Τράπεζα θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Β θέμα 20205

Evil Light Bulb

Η φωτογραφία για μας συμβολίζει τους κινδύνους που προέρχονται από το ηλεκτρικό ρεύμα, όταν δεν παίρνουμε τις κατάλληλες προφυλάξεις .

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από την συνδεσμολογία των αντιστατών και μια ερώτηση από την διαφορά δυναμικού.

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια (με ανανεωμένο εβδομαδιαίο πρόγραμμα)

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

ΘΕΜΑ Β

Β1. Διαθέτουμε μια ηλεκτρική πηγή με ηλεκτρεγερτική δύναμη E και εσωτερική αντίσταση r. Διαθέτουμε επίσης και δύο όμοιους ηλεκτρικούς αντιστάτες με αντίσταση R ο καθένας. Συνδέουμε την πηγή με τους αντιστάτες σε δύο διαφορετικές συνδεσμολογίες. Την πρώτη φορά οι αντιστάτες συνδέονται σε σειρά με την ηλεκτρική πηγή και τη δεύτερη φορά συνδέονται παράλληλα.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Η πολική τάση στα άκρα της ηλεκτρικής πηγής θα είναι:

α. ίδια και στις δύο συνδεσμολογίες

β. μικρότερη στην παράλληλη συνδεσμολογία των αντιστατών

γ. μικρότερη στη συνδεσμολογία των αντιστατών σε σειρά

Β. Να αιτιολογήσετε της επιλογή σας.

Β2. Δύο όμοια ακίνητα θετικά σημειακά ηλεκτρικά φορτία απέχουν απόσταση r μεταξύ τους, όπως φαίνεται στο σχήμα. Το σημείο Δ βρίσκεται στη μέση της μεταξύ τους απόστασης r, ενώ το σημείο  Γ απέχει r / 3 από το σημείο Α.

20205 b thema gen

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Η διαφορά δυναμικού VΓΔ μεταξύ των σημείων Γ και Δ θα έχει τιμή:

α. αρνητική ,                       β. μηδέν ,                             γ. θετική .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή η επιλογή β .

Β.

Η ισοδύναμη αντίσταση των όμοιων αντιστατών με αντίσταση R όταν συνδέονται παράλληλα είναι :

1 / Rολ = (1 / R) + (1 / R) ⇒ 1 / Rολ = 2 / R ⇒ Rολ = R / 2 .

O νόμος του Ohm σε κλειστό κύκλωμα :

Ι = Ε / (Rολ + r) ⇒ Ι = Ε / ((R / 2) + r) .

H πολική τάση στα άκρα της πηγής :

Vπ = Ε – Ι·r ⇒ Vπ = Ε – (Ε / ((R / 2) + r))·r .

Η ισοδύναμη αντίσταση των όμοιων αντιστατών με αντίσταση R όταν συνδέονται σε σειρά είναι :

Rολ΄ = R + R ⇒ Rολ΄ = 2·R .

O νόμος του Ohm σε κλειστό κύκλωμα :

Ι΄ = Ε / (Rολ΄ + r) ⇒ Ι΄ = Ε / (2·R + r) .

H πολική τάση της πηγής :

Vπ΄ = Ε – Ι΄·r ⇒ Vπ΄ = Ε – Ι΄·r ⇒ Vπ΄ = E – (Ε / (2·R + r))·r .

Iσχύει : (2·R + r) > ((R / 2) + r) άρα Ε / (2·R + r) <  Ε / ((R / 2) + r)  και τελικά

Vπ΄ > Vπ .

Προτείνουμε η ερώτηση να διδαχτεί στη τάξη από τον καθηγητή.

Β2.

Α.

Σωστή η επιλογή γ .

Β.

Το δυναμικό που δημιουργούν τα σημειακά φορτία Q και Q στο σημείο Δ :

VΔ = VΔ,Β + VΔ,Α ⇒ VΔ = kc·Q / (r / 2) + kc·Q / (r / 2) ⇒ VΔ = 4·kc·Q / r .

Το δυναμικό που δημιουργούν τα σημειακά φορτία Q και Q στο σημείο Γ :

VΓ = VΓ,Β + VΓ,Α ⇒ VΓ = kc·Q / (r – (r / 3)) + kc·Q / (r / 3) ⇒ VΓ = 3·kc·Q / (2·r) + 3·kc·Q / r ⇒ VΓ = 9·kc·Q / (2·r) .

H διαφορά δυναμικού VΓΔ = VΓ – VΔ ⇒ VΓΔ = 9·kc·Q / (2·r) – 4·kc·Q / r ⇒ VΓΔ = kc·Q / (2·r) .

H διαφορά δυναμικού ΓΔ είναι θετική .

Προτείνουμε η ερώτηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι.

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

Advertisements

One thought on “Τράπεζα θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Β θέμα 20205

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