הקיזיפ ןחבמ 2 ג ידימלתל

‫מבחן פיזיקה ‪ 2‬ג לתלמידי מדעי החיים‪ ,‬רופאה‬
‫וגיאולוגיה‬
‫תאריך הבחינה – ‪20/02/12‬‬
‫ד"ר בוריס ברמשנקו‬
‫מספר הקורס ‪203.1.1431 -‬‬
‫מועד ב‪ .‬משך הבחינה – ‪ 3‬שעות‬
‫הוראות‬
‫ענה‪/‬י על ארבע מבין חמשת השאלות‪.‬‬
‫משקל כל שאלה הינו ‪ 25‬נקודות‪.‬‬
‫חומר עזר – מחשבון כיס‬
‫(דף נוסחאות מצורף למבחן)‬
‫חסוי‬
‫שאלה ‪1‬‬
‫כדור בעל רדיוס ‪ R‬ומטען ‪ Q‬נמצא בתוך קליפה דקה בעלת רדיוס ‪ 2R‬ומטען ‪ .Q‬הכדור‬
‫והקליפה עשוים מחומר מבודד ‪ ,‬וטעונים בצורה אחידה‪.‬‬
‫א) מצא‪/‬י את צפיפות המטען ‪ ‬בתוך הכדור‪]5[ .‬‬
‫ב) מה יהיה השדה החשמלי בכל המרחב (‪ R < r < 2R ,r > 2R‬ו ‪]11[ (r < R‬‬
‫ג) מה יהיה הפוטנציאל ב מרכז הכדור‪]9[ ?V(r=0) ,‬‬
‫‪2R‬‬
‫‪R‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪Q‬‬
‫שאלה ‪2‬‬
‫נתון גוף שצורתו חצי דיסקה‪ .‬הרדיוסים הפנימי והחיצוני של הדיסקה הם ‪ a‬ו‪ b -‬בהתאמה‪ .‬עובי‬
‫הגוף הוא ‪ h‬והוא בנוי מחומר בעל התנגדות סגולית אחידה‬
‫‪ .ρ‬הבסיסים של הגוף (משטחים‬
‫אפורים באיור ) מצופים במוליך אידיאלי ומהווים משטחים שווי פוטנציאל‪ .‬מחברים את הגוף‬
‫למעגל חשמלי דרך הבסיסים כך שבכל נקודה בגוף הזרם זורם בכיוון המשיקי (לאורך רדיוס‬
‫קבוע)‪ ,‬איור א‪.‬‬
‫א‪ .‬מהי ההתנגדות החשמלית השקולה של הגוף [ ‪]13‬‬
‫ב‪ .‬כעת‪ ,‬מצפים את הפאות המשיקיות (רדיוס ‪ a‬ורדיוס ‪ )b‬במוליך אידיאלי ומזרימים את‬
‫הזרם דרך פאות אלו כך שלזרם רכיב רדיאלי בלבד‪ ,‬איור ב‪ .‬מה התנגדות הגוף לזרם‬
‫בכיוון זה? [‪]12‬‬
‫‪i‬‬
‫‪ρ‬‬
‫‪b‬‬
‫‪i‬‬
‫‪h‬‬
‫‪ρ‬‬
‫‪a‬‬
‫‪h‬‬
‫איור ב‬
‫‪i‬‬
‫איור א‬
‫‪i‬‬
‫שאלה ‪3‬‬
‫מעגל חשמלי מורכב ממקורות כא''ם נגדים וקבלים (ראה‪/‬י איור)‪.‬‬
‫נתון‪R1  R2  R :‬‬
‫א) מצא‪/‬י את הזרם דרך נגד ‪]12[ .1‬‬
‫ב) מצא‪/‬י ‪ R x‬עבורו הזרם דרך נגד ‪ 1‬מתאפס‪ .‬מהם הזרמים דרך מקורות הכא''ם ‪1  ‬‬
‫ו‪]5[.  2  3 -‬‬
‫ג) עבור ‪ Rx‬שחושב בסעיף הקודם מצא‪/‬י את המטען על כל אחד מהקבלים‪]8 [ .‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪2‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪Rx‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫שאלה ‪4‬‬
‫מצא‪/‬י את השדה מגנטי ‪( B‬גודל וכיוון) בנקודה ‪ O‬כאשר זרם ‪ i‬זורם בתילים המתוארים‬
‫באיורים א [‪ , ]7‬ב [‪ ]9‬ו‪-‬ג[‪.]9‬‬
‫ג‬
‫א‬
‫ב‬
‫שאלה ‪5‬‬
‫‪ .‬שתי מסילות מקבילות ותיל ישר וארוך עם זרם ‪ I‬נמצאים באותו מישור(ראה‪/‬י ציור) ‪.‬‬
‫מוט מוליך בעל אורך ‪ l‬והתנגדות חשמלית ‪ R‬יושב על‬
‫המסילות ונגרר ימינה במהירות קבועה ‪ v‬בתוך השדה‬
‫המגנטי שיוצר התיל‪.‬‬
‫א) מצא‪/‬י את הזרם מושרה ב מוט כפונקציה של‬
‫המרחק ‪]15[ r‬‬
‫ב) מהו הכוח החיצוני (כפונקציה של המרחק ‪ )r‬שיש‬
‫להפעיל על מנת שהמוט ינוע במהירות קבועה ‪v‬‬
‫? [‪]10‬‬
‫בהצלחה‬