Σάββατο, 28 Ιουνίου 2008

ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΕΠΑΓΩΓΗΣ. video.


Ένας μαγνήτης κινείται με σταθερή ταχύτητα κατακόρυφα και περνά μέσα από οριζόντιο κυκλικό αγωγό. Στο διάγραμμα δίνεται η ΗΕΔ από επαγωγή που αναπτύσσεται στον αγωγό, σε συνάρτηση με το χρόνο, ενώ αν προσέξετε τον κυκλικό αγωγό, θα δείτε τη φορά του ρεύματος, που τον διαρρέει. Τρέξτε το video και μετά απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις.


  1. Γιατί ο αγωγός διαρρέεται από ρεύμα;
  2. Πώς δικαιολογείται η φορά του ρεύματος κατά το πλησίασμα του μαγνήτη και πώς κατά την απομάκρυνσή του;
  3. Το εμβαδόν στο διάγραμμα Ε-t πάνω από τον άξονα είναι ίσο με το αντίστοιχο, κάτω από τον άξονα. Τι μετράει αυτό το εμβαδόν;
Απάντηση:



ΚΥΚΛΟΣ Carnot. Video.

.

.

ΙΣΟΒΑΡΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗ. video.

.

.

Τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια ενός κεραυνού;

.

.

Πέμπτη, 12 Ιουνίου 2008

Πώς κινείται ο αγωγός στο Μαγνητικό πεδίο;

Δείτε το παρακάτω Video, μπορείτε να το σταματήσετε και να το ξαναρχίστε ξανά. Αναφέρεται σε ένα αρχείο Ι.Ρ. Με βάση την παρατήρηση απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις.


  1. Ποια η αρχική επιτάχυνση του αγωγού;
  2. Η κίνηση του αγωγού είναι ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη;
  3. Τι συμβαίνει με την ένδειξη του αμπερομέτρου;
  4. Πόση δύναμη δέχεται ο αγωγός από το πεδίο, όταν έχει την οριακή του ταχύτητα;

Σάββατο, 7 Ιουνίου 2008

Μαγνητικό πεδίο κυκλικού αγωγού.


Στο κέντρο Ο του κυκλικού αγωγού του σχήματος η ένταση του μαγνητικού πεδίου έχει μέτρο Βο= 4·10-5Τ. Το επίπεδο του κυκλικού αγωγού είναι πάνω στο επίπεδο της σελίδας.
  1. Να σχεδιάστε το διάνυσμα της έντασης του μαγνητικού πεδίου στο Ο.
  2. Αν σε ένα κυκλικό αγωγό η ένταση του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο του, που οφείλεται στο ρεύμα που διαρρέει τόξο μήκους s, δίνεται από την σχέση Β= sΒο/2πR, όπου Βο η συνολική ένταση, να υπολογίστε την ένταση του μαγνητικού πεδίου, που οφείλεται στο τόξο ΑΓ, όπου η γωνία ΑΟΓ=90°.
  3. Ο ίδιος κυκλικός αγωγός συνδέεται με την ίδια γεννήτρια ΗΕΔ Ε και r=0, με σύρματα χωρίς αντίσταση, στα σημεία Α και Γ, όπως στο παρακάτω σχήμα. Αν ο διακόπτης δ είναι ανοικτός:
i. Βρείτε το μέτρο της έντασης του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο Ο και σχεδιάστε την στο σχήμα.
ii. Σε μια στιγμή κλείνουμε το διακόπτη δ. Πόση είναι τώρα η ένταση του μαγνητικού πεδίου στο Ο;

Μέγιστη ισχύς.

Δίνεται το τμήμα αβ ενός κυκλώματος, όπου R=5Ω. Αν η μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύς για κάθε λαμπτήρα ξεχωριστά είναι 45W, να βρεθεί η μέγιστη ισχύς που μπορεί να καταναλωθεί στο τμήμα αβ.

Απάντηση:

Φωτοβολία λαμπτήρων.


Οι λαμπτήρες Α, Β, Γ και Δ του σχήματος είναι όμοιοι.
  1. Αν ο λαμπτήρας Γ λειτουργεί κανονικά, ποιος κινδυνεύει να καεί, ο Α ή ο Δ;
  2. Αν ο Δ λειτουργεί κανονικά:
    i) θα λειτουργεί κανονικά και ο λαμπτήρας Γ ή όχι;
    ii) Ποιος λαμπτήρας από τους άλλους τρεις φωτοβολεί περισσότερο;
  3. Αν ξεβιδωθεί ο λαμπτήρας Β, τι θα συμβεί με την φωτοβολία των υπολοίπων;

Απάντηση:

Παρασκευή, 6 Ιουνίου 2008

Εκφόρτιση πυκνωτή.

Στο παραπάνω σχήμα οι οπλισμοί του επίπεδου πυκνωτή είναι οριζόντιοι και στο εσωτερικό του ισορροπεί είναι φορτισμένο σωματίδιο Σ. Δίνονται Ε=40V, r=1Ω και R=4Ω.
  1. Πόση είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ των οπλισμών του πυκνωτή και ποιο το πρόσημο του φορτίου του σωματιδίου;
  2. Αν κλείσουμε το διακόπτη δ1, το σωματίδιο θα συνεχίσει να ισορροπεί ή όχι;
  3. Με ανοικτό το διακόπτη δ1 κλείνουμε τον δ2. Με ποιο ρυθμό θα παραχθεί θερμότητα στον αντιστάτη R, αμέσως μετά; Τι θα συμβεί με την ισορροπία του σωματιδίου;

Απάντηση:


Πέμπτη, 5 Ιουνίου 2008

Πτώση μαγνήτη και Επαγωγή.

Δύο όμοιοι μαγνήτες αφήνονται να πέσουν από το ίδιο ύψος από το έδαφος. Ο Α κατά την κίνησή του περνά μέσα από πηνίο και ο διακόπτης είναι κλειστός, ενώ για τον Β ο διακόπτης είναι ανοικτός.
i) Αν ο Α μαγνήτης φτάσεις στο έδαφος με ταχύτητα υ1=10 m/s, ο δεύτερος θα φτάσει με ταχύτητα:
1) υ2= 9m/s
2) υ2= 10m/s
3) υ2= 11m/s
ii) Αν ο χρόνος πτώσης του Α μαγνήτη είναι 1,1s, ο χρόνος πτώσης του δεύτερου μαγνήτη είναι:
1) t2= 1s
2) t2= 1,1s
3) t2= 1,2s



Μαγνητικό πεδίο κυκλικού αγωγού.

.

Ο μαγνήτης του σχήματος θα δεχτεί δύναμη:
  1. Προς τα δεξιά.
  2. Προς τα αριστερά.
  3. Προς τα πάνω.
  4. Προς τα κάτω.

.

Τετάρτη, 4 Ιουνίου 2008

Μέγιστη ταχύτητα σωματιδίου.

Στα άκρα Κ και Λ ενός ευθυγράμμου τμήματος βρίσκονται ακλόνητα δύο σημειακά φορτία +Q και +2Q αντίστοιχα. Ένα φορτισμένο σωματίδιο κινείται κατά μήκος του ευθυγράμμου τμήματος ΚΛ και περνά από το Α με μέγιστη ταχύτητα.

1) Να συμπληρωθεί ο πίνακας που δίνει την κινητική και δυναμική ενέργεια του σωματιδίου σε κάποια σημεία του τμήματος ΚΛ.
θέση
Κ(J)
U(J)
Α
0,6
0,9
Β
0,0

Γ

1,2
Δ

1,5
Ζ
0,2

2) Ποιο το πρόσημο του φορτίου του σωματιδίου;
3) Να σημειώστε τα σημεία πάνω στο σχήμα,(ποιοτικό σχήμα, χωρίς υπολογισμούς αποστάσεων) αν γνωρίζετε ότι το Β είναι δεξιά και το Γ αριστερά του σημείου Α.
4) Να σχεδιάστε την συνισταμένη δύναμη που ασκείται στο σωματίδιο στα σημεία Γ και Ζ.
5) Σε ποιο σημείο του ευθυγράμμου τμήματος η ένταση του πεδίου είναι μηδέν.
6) Υπάρχει σημείο του τμήματος ΚΛ που να έχει δυναμικό ίσο με μηδέν.

Και αν πρόκειται για την ελάχιστη ταχύτητα;

Ένα αρνητικά φορτισμένο σωματίδιο περνά διαδοχικά από τα σημεία Α,Β,Γ και Δ του ευθύγραμμου τμήματος ΚΛ, στα άκρα του οποίου βρίσκονται ακλόνητα δύο σημειακά φορτία +Q1 και Q2, αντίστοιχα. Δίνεται ότι η ταχύτητα του σωματιδίου είναι ελάχιστη στο σημείο Β.
1) Να συμπληρωθεί ο πίνακας που δίνει την κινητική και δυναμική ενέργεια του σωματιδίου για τα σημεία που αναφέρονται.
θέση
Κ(J)
U(J)
Α
0,8
-2,0
Β
0,1

Γ

-1,6
Δ
2,1

2) Να σχεδιάστε την συνισταμένη δύναμη που ασκείται στο σωματίδιο στα σημεία Α και Γ.
3) Ποιο το πρόσημο του φορτίου Q2;
4) Πόση είναι η ένταση του πεδίου στο σημείο Β;

Τρίτη, 3 Ιουνίου 2008

Δυναμική ενέργεια και ισορροπία.

Αυτή είναι η τρίτη κατά σειρά ανάρτηση δείτε πρώτα τις δύο επόμενες.

Το δίπολο της ανάρτησης Δίπολο μέσα σε ομογενές Ηλεκτρικό πεδίο τοποθετείται μέσα στο ίδιο ηλεκτρικό πεδίο, αλλά όπως στο διπλανό σχήμα.
  1. Να σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούνται στο δίπολο.
  2. Το δίπολο θα κινηθεί; Αν ναι προς τα πού;
  3. Η δυναμική ενέργεια του διπόλου, εξαιτίας της εισαγωγής του μέσα στο πεδίο (όχι εξαιτίας της αλληλεπίδρασης μεταξύ των φορτίων) είναι:
α) θετική
β) αρνητική
γ) μηδέν.
Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Ισορροπία ηλεκτρικού διπόλου σε ΟΗΠ.

Το δίπολο της ανάρτησης Δίπολο μέσα σε ομογενές Ηλεκτρικό πεδίο (δείτε πρώτα αυτήν την ανάρτηση) τοποθετείται μέσα στο ίδιο ηλεκτρικό πεδίο, αλλά όπως στο διπλανό σχήμα.
  1. Να σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούνται στο δίπολο.
  2. Το δίπολο θα κινηθεί; Αν ναι προς τα πού;
  3. Η δυναμική ενέργεια του διπόλου, εξαιτίας της εισαγωγής του μέσα στο πεδίο (όχι εξαιτίας της αλληλεπίδρασης μεταξύ των φορτίων) είναι:
α) θετική
β) αρνητική
γ) μηδέν.
Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.


Δίπολο μέσα σε ομογενές Ηλεκτρικό πεδίο.

Μέσα σε ένα ομογενές ηλεκτρικό πεδίο φέρεται ένα ηλεκτρικό δίπολο ΑΒ, με φορτία qΑ=+q και qΒ= -q, (σκεφτείτε ένα πολωμένο μόριο) όπως στο σχήμα. Βαρύτητα δεν υπάρχει.
  1. Να σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούνται στο δίπολο.
  2. Το δίπολο θα κινηθεί; Αν ναι προς τα πού;
  3. Η δυναμική ενέργεια του διπόλου, εξαιτίας της εισαγωγής του μέσα στο πεδίο (όχι εξαιτίας της αλληλεπίδρασης μεταξύ των φορτίων) είναι:

α) θετική

β) αρνητική

γ) μηδέν.

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Απάντηση:

Κατακόρυφη κίνηση αγωγού σε ΟΜΠ.

.
Ο αγωγός ΚΛ μπορεί να κινείται κατακόρυφα σε επαφή με δύο κατακόρυφους στύλους, χωρίς τριβές, όπως στο σχήμα, κάθετα στις δυναμικές γραμμές ενός οριζόντιου μαγνητικού πεδίου. Πραγματοποιούμε δύο πειράματα αφήνοντας τον αγωγό να πέσει από ύψος h από το έδαφος. Στο πρώτο ο διακόπτης είναι ανοικτός και στο δεύτερο κλειστός.

Χαρακτηρίστε ως σωστές ή λαθεμένες τις παρακάτω προτάσεις.

  1. Με ανοικτό το διακόπτη δεν αναπτύσσεται ΗΕΔ από επαγωγή στον ΚΛ, ενώ αναπτύσσεται με κλειστό τον διακόπτη.
  2. Για το ύψος h ισχύει h= ½ gt2 και h= ½ αt2 αντίστοιχα για τα δύο πειράματα όπου η επιτάχυνση α είναι μικρότερη της επιτάχυνσης της βαρύτητας g.
  3. Η δύναμη Laplace που ασκείται στον αγωγό και στα δύο πειράματα έχει φορά προς τα πάνω.
  4. Στο πρώτο πείραμα ο αγωγός ΚΛ θα χρειαστεί λιγότερο χρόνο να φτάσει στο έδαφος.
  5. Στο πρώτο πείραμα ο αγωγός ΚΛ θα φτάσει στο έδαφος με μεγαλύτερη ταχύτητα.

Απάντηση:

Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου αγωγού.




Σε ένα οριζόντιο επίπεδο ηρεμεί μια μαγνητική βελόνη, ενώ ένας κατακόρυφος αγωγός διαρρέεται από ρεύμα, όπως στο σχήμα.
1. Η δύναμη που δέχεται ο βόρειος πόλος του μαγνήτη είναι η:
α) F1
β) F2
γ) F3
2. Να σχεδιάστε τη δύναμη που δέχεται ο νότιος πόλος.
.

Δευτέρα, 2 Ιουνίου 2008

Χαρακτηριστική γεννήτριας.

Τα όργανα στο διπλανό κύκλωμα είναι ιδανικά. Μεταβάλλοντας την τιμή της αντίστασης παίρνουμε τις τιμές του παρακάτω πίνακα.

Ένδειξη
Βολτομέτρου (V)

Ένδειξη
αμπερομέτρου (Α)

2

5

6

3

10

1

  1. Να χαράξετε την χαρακτηριστική για την γεννήτρια και να βρείτε, με βάση το διάγραμμα την Ηλεκτρεγερτική της δύναμη.
  2. Αν μηδενίσουμε την τιμή της αντίστασης R, ποιες θα είναι οι ενδείξεις των οργάνων; Ποια η εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας;

Απάντηση:


1ος κανόνας του Kirchoff

.
Για το κύκλωμα του σχήματος δίνονται R=2Ω, Ε=10V ενώ η στιγμιαία τάση του εναλλακτήρα δίνεται από την εξίσωση v=10ημωt (S.Ι.).
  1. Με το διακόπτη ανοικτό να γίνει το διάγραμμα της έντασης του ρεύματος που διαρρέει τον αντιστάτη σε συνάρτηση με το χρόνο.
  2. Σε μια στιγμή, που θεωρούμε t=0, κλείνουμε το διακόπτη. Ποια είναι η αντίστοιχη γραφική παράσταση της έντασης του ρεύματος που διαρρέει τον αντιστάτη σε συνάρτηση με το χρόνο;
  3. Το ρεύμα που διαρρέει τον αντιστάτη είναι συνεχές ή εναλλασσόμενο;

Λειτουργία συσκευής.

.
Διαθέτουμε μια συσκευή (που δεν είναι αντιστάτης) με στοιχεία κανονικής λειτουργίας (20V,40W), μια πηγή Ε=46V και r=1Ω και τρεις αντιστάτες των 10Ω. Για να λειτουργήσει κανονικά η συσκευή προτείνεται να συνδεθεί με την πηγή μέσω ενός αντιστάτη, όπως στο διπλανό κύκλωμα.
  1. Να εξετάσετε αν η πρόταση πρέπει να γίνει δεκτή.
  2. Σε περίπτωση αρνητικής απάντησης, προτείνετε την κατάλληλη συνδεσμολογία για την σωστή λειτουργία της συσκευής.

Απάντηση:

.

Εύρεση συνδεσμολογίας αντιστατών.

Διαθέτουμε μια συνδεσμολογία τριών αντιστατών με αντιστάσεις R1=R2=4Ω και R3=6Ω. Στα άκρα της συνδεσμολογίας συνδέεται γεννήτρια Ηλεκτρεγερτικής δύναμης Ε=68V και εσωτερικής αντίστασης r=2Ω. Αν η ισχύς της γεννήτριας είναι 952W:
  1. Πόση είναι η πολική τάσης της γεννήτριας;
  2. Ποια η ισοδύναμη αντίσταση της συνδεσμολογίας;
  3. Να βρεθεί με ποιον τρόπο συνδέονται οι αντιστάτες και να σχεδιαστεί το ηλεκτρικό κύκλωμα.

Πώς συνδέονται οι αντιστάτες;


Για το κύκλωμα του παραπάνω κυκλώματος δίνονται R1=3,6Ω, R2=6Ω, R3=4Ω, ενώ η πηγή έχει ΗΕΔ Ε=32V και εσωτερική αντίσταση r=0,4Ω.
  1. Ποια η ένδειξη του ιδανικού αμπερομέτρου;
  2. Πόση ισχύ θα προσφέρει η γεννήτρια στο κύκλωμα, αν κλείσουμε το διακόπτη δ;
Απάντηση: