Τράπεζα θεμάτων φυσική γενικής Β λυκείου Β θέμα 15409

similar millikans apparatus

H φωτογραφία δείχνει μια σύγχρονη έκδοση της συσκευής που χρησιμοποίησε ο Millikan στο διάσημο πείραμα του (του υπολογισμού του φορτίου του ηλεκτρονίου)

Σας  δείχνουμε σχηματικά την λειτουργία της συσκευής :

milliκan experiment

Το θέμα που σας παρουσιάζουμε ζήτησαν μαθητές και αφορά την ισορροπία σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο και τα κυκλώματα ηλεκτρικού ρεύματος.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα Β γενικής φυσικής.

ΘΕΜΑ Β

Β1. Ένα αρνητικά φορτισμένο σωματίδιο που έχει βάρος w, ισορροπεί μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο έντασης Ε σε μικρή απόσταση από την επιφάνεια της Γης.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Η φορά της έντασης Ε του ηλεκτρικού πεδίου, προκειμένου το φορτισμένο σωματίδιο να ισορροπεί, θα πρέπει να είναι σύμφωνα με το σχήμα:

15409 b gen 1

α. η (1)           β. η (2)               γ. η (3)

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Το παρακάτω ηλεκτρικό κύκλωμα είναι ανοικτό και αποτελείται από μια ηλεκτρική πηγή με χαρακτηριστικά Ε, r και έναν αντιστάτη R.

15409 b gen 2

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Για τις διαφορές δυναμικού (VΑΒ) στα άκρα του αντιστάτη R και (VΓΔ) μεταξύ των σημείων Γ και Δ ισχύει:

α. VΑΒ = 0 και VΓΔ = Ε            β. VΑΒ = Ε και VΓΔ = 0            γ. VAB = 0 και VΓΔ = 0

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή είναι η πρόταση β.

Β.

15409 b gen 3

Το σωστό σχήμα είναι για μας, η απάντηση.

(Θέλω να τονίσω στους μαθητές ότι η ερώτηση είναι βασική.)

Με την φράση το φορτίο ισορροπεί :

(συνισταμένη των δυνάμεων στον άξονα y)

ΣFy = 0 ⇒ Fc – w = 0 .

Άρα η Fc έχει αντίθετη φορά από το βάρος, λογικό αφού ισορροπεί.

(Η αντίληψη των μαθητών για την ισορροπία στην καθημερινή τους ζωή δεν βοηθάει στην κατανόηση της ισορροπίας που θέλουμε να τους διδάξουμε στη φυσική. Ο μαθητής στο μυαλό του το αγγλικό balance και το χρησιμοποιεί σε φράσεις όπως ισορροπημένος άνθρωπος και άλλες. Η προσπάθεια κυρίως γίνεται στην Α΄ λυκείου και θα το συζητήσουμε αναλυτικά στα θέματα της τράπεζας της τάξης αυτής.)

Το φορτίο είναι αρνητικό άρα η Fc και η ένταση του ομογενούς πεδίου (που δημιουργείται από τους οπλισμούς πυκνωτή όπως βλέπουμε στο σχήμα) έχουν αντίθετη φορά.

Η σχέση Ε = Fc / q ⇒ Fc = q·E . Αν q < 0 ⇒ τα E , Fc έχουν αντίθετη φορά (είναι αντίρροπα)

Η φορά της έντασης σχεδιάζεται στο σχήμα.

Η ερώτηση είναι βασική, προτείνουμε να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι, στη συνέχεια να σχολιαστεί από τον καθηγητή στη τάξη.

Β2.

Α. 

Σωστή η πρόταση α.

Β.

Η πολική τάση στα άκρα της πηγής είναι Vπ = Ε – Ι·r στη συγκεκριμένη περίπτωση Ι = 0, άρα Vπ = Ε, αυτό θα μετρήσουμε με ένα βολτόμετρο.

Η (πτώση) τάση(ς) στα άκρα της R είναι VR = 0, γιατί :

Από τον νόμο του Ohm : Ι = VR / R ⇒ VR = I· R . Αφού I = 0 ⇒ VR = 0 .

Τα σημεία Γ, Δ είναι προέκταση των άκρων της πηγής, άρα VΓΔ = Ε, κάτι που μένει να το διαπιστώσουμε και πειραματικά (ίσως το βράδυ).

Η ερώτηση μας άρεσε, δεν θα την θεωρήσουν εύκολη η μαθητές, αλλά είναι διδακτική. Να δοθεί στη τάξη σαν εργασία, να υπάρξει προβληματισμός και στη συνέχεια να συζητηθεί στη τάξη.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα Β γενικής φυσικής.

Advertisements

One thought on “Τράπεζα θεμάτων φυσική γενικής Β λυκείου Β θέμα 15409

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s