשב את הזר המושרה בי קצותיו של המוט )גודל וכיוו( )‪ 5‬נקודות‪.‬‬
‫הא צרי להפעיל כוח חיצוני על המוט על מנת לגרור אותו במהירות קבועה ? א כ‬
‫מה גודל כוח זה ? )‪ 5‬נקודות‬
‫חשב את ההספק המכאני החיצוני שיש להשקיע על מנת לקיי את תנועת המוט‬
‫במהירות קבועה )‪ 5‬נקודות‪.‬‬
‫מהו ההספק החשמלי )הספק חו בהתנגדות במקרה זה( המופק בהתק ? )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫טבעת מעגלית העשויה מחומר מבודד מונחת במישור ‪) x-y‬ראה איור ‪ .(1‬רדיוס הטבעת הוא ‪R‬‬
‫והיא נושאת מטע חשמלי כללי‪ ,‬שלילי‪ –q ,‬המפוזר על הטבעת באופ אחיד‪.‬‬
‫א‪ .‬חשב את השדה החשמלי בנקודה הנמצאת על ציר הסימטריה של הטבעת ובגובה ‪ z‬מעל‬
‫מישורה )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫‪z‬‬
‫‪y‬‬
‫‪-‬‬
‫‬‫‪-‬‬
‫‪R‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪x‬‬
‫איור ‪:1‬‬
‫ב‪ .‬הראה כי במרחקי גדולי מהטבעת‪ ,‬היינו כאשר ‪ , z>>R‬הטבעת מתנהגת כמטע‬
‫נקודתי‬
‫)‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫מטע נקודתי ‪ +Q‬מוצב במנוחה בנקודה על ציר הסימטריה ובגובה ‪ z‬מעל מישורה‪.‬‬
‫ג‪ .‬חשב את הכוח שהמטע מפעיל על הטבעת כפונקציה של המיקו ‪ 5) z‬נקודות(‪.‬‬
‫ד‪ .‬א המטע משוחרר ממנוחה מנקודה הנמצאת בגובה ‪ z = 8 R‬מעל מישור הטבעת‪,‬‬
‫מה תהה מהירותו כשהוא חול דר מרכז הטבעת )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫ה‪ .‬לאיזה מרחק מקסימאלי מצידה השני של הטבעת יגיע המטע )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫שאלה‬
‫שאלה‬
‫שני כדורי מוליכי בעלי רדיוסי ‪ a‬ו‪ b #‬טעוני‬
‫במטעני שווי ומנוגדי ‪ , ± q‬בהתאמה‪ .‬מרכזי‬
‫הכדורי מונחי על ציר ה‪ x #‬כאשר המרחק בי‬
‫‪x‬‬
‫‪b‬‬
‫)‪p ( x,0‬‬
‫מרכזיה הוא ‪ , d‬כמתואר באיור ‪.2‬‬
‫נתוני‪ . k , q, a, b :‬תוכלו להניח כי המרחק בי‬
‫הכדורי גדול כ שכדור אחד לא משפיע על משנהו‪.‬‬
‫א‪.‬‬
‫‪d‬‬
‫איור ‪2‬‬
‫מהו השדה החשמלי בנקודה )‪ p ( x,0‬הנמצאת על הקו המחבר בי מרכזי הכדורי )‪10‬‬
‫נקודות(‬
‫‪a‬‬
‫עמוד ‪ 7‬מתו ‪23‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫מהו הפרש הפוטנציאלי בי משטחי הכדורי )‪ 10‬נקודות(‪.‬‬
‫‪4πε 0‬‬
‫הראו כי הקיבול של המערכת נתו בביטוי‬
‫‪1 1 2‬‬
‫‪+ −‬‬
‫‪a b d‬‬
‫≈ ‪,C‬‬
‫ובתנאי ש ‪ 5) d >> a, b‬נקודות(‪.‬‬
‫שאלה‬
‫‪R‬‬
‫תיל אינסופי באורכו הנושא זר חשמלי ‪ I1‬מוק בחלקו על ידי לולאת‬
‫תיל סגורה הנושאת זר חשמלי ‪ , I 2‬כמתואר באיור ‪ .5‬הלולאה מורכבת‬
‫משני תילי ישרי בעלי אור ‪ L‬כל אחד‪ ,‬המקבילי לתיל האינסופי‪,‬‬
‫ומשני חצאי מעגל שרדיוס ‪ R‬המונחי במישור הניצב למישור הד‬
‫‪I1‬‬
‫‪L‬‬
‫‪I2‬‬
‫]המישור המאונ למישור המכיל את התיל האינסופי ואת שני הקטעי‬
‫הישרי המרכיבי את הלולאה[‪.‬‬
‫א‪.‬‬
‫חשבו את גודלו של השדה המגנטי שיוצר התיל האינסופי‬
‫במיקומ של התילי החצי מעגליי‪ .‬מהו כיוונו של שדה מגנטי‬
‫איור ‪5‬‬
‫זה ? )‪ 9‬נקודות(‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫חשבו את גודלו של הכוח שמפעיל התיל האינסופי על כל אחד מהתילי החצי מעגליי‬
‫)‪ 8‬נקודות(‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫חשבו את גודלו של הכוח השקול שמפעיל התיל האינסופי על הלולאה הסגורה‬
‫)‪ 8‬נקודות(‪.‬‬
‫שאלה‬
‫מסגרת ריבועית שאור צלעה ‪ d‬והתנגדותה החשמלית‬
‫‪ , R‬נמצאת בתו שדה מגנטי לא אחיד המכוו לתו‬
‫מישור הד ]ראו איור ‪ .[6‬המסגרת מוצבת כ ששתי‬
‫צלעות שלה מונחות לאור הצירי‪ .‬השדה המגנטי‬
‫משתנה כפונקציה של הזמ ושל המקו לפי הקשר‬
‫‪ , B(t , y ) = α t 2 y‬כאשר ‪ α‬הוא קבוע מספרי נתו‪.‬‬
‫נתוני‪. α , d , R :‬‬
‫‪y‬‬
‫‪r‬‬
‫‪B = α t2 y‬‬
‫א( חשבו את שט השדה המגנטי דר המסגרת‬
‫כפונקציה של הזמ ) ‪ 8‬נקודות(‪.‬‬
‫‪R‬‬
‫ב( חשבו את הכא"מ המושרה במסגרת כפונקציה‬
‫של הזמ )‪ 8‬נקודות(‪.‬‬
‫ג( חשבו את הספק החו המתפתח בנגד כפונקציה‬
‫של הזמ )‪ 4‬נקודות(‪.‬‬
‫ד( חשבו את כמות האנרגיה שנפלטה מהנגד מזמ‬
‫‪x‬‬
‫‪d‬‬
‫איור ‪6‬‬
‫‪8‬‬
‫‪ t=0‬עד לזמ ‪ T ) T‬פרמטר נתו( ) ‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫שאלה‬
‫כבל קואקסיאלי מורכב ממולי גלילי פנימי ארו בעל רדיוס ‪ a‬וממולי חיצוני בצורת קליפה‬
‫גלילית דקת דופ שלו ציר משות לגליל הפנימי ]ראו איורי ‪ 4‬א' ו'‪4‬ב'[‪ .‬רדיוס הקליפה‬
‫הגלילית‪ . b ,‬במולי הפנימי זור זר ‪ I 0‬בצפיפות‬
‫‪I0‬‬
‫אחידה‪ ,‬ובמולי החיצוני זור זר ‪ I 1‬בכיוו הפו לזר‬
‫שבמולי הפנימי‪ .‬תוכלו להניח כי שני המוליכי‬
‫אינסופיי באורכ‪.‬‬
‫‪b‬‬
‫‪a‬‬
‫א( חשבו את השדה המגנטי בנקודות שבתו המולי‬
‫הפנימי‬
‫‪I1‬‬
‫)‪ 9‬נקודות(‪.‬‬
‫ב( חשבו את השדה המגנטי בחלל שבי שני‬
‫המוליכי‬
‫איור ‪ 4‬א'‬
‫מבט על‬
‫)‪ 8‬נקודות(‪.‬‬
‫ג( חשבו את השדה המגנטי מחו& למולי החיצוני‬
‫)‪ 8‬נקודות(‪.‬‬
‫זר‬
‫החוצה‬
‫‪b‬‬
‫‪a‬‬
‫שאלה‬
‫שאלה‬
‫איור ‪ 4‬ב'‬
‫תיל ישר שאורכו ‪ 2l + π R‬קופל לצורה המורכת משני‬
‫מקטעי תיל ישר שאורכ ‪ l‬כל אחד המחוברי ביניה על ידי קשת חצי מעגלית שרדיוסה ‪. R‬‬
‫‪r‬‬
‫הלולאה נושאת זר נתו ‪ i‬ומוצבת בשדה מגנטי אחיד ‪ B‬המאונ למישור הד ויוצא ממנו )ראו‬
‫איור ‪.(5‬‬
‫‪r‬‬
‫‪B‬‬
‫נתוני‪:‬‬
‫‪R‬‬
‫‪i‬‬
‫‪l‬‬
‫‪i‬‬
‫‪l‬‬
‫איור‬
‫‪5‬‬
‫‪. B , l, R , i , µ 0‬‬
‫א‪.‬‬
‫חשבו את הכוח המגנטי הפועל על כל אחד מהקטעי הישרי )‪ 8‬נקודות(‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫חשבו את הכוח המגנטי הפועל על הקשת המעגלית )‪ 9‬נקודות(‪.‬‬
‫זר פנימה‬
‫עמוד ‪ 9‬מתו ‪23‬‬
‫ג‪.‬‬
‫מה צרי להיות אורכו של תיל ישר שיוצב באותו שדה מגנטי על מנת שיפעל עליו אותו‬
‫הכוח הפועל על התיל המתואר בשאלה )‪ 8‬נקודות(‪.‬‬
‫שאלה‬
‫‪Q‬‬
‫תיל מולי אשר התנגדותו הסגולית הנה ‪ ρ‬ושטח החת‬
‫שלו ‪ ,a‬מכופ לצורת חצי מעגל בעל רדיוס ‪ .R‬בנוס ‪2‬‬
‫‪ϑ‬‬
‫מוליכי ישרי )מאותו חומר( מחוברי למרכז חצי‬
‫המעגל‪ .‬המולי ‪ op‬קבוע למקומו ואילו המולי ‪QO‬‬
‫מחובר אל מרכז המעגל בציר כ שקצהו ‪ Q‬יכול להחליק‬
‫‪P‬‬
‫‪R‬‬
‫‪r‬‬
‫‪B‬‬
‫‪O‬‬
‫איור ‪6‬‬
‫חופשית על פני הקשת המעגלית‪ ,‬תו יצירת מגע חשמלי‬
‫עימו ]ראו איור ‪ .[6‬בזמ ‪ t = 0‬מונח המולי ‪ OQ‬על ‪ ( ϑ = 0 ) OP‬ומתחיל לנוע בתאוצה‬
‫זוויתית קבועה ‪ . α‬כל המער הזה נמצא בתו שדה חשמלי אחיד ‪ B‬המופנה לתו הד‪ .‬נתוני‪:‬‬
‫‪B , R, ρ , a‬‬
‫א( חשבו את ההתנגדות של המולי המורכב מהקטע ‪ OPQO‬כפונקציה של הזווית ‪5) ϑ‬‬
‫נקודות(‪.‬‬
‫ב( חשבו את השט של השדה המגנטי דר המשטח התחו על ידי הקטעי ‪OPQO‬‬
‫כפונקציה של הזוית ‪ 8) θ‬נקודות(‪.‬‬
‫ג( חשב את הכא"מ המושרה בלולאה ‪ OPQ‬כפונקציה של הזמ )‪ 7‬נקודות(‪.‬‬
‫ד( חשבו את הזר המושרה בלולאה ‪ OPQ‬כפונקציה של הזמ )‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫‪1 2‬‬
‫נוסחאות שימושיות‪ .1 :‬שטח של גזרה‪R ϑ :‬‬
‫‪2‬‬
‫=‪.A‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ .2‬זווית כפונקציה של זמ‪ϑ (t ) = ϑ0 + ω0t + α t 2 :‬‬
‫שאלה‬
‫בצינור ארו דק דפנות שרדיוסו החיצוני הוא ‪ R‬זור זר ‪ i0‬המפולג בצורה אחידה‪ .‬כיוו הזר‬
‫בצינור הוא אל תו הד‪ ./‬במרחק ‪ 3R‬ממרכז הצינור מוצב תיל הנושא זר חשמלי ‪ i‬במקביל‬
‫לציר הצינור ובאותו הכיוו )ראה איור ‪.(3‬‬
‫א‪ .‬חשב את השדה המגנטי במרכז הצינור )‪ 10‬נקודות(‪.‬‬
‫ב‪ .‬חשב את השדה המגנטי בנקודה ‪ p‬הנמצאת במרחק ‪ 2R‬ממרכז הצינור )ראה איור ‪(3‬‬
‫)‪ 5‬נקודות(‪.‬‬
‫ג‪ .‬מה צרי להיות היחס בי הזרמי ‪ i‬ו' ‪ i0‬על מנת שעצמת השדה המגנטי השקול‬
‫בנקודה ‪ p‬תהיה שווה לזו שבמרכז הצינור א הפוכה לו במגמה ? )‪ 10‬נקודות(‬
‫‪10‬‬
‫‪p‬‬
‫‪R‬‬
‫‪R‬‬
‫‪R‬‬
‫איור ‪3‬‬
‫שאלה‬
‫‪r‬‬
‫‪B‬‬
‫א‪ .‬במולי שצורתו קשת רבע מעגלית שרדיוסה ‪ R1‬זור זר‬
‫‪r‬‬
‫‪) I‬ראה איור ‪ .(4‬המולי נמצא בשדה מגנטי אחיד ‪B‬‬
‫‪I‬‬
‫המאונ למישור הד ויוצא ממנו‪ .‬חשב את גודלו וכיוונו של‬
‫הכוח המגנטי הפועל על הקשת הרבע מעגלית )‪13‬‬
‫נקודות(‪.‬‬
‫‪r‬‬
‫‪B‬‬
‫ב‪ .‬חשב את הכוח המגנטי‬
‫הפועל על הכריכה‬
‫‪ ACDE‬המורכבת משני‬
‫רבעי מעגל שרדיוס ‪R1‬‬
‫‪ R2‬ומשני קטעי ישרי‬
‫כמתואר באיור ‪12) 5‬‬
‫נקודות(‪.‬‬
‫‪I‬‬
‫‪C‬‬
‫‪R1‬‬
‫איור ‪4‬‬
‫‪D‬‬
‫ו‪#‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪A‬‬
‫‪E‬‬
‫איור ‪5‬‬
‫שאלה‬
‫כריכה מלבנית שרחבה ‪ , L‬עשויה מתיל מולי בעל התנגדות סגולית ‪ρ‬‬
‫שרדיוסו ‪ . r‬מסת הכריכה היא ‪ m‬והיא נופלת ממנוחה בשדה כבידה ובאזור בו שורר שדה מגנטי‬
‫‪r‬‬
‫אופקי‪ ,‬אחיד‪ B ,‬כמתואר באיור ‪ .6‬הנח כי הצלע העליונה של הכריכה נמצאת כל הזמ בשדה‬
‫ושטח חת מעגלי‬
‫המגנטי‪.‬‬
‫‪r‬‬
‫‪B‬‬
‫עמוד ‪ 11‬מתו ‪23‬‬
‫א‪ .‬רשו ביטוי לזר המושרה בכריכה כפונקציה של‬
‫מהירות הנפילה‪ , v ,‬וציי את כיוונו )‪ 6‬נקודות(‪.‬‬
‫‪r‬‬
‫‪g‬‬
‫ב‪ .‬מצא ביטוי לכוח המגנטי הפועל על הכריכה‬
‫כפונקציה של מהירות הנפילה ‪ 4) v‬נקודות(‪.‬‬
‫ג‪ .‬רשו ביטוי למהירות הגבולית אליה תגיע הכריכה‬
‫)‪ 6‬נקודות(‬
‫ד‪ .‬רשו ביטוי עבור מהירותה של הכריכה כפונקציה‬
‫של הזמ‪ ,‬בהנחה כי היא מתחילה את תנועתה‬
‫ממנוחה‬
‫)‪ 9‬נקודות(‪.‬‬
‫איור ‪6‬‬
‫‪L‬‬
‫שאלה‬
‫בתרשים מתואר חלק של מעגל חשמלי‪ .‬הקטע ‪ AB‬הינו חלק מהמוליך ויכול להחליק אנכית‪ ,‬ללא חיכוך‪,‬‬
‫תוך שמירת מגע חשמלי עם יתר חלקי המעגל‪ .‬הקטע ‪ AB‬אורכו ‪ L = 25cm‬ומסתו ‪ m = 50 gr‬והוא‬
‫מחובר )בחיבור מבֹודד( לקצהו התחתון של הקפיץ‪ .‬כאשר לא זורם זרם במעגל‪ ,‬הקטע ‪ AB‬נמצא במרחק‬
‫‪ x0 = 5cm‬מעל לקטע ‪) CD‬האיור השמאלי(‪ .‬כאשר מעבירים זרם ‪ I‬במעגל‪ ,‬מתכווץ הקפיץ עד שהוא‬
‫מגיע למצב שיווי משקל‪ ,‬כש‪ AB -‬נמצא במרחק ‪ 2x0‬מעל ‪ .CD‬במצב זה הקפיץ הינו במצבו הרפוי‬
‫)האיור הימני(‪ .‬בחישובי כוחות יש להתייחס להשפעת התיל התחתון על המקטע ‪ ,AB‬בקירוב של תיל‬
‫אינסופי‪ ,‬ולהזניח את השפעת המקטעים האחרים על ‪.AB‬‬
‫א‪ .‬מהו קבוע הקפיץ‬
‫ב‪.‬‬
‫‪ 5) ?k‬נקודות(‬
‫מהו הזרם ‪ 10) ?I‬נקודות(‬
‫ג‪ .‬באיזה מרחק מהקטע ‪ CD‬יהיה הקטע ‪ ,AB‬אם יזרימו זרם ‪I/2‬‬
‫במעגל? )‪ 10‬נקודות(‬
‫‪I‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪2x0‬‬
‫‪B‬‬
‫‪I‬‬
‫‪D‬‬
‫שאלה‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫‪x0‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪12‬‬
‫שני לוחות אינסופיים‪ ,‬האחד טעון במטען חיובי והשני בשלילי‪ ,‬נמצאים במרחק ‪ 1 cm‬זה מזה‪ ,‬וביניהם‬
‫‪+ + + + + + + +‬‬
‫שדה חשמלי אחיד של ‪ .1000 N/C‬אלקטרון משוחרר מן הטבלה‬
‫השלילית ופרוטון מן הטבלה החיובית באותו הזמן‪.‬‬
‫‪1 cm‬‬
‫‪E‬‬
‫א‪ .‬באיזה מרחק מן הטבלה החיובית יעברו זה על פני זה?‬
‫)‬
‫‪m‬‬
‫‪−6‬‬
‫‪(Y = 5.46 10‬‬
‫‪- - - - - - - - - -‬‬
‫‪ t2‬‬
‫‪‬‬
‫ב‪ .‬מהו יחס הזמנים של הגעתם לטבלה הנגדית? ‪ = 42.78 ‬‬
‫‪ t1‬‬
‫‪‬‬
‫‪ v1‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ג‪ .‬מהו יחס המהירויות שבה יפגעו בטבלה הנגדית? ‪= 42.78 ‬‬
‫‪ v2‬‬
‫‪‬‬
‫ד‪.‬‬
‫‪ Εp‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫מהו יחס האנרגיות הקינטיות בעת הפגיעה בטבלה הנגדית? ‪ E = 1 ‬‬
‫‪ e‬‬
‫‪‬‬
‫‪Y‬‬
‫שאלה‬
‫‪+d‬‬
‫‪-Q‬‬
‫שני כדורים קטנים הטעונים במטען שלילי ‪) − Q‬כל אחד( מוחזקים‬
‫‪+q‬‬
‫במקומם על ציר ‪ Y‬בנקודות ) ‪. (0, d ) ; (0,−d‬‬
‫)‪(0,0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪x‬‬
‫חלקיק שלישי שמטענו ‪ + q‬נמצא על ציר ‪. X‬‬
‫‪-Q‬‬
‫א‪ .‬מהו השדה החשמלי )גודל וכוון( הפועל על המטען ‪ + q‬כאשר הוא נמצא במרחק ‪x‬‬
‫‪‬‬
‫מהראשית‪ .‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫)‬
‫‪3‬‬
‫‪-d‬‬
‫‪‬‬
‫‪x‬‬
‫‪ E = 2KQ‬‬
‫‪2‬‬
‫‪‬‬
‫‪x + d2‬‬
‫‪‬‬
‫(‬
‫ב‪ .‬מהי העבודה החיצונית הדרושה על מנת להעביר את המטען ‪ + q‬מהנקודה ‪ x = 0‬לנקודה‬
‫‪Qq ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ W = 1.52 K‬‬
‫‪ ? x = 4d‬‬
‫‪d ‬‬
‫‪‬‬
‫שאלה‬
‫חלקיק שמטענו ‪ + q‬מרחף בשיווי משקל‬
‫במרכז החלל שבין שני לוחות קבל אופקיים‪.‬‬
‫הרווח בין לוחות הקבל הוא ‪, d‬‬
‫שטח הלוחות הוא ‪ A‬והם טעונים במטען ‪+ Q‬‬
‫ו ‪) − Q -‬ראה תרשים א'(‪.‬‬
‫נתונים‪. A, d, ε 0 , Q, g :‬‬
‫א‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫‪d‬‬
‫‪2‬‬
‫‪q‬‬
‫‪ q Aε 0 g ‬‬
‫= ‪‬‬
‫בין מטען החלקיק ובין מסתו‪ .‬‬
‫חשב את היחס‬
‫‪Q ‬‬
‫‪m‬‬
‫‪m‬‬
‫‪+Q‬‬
‫ ‪- - - - - - - - -- -‬‬‫‪+q‬‬
‫‪d‬‬
‫‪++++++++++++‬‬
‫‪−Q‬‬
‫תרשים א'‬
‫‬‫‬‫‬‫‬‫‬‫‬‫‪-‬‬
‫‪+q‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪r‬‬
‫‪g‬‬
‫‪r‬‬
‫‪g‬‬
‫עמוד ‪ 13‬מתו ‪23‬‬
‫בזמן שהחלקיק מרחף במרכז הקבל מסובבים במהירות‬
‫את לוחות הקבל ומציבים אותם במצב אנכי )ראה תרשים ב'( ‪.‬‬
‫)ניתן להזניח את תזוזת החלקיק תוך כדי סיבוב הקבל(‪.‬‬
‫באיזה מרחק אנכי מתחת לנקודת המוצא פוגע החלקיק‬
‫ב‪.‬‬
‫‪1 ‬‬
‫‪‬‬
‫בלוח הקבל ? ‪ y = d ‬‬
‫‪2 ‬‬
‫‪‬‬
‫באיזו מהיריות )גודל וכיוון( פוגע החלקיק בלוח הקבל ? ‪v = 2 gd‬‬
‫ג‪.‬‬
‫)‬
‫מהי צורת המסלול של‬
‫ד‪.‬‬
‫תנועת החלקיק ? שרטט‪ .‬נמק! ) ‪( y = x‬‬
‫(‬
‫שאלה‬
‫שני מטענים ‪ + q ;− 3q‬קבועים במקומם ונמצאים במרחק ‪ d‬זה מזה‪ .‬כאשר המטען ‪ + q‬נמצא בנקודה‬
‫)‪. (0,0‬‬
‫‪-3q‬‬
‫‪+q‬‬
‫‪x‬‬
‫)‪(d,0‬‬
‫)‪(0,0‬‬
‫א‪ .‬מצא את הנקודה או הנקודות בהן הפוטנציאל החשמלי שווה לאפס )בין שני המטענים או מחוצה‬
‫להם(‪(( 34d ,0 ) ; (− d2 ,0)) .‬‬
‫ב‪.‬‬
‫מצא את הנקודה או הנקודות בהן השדה החשמלי שווה לאפס‪((− 1.37d,0)) .‬‬
‫שאלה‬
‫אל שלושה מקודקודיו של ריבוע שאורך צלעו ‪ a‬מחוברים מטענים זהים‬
‫‪+Q‬‬
‫‪a‬‬
‫‪-Q‬‬
‫‪ . Q1 = Q 2 = Q 3 = +Q‬אל הקודקוד הרביעי מחובר מטען נקודתי ‪ . Q 4 = −Q‬נתונים‪:‬‬
‫‪a, Q‬‬
‫‪‬‬
‫‪Q2‬‬
‫‪1 ‬‬
‫א‪ .‬מהו הכוח החשמלי השקול הפועל על המטען ‪ F = K 2  2 +   ? Q 4‬‬
‫‪2 ‬‬
‫‪a ‬‬
‫‪‬‬
‫ב‪.‬‬
‫מהי האנרגיה האלקטרוסטטית האצורה במערכת? )‪(U = 0‬‬
‫‪a‬‬
‫‪+Q‬‬
‫‪KQ ‬‬
‫‪‬‬
‫‪V = 2 2‬‬
‫ג‪ .‬מהו הפוטנציאל החשמלי במרכז הריבוע? ‪‬‬
‫‪a ‬‬
‫‪‬‬
‫מהי העובדה החיצונית שיש להשקיע על מנת להביא מטען נקודתי ‪ q‬מאינסוף אל מרכז הריבוע?‬
‫‪Qq ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ U = 2 2K‬‬
‫‪‬‬
‫‪a ‬‬
‫‪‬‬
‫‪+Q‬‬
‫‪14‬‬
‫שאלה‬
‫שני מטעני נקודתיי זהי ‪ Q 1 = Q 2 = Q‬נמצאי בנקודות )‪ ( a ,0‬ו – )‪ (-a , 0‬שעל‬
‫ציר ‪ X‬כמוראה בתרשי‪.‬‬
‫‪Q2‬‬
‫‪q‬‬
‫‪Q1‬‬
‫)‪(0,0‬‬
‫)‪(-a,0‬‬
‫‪x‬‬
‫)‪(a,0‬‬
‫כדי להחזיק את שני המטעני הנ"ל בשווי משקל‪ ,‬מניחי מטע נוס‪ q /‬בראשית‪.‬‬
‫א‪ .‬מהו גודלו וסימנו של המטען ‪ q‬שיחזיק את שני המטענים הנ"ל בשווי משקל? בהשפעת כוחות‬
‫‪Q‬‬
‫‪‬‬
‫אלקטרוסטטיים בלבד(‪ q = −  .‬‬
‫‪4‬‬
‫‪‬‬
‫ב‪ .‬מהי העבודה החיצונית הדרושה לצור הבאת המטעני למצב הסופי המתואר‬
‫בתרשי‪ ,‬ממצב בו המרחקי ביניה אינסופיי? )‪(W = 0‬‬
‫‪24V‬‬
‫נתון המעגל הבא‪:‬‬
‫א‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫מהו המתח על הקבל מיד ע סגירת המעגל? ) ‪(Vc = Ο‬‬
‫מהו המתח על הנגד מיד ע סגירת המעגל? ) ‪(VR = 24V‬‬
‫מהו המתח על הקבל לאחר זמ אינסופי? ) ‪(Vc = 24V‬‬
‫מהו המתח על הנגד לאחר זמ אינסופי? ) ‪(VR = Ο‬‬
‫)‬
‫ה‪ .‬לאחר כמה זמן יטען הקבל ל – ‪ %63‬מערכו הסופי? ‪sec‬‬
‫‪−5‬‬
‫‪5µ‬‬
‫‪µF‬‬
‫‪10Ω‬‬
‫‪(t = 4.97 ⋅ 10‬‬
‫שאלה‬
‫‪3µ‬‬
‫‪µF‬‬
‫מקור מתח מחובר אל מערכת של שלושה קבלים‪ ,‬כמוראה בתרשים‪.‬‬
‫‪4µ‬‬
‫‪µF‬‬
‫‪8 ‬‬
‫‪‬‬
‫א‪ .‬מהו הקיבול השקול של מערכת הקבלים ?‪ Ct = µF  .‬‬
‫‪3 ‬‬
‫‪‬‬
‫‪5µ‬‬
‫‪µF‬‬
‫ב‪ .‬מהו המתח ומהו המטען על כל קבל?‬
‫) ‪V1 = 8V ; q 2 = 12 µC V2 = 4V ; q 3 = 20 µC V3 = 4V‬‬
‫‪(q1 = 32 µC‬‬
‫‪12V‬‬
‫הקבל שקבולו ‪ 5 µF‬נפרץ לפתע עקב תקלה ומהווה קצר במערכת‪ .‬מהו המתח על כל אחד משני הקבלים‬
‫הנותרים זמן רב לאחר פריצת הקבל? )‪(q'1 = 48 µC V'1 = 12V ; q'2 = 0 V'2 = 0‬‬
‫נתון המעגל החשמלי שבציור‪:‬‬
‫עמוד ‪ 15‬מתו ‪23‬‬
‫‪R 1 = 200 Ω‬‬
‫‪R 2 = R 3 = 100 Ω‬‬
‫‪R 4 = 50 Ω‬‬
‫‪ε = 12 V‬‬
‫א‪ .‬חשב את ההתנגדות השקולה‪= 225 Ω ) .‬‬
‫‪(R t‬‬
‫ב‪ .‬חשב את הזרם שיעבור דרך כל נגד במעגל‪; i 3 = 0.026 A ) .‬‬
‫‪(i = 0.053 A ; i1 = i 2 = 0.013 A‬‬
‫שאלה‬
‫‪36V‬‬
‫נתון המעגל החשמלי שבציור‪:‬‬
‫א‪ .‬מהו הפוטנציאל בנקודה ‪ a‬ובנקודה ‪ b‬יחסית להארקה‪ ,‬כאשר‬
‫המפסק ‪ S‬פתוח? ) ‪; Va = 36 V‬‬
‫‪6µ‬‬
‫‪µF‬‬
‫‪(Vb = 0‬‬
‫‪b‬‬
‫ב‪ .‬מהו הפוטנציאל הסופי של הנקודות ‪ a‬ו ‪ b‬יחסית להארקה כאשר‬
‫המפסק ‪ S‬סגור? ) ‪; Vb = 12V ; Va = 12 V‬‬
‫‪(i = 4 A‬‬
‫ג‪ .‬מה יהיה המטען על כל קבל כאשר המפסק ‪ S‬סגור? )‪; q 2 = 144 µC‬‬
‫‪6Ω‬‬
‫‪a‬‬
‫‪s‬‬
‫‪3µ‬‬
‫‪µF‬‬
‫‪3Ω‬‬
‫‪(q1 = 36 µC‬‬
‫שאלה‬
‫נתון תרשים של מעגל חשמלי שבו הנקודה העליונה מחוברת אל‬
‫ההדק החיובי של סוללה בת ‪ 60V‬שהתנגדותה הפנימית זניחה‪,‬‬
‫והנקודה התחתונה במעגל מוארקת לאדמה )פוטנציאל אפס(‬
‫נתון תרשים של מעגל חשמלי שבו הנקודה העליונה מחוברת אל‬
‫ההדק החיובי של סוללה בת ‪ 60V‬שהתנגדותה הפנימית זניחה‪,‬‬
‫והנקודה התחתונה במעגל מוארקת לאדמה‪.‬‬
‫א‪ .‬מהו הפרש הפוטנציאלים ‪ , Vab‬הפוטנציאל של נקודה ‪ a‬יחסית לנקודה ‪ , b‬כאשר המפסק ‪S‬‬
‫‪60V‬‬
‫פתוח? איזה נקודה נמצאת בפוטנציאל גבוה יותר? ) ‪(Vab = −36V‬‬
‫ב‪.‬‬
‫מהו הזרם העובר במפסק ‪ S‬כשהוא סגור? ) ‪(i1 = 5.2 ; i 2 = 9.1 ; i 3 = 4A‬‬
‫ג‪.‬‬
‫מהי ההתנגדות השקולה של המעגל כאשר המפסק ‪ S‬פתוח? ) ‪(R = 5 Ω‬‬
‫ד‪.‬‬
‫מהי ההתנגדות השקולה של המעגל כאשר המפסק ‪ S‬סגור? ) ‪(R = 4 Ω‬‬
‫‪2Ω‬‬
‫‪b‬‬
‫‪8Ω‬‬
‫‪8Ω‬‬
‫‪s‬‬
‫‪6Ω‬‬
‫‪a‬‬
‫‪2Ω‬‬
‫‪16‬‬
‫שאלה‬
‫במעגל החשמלי המופיע בתרשים‪ ,‬ההתנגדות הפנימית של מקור‬
‫המתח זניח‪ .‬כאשר המפסק ‪ S‬פתוח‪ ,‬ומחכים עד‬
‫‪5µ‬‬
‫‪µF‬‬
‫‪15Ω‬‬
‫שהמערכת תתיצב‪.‬‬
‫א‪ .‬מהו הזרם העובר דרך מקור המתח? ) ‪(i = 0.5A‬‬
‫)‬
‫ב‪ .‬מהם המתחים על הקבלים ? ‪= 3V Vc 2 = 7.5V‬‬
‫‪3Ω‬‬
‫‪s‬‬
‫‪2µ‬‬
‫‪µF‬‬
‫‪12V‬‬
‫‪6Ω‬‬
‫‪(V‬‬
‫‪c1‬‬
‫סוגרים את המפסק ‪ S‬ומחכים עד אשר המערכת תתיצב‬
‫ג‪ .‬מהו הזרם דרך מקור המתח? ) ‪(i = 0.5A‬‬
‫)‬
‫ב‪ .‬מהם המתחים על הקבלים ? ‪= 7.5V Vc 2 = 3V‬‬
‫‪(V‬‬
‫‪c1‬‬
‫‪a‬‬
‫נתון המעגל החשמלי המופיע בתרשים‪.‬‬
‫כאשר המפסק ‪ S‬סגור‪:‬‬
‫‪R1 = 3Ω‬‬
‫א‪ .‬מהם הזרמים )גודל וכיוון( העוברים בנגדים ‪R1‬‬
‫ו ‪R2 -‬‬
‫ב‪.‬‬
‫)אחרי זמן ארוך( ? ) ‪(I 1 = 6 Amp, I 2 = 3 Amp‬‬
‫מהו המתח ‪) Vab‬אחרי זמן‬
‫ארוך ( ? ) ‪(Vab = 18V‬‬
‫‪ε = 18V‬‬
‫‪R2 = 6Ω‬‬
‫‪S‬‬
‫‪C = 20 µF‬‬
‫עתה פותחים את המפסק ‪: S‬‬
‫ג‪.‬‬
‫‪b‬‬
‫מהם הזרמים )גודל וכיוון( העוברים בנגדים ‪R1‬‬
‫ו ‪R2 -‬‬
‫)אחרי זמן ארוך( ? ) ‪(I 2 = 3 Amp‬‬
‫ד‪.‬‬
‫מהו המטען על לוחות הקבל ) אחרי פרק זמן ארוך( ? ) ‪(Q = 360 µc‬‬
‫ה‪.‬‬
‫מהי האנרגיה החשמלית האצורה בקבל ? ) ‪(u = 3240 µJ‬‬
‫נתון המעגל החשמלי המתואר בתרשים‪ .‬מצאו את המטען והמתח על כל אחד מהקבלים במקרים הבאים‬
‫בזמן ארוך לאחר בצוע הפעולות המתוארות‪:‬‬
‫א‪ .‬פותחים את שני המפסקים‪.‬‬
‫) ‪(8V , 4V , 24µC , 24µC‬‬
‫‪C 2 = 6µF‬‬
‫‪S‬‬
‫ב‪ .‬סוגרים את המפסק ‪ S1‬ופותחים את המפסק‬
‫‪(0V ,12V , 0µC , 72µC ) . S 2‬‬
‫ג‪ .‬פותחים את המפסק ‪ S1‬וסוגרים את המפסק‪.‬‬
‫) ‪(9V .9V‬‬
‫ד‪.‬‬
‫סוגרים את שני המפסקים‪(3V , 6V , 9µC , 36µC ) .‬‬
‫‪C1 = 3µF‬‬
‫‪1‬‬
‫‪R1 = 10Ω‬‬
‫‪R2 = 20Ω‬‬
‫‪2‬‬
‫‪S‬‬
‫‪R3 = 10Ω‬‬
‫‪12V‬‬
‫עמוד ‪ 17‬מתו ‪23‬‬
‫עבור המעגל החשמלי המופיע בתרשים נתון‪:‬‬
‫‪ε1 = ε3 = 6V , ε2 = 2V , R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = 4Ω ,‬‬
‫‪C1 = 10µF , C2 = 5µF‬‬
‫‪R1‬‬
‫בהנחה שהמעגל התייצב‪:‬‬
‫‪C2‬‬
‫א‪ .‬מהו הזרם החשמלי העובר דרך כל נגד במעגל‬
‫‪R2‬‬
‫כאשר המפסק ‪S‬‬
‫פתוח ?‬
‫)‪( 0.33A‬‬
‫‪R3‬‬
‫‪R4‬‬
‫ב‪ .‬מהם מטעני הקבלים כאשר המפסק ‪ S‬פתוח ?‬
‫‪ε1‬‬
‫) ‪( 33.33µC, 16.67µC‬‬
‫‪ε2‬‬
‫‪C1‬‬
‫ג‪ .‬מהו הזרם החשמלי העובר דרך כל נגד במעגל‬
‫‪R5‬‬
‫‪ε3‬‬
‫כאשר המפסק‬
‫‪ S‬סגור ?‬
‫‪S‬‬
‫‪R6‬‬
‫) ‪( 0.3125A,0.125A,0.4375A‬‬
‫במסגרת בעלת התנגדות ‪ 2Ω‬יש חלק באורך ‪ 1m‬שניתן לתזוזה‪ .‬המסגרת נמצאת בשדה מגנטי אחיד‬
‫שעוצמתו ‪.0.2T‬‬
‫א‪ .‬מהו הכ‪.‬א‪.‬מ‪ .‬שנוצר במסגרת במקרה זה?‬
‫הנח ש ‪v = 1 m sec -‬‬
‫) ‪(ε = 0.2 V‬‬
‫ב‪ .‬מהו הכוח שצריך להפעיל על החלק שניתן לתזוזה כדי שינוע במהירות קבוע של ‪v = 1 m sec‬‬
‫ימינה? ) ‪(F = 0.02N‬‬
‫ג‪ .‬מהו הזר )גודל וכיוו(? ) ‪ i = 0.1A‬כיוו הזר מ‪ B #‬ל‪(A #‬‬
‫‪b‬‬
‫כריכה מלבנית הנושאת זר של ‪ 20‬אמפר‬
‫נמצאת ליד תייל ארוך הנושא זרם של ‪ 30‬אמפר‪.‬‬
‫הנח‪a=1 , b=8cm , L=30 cm :‬‬
‫)‬
‫חשב את הכוח השקול הפועל על כריכה‪N .‬‬
‫‪i2=30A‬‬
‫‪L‬‬
‫‪−3‬‬
‫‪(∑ F = 3.2 ⋅ 10‬‬
‫‪a‬‬
‫‪18‬‬
‫שני תיילים ישרים מקבילים וארוכים מאוד נמצאים במרחק ‪ 2a‬זה מזה‪.‬‬
‫‪Y‬‬
‫בתיילים עוברים זרמים שווים )‪ I‬בכל תייל( במגמות מנוגדות‪ ,‬כמתואר בתרשים‪.‬‬
‫‪I‬‬
‫‪a‬‬
‫נתונים‪a = 0.3m ; x = 0.4m ; I = 15 A :‬‬
‫‪.‬‬
‫‪p‬‬
‫‪X‬‬
‫‪x‬‬
‫א‪ .‬מהו השדה המגנטי )גודל וכיוון( שנוצר על ידי שני תיילים בנקודה ‪ P‬הנמצאת על ציר ‪ X‬במרחק‬
‫‪ x‬מהראשית? ) ‪= 7.2 µT‬‬
‫‪(B t‬‬
‫‪I‬‬
‫‪-a‬‬
‫ב‪ .‬נתון שהתייל העליון "מרחף" מעל התייל התחתון בהשפעת הכוח המגנטי וכוח הכובד בלבד‪ .‬מה‬
‫משקלו של התייל העליון ליחידת אורך?‬
‫)‬
‫‪m‬‬
‫‪−4 N‬‬
‫‪(λ = 0.75 ⋅ 10‬‬
‫‪ 14.5‬מוט מוליך ‪ AB‬נמצא במגע עם פסי המתכת ‪ CA‬ו ‪ .DB‬המערכת נמצאת בתוך ‪A‬‬
‫שדה מגנטי קבוע ניצב של ‪ 0.5 T‬המוט ‪ AB‬נע ימינה במהירות של‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪0.5 m‬‬
‫‪x x‬‬
‫‪x x‬‬
‫‪x vx‬‬
‫‪x x‬‬
‫‪. 5 m sec‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪D‬‬
‫א‪ .‬מהו הכא"מ המושרה במוט? איזה נקודה )‪ A‬או ‪ ( B‬נמצאת‬
‫בפוטנציאל גבוה יותר?‬
‫] ‪[ε = 1.25 V‬‬
‫‪C‬‬
‫‪B‬‬
‫ב‪ .‬אם התנגדות המעגל ‪ ABCD‬היא ‪ . 0.1‬מהו הכוח החיצוני )גודל וכיוון( הדרוש כדי לקיים את‬
‫ג‪.‬‬
‫תנועת המוט ימינה במהירות קבועה של ‪ 5 m\sec‬וללא חיכוך‪(F = 3.125 N ) .‬‬
‫מהו הספק החום המתפתח במעגל? ) ‪(Pel = 15.625 Watt‬‬
‫מהו ההפסק של העבודה המכנית הנעשית על ידי הכוח החיצוני? ) ‪= 15.625 Watt‬‬
‫‪(Pme‬‬
‫שלושה תיילים אינסופיים מקבילים נושאים זרמים ‪ . I , I , 2 I‬התיילים עוברים דרך קודקודיו של משולש‬
‫שווה צלעות שאורך צלעו ‪ - a‬ראה תרשים‪) .‬התרשים ממבט על(‪.‬‬
‫נתונים ‪e , v 0 , µ 0 , a , I‬‬
‫‪Y‬‬
‫א‪ .‬מהו השדה המגנטי )גודל וכיוון( הנוצר על ידי התיילים בנקודה ‪ ? P‬חשב את השדה‬
‫‪µI‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫השקול‪ B P = 3.05 0 ; θ = 10.9°  .‬‬
‫‪πa‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ב‪ .‬מהו הכח המגנטי )גודל וכיוון( הפועל על אלקטרון הנע במהירות‬
‫נתונה ‪ V0‬פנימה בניצב למישור התרשים בנקודה‬
‫‪e ⋅ v0 µ0 I‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪; α = 79.1°  ? P‬‬
‫‪ F = 3.05‬‬
‫‪πa‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪2I‬‬
‫‪P‬‬
‫‪X‬‬
‫‪I‬‬
‫‪30°‬‬
‫‪30°‬‬
‫‪I‬‬
‫עמוד ‪ 19‬מתו ‪23‬‬
‫שלושה תיילים ארוכים מאוד ומקבילים זה לזה מוחזקים אופקית בניצב למישור התרשים‬
‫‪Q‬‬
‫כך‬
‫בכל‬
‫שהם עוברים דרך קודקודיו של משולש שווה צלעות ‪ QOP‬שאורך צלעותיו ‪.a‬‬
‫תיל עובר זרם ‪ I‬המכוון פנימה את תוך מישור התרשים‪ .‬נתונים‪µ 0 , I, a :‬‬
‫‪a‬‬
‫א‪ .‬מהו השדה המגנטי השקול )גודל וכיוון( הנוצר על ידי שלושת הזרמים‬
‫‪a‬‬
‫בנקודה ‪ S‬הנמצאת באמצע הצלע ‪?OP‬‬
‫‪µI ‬‬
‫‪‬‬
‫‪  B t = B 3 = 0 ‬לכיוון הנקודה ‪O‬‬
‫‪3πa ‬‬
‫‪‬‬
‫‪P‬‬
‫‪a‬‬
‫‪O‬‬
‫‪S‬‬
‫ב‪ .‬מהו הכח המגנטי הפועל על יחידת אורך של התייל העובר בנקודה ‪?Q‬‬
‫‪F‬‬
‫‪3 µ 0I 2 ‬‬
‫= ‪ ‬לכיוון הנקודה ‪S‬‬
‫‪2 πa ‬‬
‫‪l‬‬
‫פרוטון )מטענו ‪ e +‬ומסתו ‪ ( m p‬ודאוטרון )מטענו ‪ e +‬ומסתו ‪ ( 2m p‬בעלי‬
‫‪x‬‬
‫אותה אנרגיה קינטית ‪ , Ek‬נכנסים אל שדה מגנטי אחיד ‪ B‬בניצב לקווי‬
‫השדה‪.‬‬
‫‪x‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫א‪ .‬מה מהירות הפרוטון? ‪ v = 2Ek ‬‬
‫‪p‬‬
‫‪‬‬
‫‪x‬‬
‫‪m p ‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪x‬‬
‫ב‪ .‬מה רדיוס מסלול הפרוטון? ‪ R = 2Ek m p ‬‬
‫‪‬‬
‫‪eB ‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪x‬‬
‫ג‪ .‬חשב את היחס בין מהירות הדאוטרון למהירות הפרוטון?‬
‫‪ vd‬‬
‫‪1 ‬‬
‫‪‬‬
‫=‬
‫‪v‬‬
‫‪2 ‬‬
‫‪ p‬‬
‫‪ Rd‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ד‪ .‬חשב את היחס בין רדיוס מסלול הדאוטרון לרדיוס הפרוטון? ‪= 2 ‬‬
‫‪R‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ p‬‬
‫‪o‬‬
‫מוט נחושת ארוך הכפוף בזווית בת ‪ 60‬נמצא‬
‫במישור אופקי‪ .‬שדה מגנטי אחיד שעצמתו ‪B = 1T‬‬
‫מאונך למישור המוט‪ .‬מוט נחושת ארוך נע על פני‬
‫המוט הכפוף כך שהמוטות יוצרים בכל רגע משולש‬
‫שווה צלעות‪ .‬ברגע ‪ t = 0‬נמצא המוט הנע בפינה‪.‬‬
‫מהירות המוט ‪ AB‬קבועה בגדלה ושווה‬
‫‪ . V = 0.3m / s‬ההתנגדות ליחידת אורך של מוטות‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪20‬‬
‫הנחושת היא ‪. λ = 0.1 Ω / m‬‬
‫א‪ .‬חשב את השטף המגנטי העובר דרך המשולש‬
‫‪‬‬
‫‪BV 2 t 2 ‬‬
‫‪φ‬‬
‫=‬
‫‪ B‬‬
‫כפונקציה של הזמן ‪‬‬
‫‪3 ‬‬
‫‪‬‬
‫האם הכא''מ המושרה במוט הנע קבוע בזמן ? נמק‬
‫×××××××××××××××××××××‬
‫×××××××××××××××××××××‬
‫ב‪ .‬מה הכא''מ המושרה ברגע ‪× × × × ×( ε(5) = 0.51V ) ? t = 5 s‬‬
‫×‬
‫ג‪ .‬מהי עצמת הזרם במוט ברגע ‪× × × × × × × × ×( I = 1Amp ) ? t = 5 s‬‬
‫××××××××××‬
‫‪B‬‬
‫××××××××‬
‫××××‬
‫‪60o‬‬
‫ד‪ .‬מה המתח ‪ VAB‬בין נקודות המגע ‪V(Vab = -0.34V ) ? t = 5 s‬‬
‫××××××××‬
‫‪×××××××× × A‬‬
‫××××××××××‬
‫××‬
‫× × × ××××××××××××××××××‬
‫תיל מוליך שהתנגדותו ‪ , R‬אורכו ‪ L‬ומסתו ‪ ,m‬עשוי להחליק ללא חיכוך על שני‬
‫‪L‬‬
‫פסים מוליכים ישרים וארוכים מאוד‪ ,‬תוך יצירת מגע חשמלי איתם‪ .‬התנגדות‬
‫הפסים זניחה והם מחוברים באמצעות נגד שהתנגדותו ‪.R‬‬
‫המערכת מוצבת במישור האנכי ושדה מגנטי אופקי אחיד ‪ B‬פועל בניצב‬
‫למישור זה‪ ,‬כמוראה בתרשים‪.‬‬
‫משחררים את התיל ממנוחה והוא מתחיל להחליק למטה‪.‬‬
‫א‪ .‬מהו המתח המושרה ‪ ε‬בין קצות התיל המחליק ברגע בו מהירותו הרגעית היא ‪?v‬‬
‫) ‪(ε = BLv‬‬
‫ב‪ .‬מהו הזרם הרגעי העובר בתיל הנע )גודל וכיוון( ברגע בו מהירותו הרגעית היא ‪?v‬‬
‫‪BLv ‬‬
‫‪ε‬‬
‫‪‬‬
‫=‬
‫= ‪i‬‬
‫בטא תשובתך כפונקציה של ‪ .v‬‬
‫‪2R‬‬
‫‪2R ‬‬
‫‪‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪g‬‬
‫נתונים‪g, B, m, L, R :‬‬
‫‪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
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪xR‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫עמוד ‪ 21‬מתו ‪23‬‬
‫ג‪ .‬לאיזו מהירות מכסימלית יגיע התיל בתנועתו? הנח שהפסים ארוכים מאוד‪.‬‬
‫‪2mgR ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ v max = 2 2 ‬‬
‫‪B L ‬‬
‫‪‬‬
‫ד‪ .‬כשהתיל נע במהירותו המכסימלית ‪ ,‬מהו ההספק בו הוא מאבד אנרגיה פוטנציאלית‬
‫כובדית?‬
‫‪‬‬
‫‪2m 2 g 2 R ‬‬
‫= ‪ P‬‬
‫‪‬‬
‫‪2 2‬‬
‫‪B‬‬
‫‪L‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪B 2 L2 v ‬‬
‫‪ F = mg −‬‬
‫מהו הכח השקול הפועל על המוט ברגע המתואר בסעיף א'? ‪‬‬
‫‪2R ‬‬
‫‪‬‬
‫שאלה‬
‫נתו חלקיק נקודתי בעל מסה ‪ ,m‬ומטע ‪ q‬חיובי תלוי‬
‫בחוט באור ‪ L‬מבודד שקשור לתקרה‪ .‬כתוצאה ממישור‬
‫דק אינסופי הטעו בצפיפות מטע אחידה ‪ σ‬לא ידועה‪.‬‬
‫‪σ‬‬
‫החוט נפרש בזוית ‪ θ‬ע האנ ראה ציור‪.‬‬
‫‪θ‬‬
‫א‪ .‬חשב את הכוח החשמלי הפועל על החלקיק‪9) .‬‬
‫נקודות(‬
‫‪m, q‬‬
‫ב‪ .‬קבע את הער והסימ של צפיפות המטע בעזרת‬
‫הפרמטרי האחרי‪ 9) .‬נקודות(‬
‫ג‪ .‬בהזנחת הפוטנציאל של החלקיק הנקודתי‪ ,‬חשב את‬
‫הפרש הפוטנציאלי בי שתי הנקודות ‪ a‬הנמצאת‬
‫‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫‪b‬‬
‫‪a‬‬
‫במרחק ‪ x1‬מהלוח ונקודה ‪ b‬הנמצאת במרחק ‪x2‬‬
‫מהלוח )שתי הנקודות נמצאות באותו צד של הלוח(‪.‬‬
‫איזה נקודה נמצאת בפוטנציאל יותר גבוה? )‪ 7‬נקודות(‪.‬‬
‫שאלה‪.‬‬
‫‪V‬‬
‫נתו המעגל החשמלי המתואר בתרשי הבא‪:‬‬
‫‪r‬‬
‫‪S1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪R‬‬
‫‪22‬‬
‫הכא"מ ‪ .R=5Ω ,r=1Ω ,ε=18V‬האמפרמטר והוולטמטר אידיאליי‪ .‬שני המפסיקי ‪ S1‬ו'‪.S2‬‬
‫פתוחי‪ .‬חשב את הקריאה של שני מכשירי המדידה בכל אחד מהמצבי‪:‬‬
‫א‪ S1 .‬פתוח ו' ‪ S2‬פתוח‪ 8) .‬נקודות(‬
‫ב‪ S1 .‬סגור ו' ‪ S2‬פתוח‪ 9) .‬נקודות(‬
‫ג‪ S1 .‬סגור ו' ‪ S2‬סגור‪ 8) .‬נקודות(‬
‫שאלה‪.‬‬
‫נתו במעגל ‪ RC‬טורי לטעינת קבל‪ c=1µF ,R=10000Ω ,‬ו' ‪.ε=10v‬‬
‫א‪ .‬חשב את הזמ עד שהקבל נטע ל ‪ %90‬מהמטע המכסימלי שלו‪.‬‬
‫‪ε‬‬
‫)‪ 8‬נקודות(‬
‫ב‪ .‬ברגע מסויי המתח על הנגד ‪ , VR = 4V‬חשב את המטע על‬
‫הקבל ברגע זה וחשב את הזר במעגל ברגע זה‪ 5) .‬נקודות(‪.‬‬
‫‪C‬‬
‫מחליפי את הכא"מ הישר במקור מתח חילופי שהמתח המכסימלי‬
‫שלו ‪. V( t ) = Vmax sin(50t ) , Vmax = 10V‬‬
‫ג‪ .‬חשב את הזר המכסימלי במעגל וחשב את זווית המופע בי הזר למתח של מקור‬
‫המתח‪ 9) .‬נקודות(‬
‫ד‪ .‬חשב את המתח המכסימלי על הנגד ועל הקבל‪ 3) .‬נקודות(‪.‬‬
‫שאלה‬
‫קבל בעל שטח לוח ‪ A‬ומרווח ‪ d‬בי הלוחות נטע ע"י כא"מ של ‪.ε‬‬
‫א‪ .‬חשב את המטע המכסימלי של הקבל לאחר הרבה זמ‪ 4) .‬נקודות(‬
‫ב‪ .‬חשב את השדה החשמלי בי לוחות הקבל ומחוצה לה‪ 3) .‬נקודות(‬
‫ג‪ .‬כשמקור המתח עדיי מחובר‪ ,‬מרחיקי בי הלוחות של קבל למרחק ‪ .2d‬חשב את‬
‫המתח‪ ,‬הקיבול‪ ,‬השדה והמטע על הקבל במצב זה‪ 9) .‬נקודות(‬
‫‪R‬‬
‫עמוד ‪ 23‬מתו ‪23‬‬
‫ד‪ .‬מנתקי את הכא"מ‪ ,‬מרחיקי בי הלוחות של קבל למרחק ‪ .2d‬חשב את המתח‪,‬‬
‫הקיבול‪ ,‬השדה והמטע על הקבל במצב זה‪ 9) .‬נקודות(‬
‫שאלה‬
‫מסגרת מוליכה מלבנית ‪ MNPQ‬מונחת על לוח אופקי‪.‬‬
‫אורכי צלעות המסגרת ה ‪ a‬ו' ‪ .b‬במסגרת זור זר‬
‫‪ .I‬תיל ישר ארו המונח ג הוא על הלוח וזור בו‬
‫אותו זר ‪ I‬נמצא במרחק ‪ a/2‬מהמסגרת במקביל ל'‬
‫‪ .MN‬מבט על של המערכת מתואר בתרשי א‪ .‬נתו‪:‬‬
‫‪.a=2cm, b=18cm, I=30A‬‬
‫א‪ .‬חשב את הכוח המגנטי השקול הפועל על המסגרת‪15) .‬‬
‫נקודות(‪.‬‬
‫ב‪ .‬הסבר מדוע בחישובי הכוח השקול הפועל על המסגרת התעלמנו‬
‫מהכוחות שצלעות המסגרת מפעילות זו על זו‪ 5) .‬נקודות(‬
‫ג‪ .‬מסלקי את המסגרת מהמערכת מהו כיוו השדה המגנטי‬
‫בנקודה ‪ A‬הנמצאת מעל לתיל )תרשי ב(‪.‬‬
‫‪ .1‬כיוו ‪.X‬‬
‫‪ .2‬כיוו ‪ .3 .'X‬כיוו ‪.Y‬‬
‫‪ .4‬כיוו ‪ .5 .'Y‬כיוו ‪.Z‬‬
‫‪ .6‬כיוו ‪.'Z‬‬
‫שאלה‬
‫א‪ .‬באיור מתוארי ‪ 4‬מסלולי של ‪ 4‬חלקיקי שוני‬
‫בתו שדה מגנטי אחיד ‪ .B‬על סמ צורת המסלולי‬
‫קבע את סימ המטע של כל חלקיק‪ 12) .‬נקודות(‬
‫ב‪ .‬חלקיק בעל מסה ‪ m‬ומטע ‪ ,q‬נכנס במהירות ‪ v‬בניצב‬
‫לשדה מגנטי אחיד הניצב למישור הד‪ ./‬חשב את רדיוס‬
‫מסלול החלקיק בתו השדה המגנטי‪ 8) .‬נקודות(‬
‫ג‪ .‬הא גודל המהירות של החלקיק מסעי‪" /‬ב" יכול להשתנות? הסבר )‪ 5‬נקודות(‬
Fly UP