Ηλεκτρική ενέργεια - Ηλεκτρικές πηγές. Ένα Διαγώνισμα.

Δύο αντιστάτες R₁ και R₂ συνδέονται σε σειρά και στα άκρα τους συνδέεται μια πηγή ΗΕΔ Ε=4,5V και εσωτερικής αντίστασης r=1Ω. Ένας τρίτος αντιστάτης R₃ συνδέεται παράλληλα προς τους  δύο άλλους αντιστάτες R₁ και R₂. Στο κύκλωμα παρεμβάλουμε ένα αμπερόμετρο που μετρά το ρεύμα που διαρρέει τον αντιστάτη R₁ και ένα βολτόμετρο που μετρά την πολική τάση της πηγής.

i)   Να σχεδιάστε το κύκλωμα

ii)  Η ένδειξη του βολτομέτρου μπορεί να είναι:

α)  5V                   β)  4,5V                  γ)  4V

iii)  Το ρεύμα βραχυκύκλωσης  αυτής της πηγής θα είναι:

α)  4Α                   β)  4,5 Α                 γ)  45 Α

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Δείτε όλο το διαγώνισμα από εδώ.

Κίνηση σε ανομοιογενές και ομογενές ηλεκτρικό πεδίο

Σημειακό φορτίο q = - 10^-8C και μάζας m = 10^-6 Kg , αφήνεται ελεύθερο στη θέση Δ, σε απόσταση d = 2m από ακλόνητο σημειακό φορτίο Q = - 4·10^-8C, που έχει τοποθετηθεί στη θέση Γ. Το φορτίο Q βρίσκεται σε πολύ μεγάλη απόσταση από τον οπλισμό Α ενός πυκνωτή όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, στον οποίο έχει δημιουργηθεί ομογενές ηλεκτρικό πεδίο (Ο.Η.Π.) έντασης μέτρου Ε = 30 N/C, μεταξύ των οπλισμών του Α και Β. Το φορτίο q εισέρχεται από ένα σημείο Ο στον πυκνωτή και μόλις που φτάνει στον οπλισμό Β.
i.Να σχεδιάσετε τις δυναμικές γραμμές του Ο.Η.Πεδίου.
ii. Να βρείτε την τάση V μεταξύ των οπλισμών του πυκωτή.
iii. Να υπολογίσετε ...............................................

Η συνέχεια από ΕΔΩ

Κινούμενος αγωγός υπό γωνία σε ΟΜΠ.

Διδάσκουμε επαγωγή και ο τίτλος της παραγράφου λέει: «Ευθύγραμμος αγωγός κινούμενος σε ομογενές μαγνητικό πεδίο». Εκεί όμως ο αγωγός κινείται με ταχύτητα κάθετη στο μήκος του. Και αν η ταχύτητα σχηματίζει γωνία με τον αγωγό; Ή αν η γωνία αυτή είναι 90°; Αλλά και τι συμβαίνει με τη δύναμη Laplace που ασκείται στον αγωγό, αν υπάρχει κλειστό κύκλωμα; Είναι αντίθετη της ταχύτητας ή είναι κάθετη στον αγωγό;

Ένα βήμα παραπέρα. Και αν ο αγωγός δεν είναι ευθύγραμμος; Δεν αναπτύσσεται ΗΕΔ από επαγωγή; Δεν μπορούμε να την βρούμε; Μήπως μπορούμε να την υπολογίσουμε, αντικαθιστώντας τον με ένα ευθύγραμμο αγωγό; Στα ερωτήματα αυτά προσπαθεί να απαντήσει η παρακάτω άσκηση, η οποία προφανώς «θεωρείται δύσκολη» και έχουμε πάψει να την διδάσκουμε εδώ και κάποια χρόνια…

………………………………………………………………………………

Σε λείο οριζόντιο επίπεδο κινείται ένα τριγωνικό αγώγιμο πλαίσιο ΑΒΓ με αντίσταση R=0,2Ω και γωνία κορυφής Γ, τέτοια που ημθ=0,6 και συνθ=0,8. Σε μια στιγμή t₀=0 εισέρχεται σε ένα κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=0,5Τ. Για τη στιγμή που φαίνεται στο σχήμα, όπου στο μαγνητικό πεδίο έχει εισέλθει τμήμα (ΓΔ)=0,4m, ο αγωγός έχει ταχύτητα υ=4m/s, παράλληλη στην πλευρά ΑΓ, ζητούνται:

i)    Η ΗΕΔ από επαγωγή που αναπτύσσεται σε κάθε πλευρά του πλαισίου.

ii)  Ο ρυθμός αύξησης της μαγνητικής ροής που διέρχεται από το πλαίσιο.

iii)  Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το πλαίσιο.

iv)  Η δύναμη Laplace που δέχεται κάθε πλευρά του πλαισίου από το μαγνητικό πεδίο.

v)  Η ηλεκτρική ισχύς που εμφανίζεται στο πλαίσιο και ο ρυθμός μεταβολής της κινητικής του ενέργειας.

Απάντηση:

Ηλεκτρικό πεδίο. Ένα test

2. Το φορτίο Q=-10μC του διπλανού σχήματος είναι ακλόνητο στην κορυφή του κεκλιμένου επιπέδου. Το φορτίο q=-1μC αφήνεται ελεύθερο να κινηθεί στη θέση Β που απέχει απόσταση ΑΒ=2m από το  A και στην οποία έχει βαρυτική δυναμική ενέργεια
U₁= 5 ∙10^-3 J.

 η συνέχεια και οι απαντήσεις από εδώ

Μαγνητικό πεδίο. Ένα test.

Ένα φορτισμένο σωματίδιο μάζας m και φορτίου  0,01μC εισέρχεται με ταχύτητα υ=200m/s σε μια περιοχή που υπάρχει ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=0,2Τ, κάθετα στις δυναμικές γραμμές. Η τομή του μαγνητικού πεδίου είναι τετράγωνο πλευράς α=20cm και το σωματίδιο εισέρχεται στο πεδίο από το μέσον της πλευράς ΑΔ και εξέρχεται από την πλευρά ΓΔ, με ταχύτητα κάθετη στην ΓΔ, όπως στο σχήμα.

i)  Να σχεδιάστε την ένταση του μαγνητικού πεδίου και να υπολογίσετε το μέτρο της  δύναμης που ασκείται στο σωματίδιο. Να σχεδιάστε τη δύναμη που ασκείται στο σωματίδιο τη στιγμή της εξόδου από το πεδίο.

ii)  Να βρεθεί η ακτίνα της τροχιάς και η μάζα του σωματιδίου.

iii)  Ένα δεύτερο όμοιο σωματίδιο μπαίνει στο ίδιο μαγνητικό πεδίο από το μέσο της ΒΓ, όπως στο σχήμα, με ταχύτητα υ₁=400m/s. Να βρεθούν:

α) Το σημείο εξόδου του σωματιδίου αυτού από το πεδίο.

β)  Το χρονικό διάστημα που διαρκεί η κίνησή του μέσα στο πεδίο.

Μονάδες 5+5+6+4=20

 Δείτε τις απαντήσεις από εδώ.

Νόμος του Ohm σε κλειστό κύκλωμα

Διαθέτουμε μία πηγή Ηλεκτρεγερτικής δύναμης E και εσωτερικής αντίστασης r=2Ω, τη συνδεσμολογία δύο αντιστατών, του διπλανού σχήματος με R₁=R₂=R=12Ω (συνδ. 1) , ιδανικό αμπερόμετρο, ιδανικό βολτόμετρο και ένα διακόπτη (δ).

α) Να σχεδιάσετε ένα κύκλωμα όπου η συνδεσμολογία 1, να συνδέεται σε σειρά με αντιστάτη R₃, με το αμπερόμετρο, με την πηγή και με το διακόπτη κλειστό, το δε βολτόμετρο να συνδεθεί στα άκρα της πηγής. Να σχεδιάσετε επίσης και τις εντάσεις των ρευμάτων στο κύκλωμα.

β) Όταν ο διακόπτης είναι ανοιχτός το βολτόμετρο μετράει τάση 60V, ενώ όταν ο διακόπτης είναι κλειστός, το βολτόμετρο μετράει τάση 52V. Να υπολογίσετε:

i. Την ΗΕΔ E της πηγής.

ii. Την ένδειξη του αμπερομέτρου όταν ο διακόπτης είναι κλειστός............

Η συνέχεια και η απάντηση από ΕΔΩ

Κίνηση σε Ομογενές μαγνητικό πεδίο. Φύλλο εργασίας

Στα ερωτήματα που έχουμε κίνηση δύο ηλεκτρικών φορτίων η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ τους θεωρείται αμελητέα.

1.  Να σχεδιάστε στα παρακάτω σχήματα τη  δύναμη που δέχεται το φορτισμένο σωματίδιο από το μαγνητικό πεδίο.

Δείτε όλο το φύλλο εργασίας από εδώ.

Θερμοκρασία στις κλίμακες Κελσίου-Κέλβιν

Η θερμοκρασία της ψυχρής δεξαμενής μιας μηχανής Carnot είναι 20 C. Η μηχανή σε κάθε κύκλο προσλαμβάνει από τη θερμή δεξαμενή θερμότητα ίση με 3000J και παράγει έργο ίσο με 1500J. Να βρεθεί ο συντελεστής απόδοσης της μηχανής και η θερμοκρασία της θερμής δεξαμενής στην κλίμακα Κελσίου.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Χαρακτηριστική καμπύλη διπόλου

Λίγη Θεωρία και μια απλή άσκηση για την χρησιμότητα της χαρακτηριστικής καμπύλης ηλεκτρικού διπόλου 

Το αρχείο word μπορείτε να το κατεβάσετε εδώ

Κίνηση σε ομογενές Ηλεκτρικό πεδίο.

Ένα σωματίδιο με φορτίο q=-1nC και μάζα m=10^-10kg, κινείται παράλληλα προς τις δυναμικές γραμμές του ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου του σχήματος, παράλληλα προς τις δυναμικές γραμμές και σε μια στιγμή (t₀=0)  περνάει από το σημείο Α με ταχύτητα υ₀=40m/s.

Μετά από χρόνο 0,8ms το σωματίδιο περνά από το σημείο Β με ταχύτητα 120m/s.

Δίνεται ότι η απόσταση των δύο πλακών είναι ίση με d=0,1m, το σημείο Α απέχει 0,8cm από την αριστερή πλάκα Δ,  ενώ το βάρος του σωματιδίου θεωρείται αμελητέο.

i)  Υπολογίστε τη δύναμη που δέχεται το σωματίδιο από το πεδίο και την απόσταση (ΑΒ).

ii)  Να βρεθεί η τάση V καθώς και η δυναμική ενέργεια του σωματιδίου στις θέσεις Α και Β.

iii) Να υπολογίσετε τη μεταβολή της κινητικής ενέργειας του σωματιδίου μεταξύ των δύο παραπάνω θέσεων και να τη συγκρίνετε με τις τιμές της δυναμικής ενέργειας του ii) ερωτήματος.

Απάντηση:

ή

Κίνηση σε ομογενές Ηλεκτρικό πεδίο.