Τράπεζα Θεμάτων
www.trapeza-thematon.gr
| Τύπος Σχολείου: | Γενικό Λύκειο | Τάξη: | Γ' Λυκείου |
|---|---|---|---|
| Μάθημα: | Φυσική Προσανατολισμού | Θέμα: | 2 |
| Κωδικός Θέματος: | 26928 | Ύλη: | 2.2 Μηχανικά κύματα 4.2 Νόμος των Biot και Savart 4.3 Εφαρμογές του νόμου των Biot και Savart |
| Τύπος Σχολείου: | Γενικό Λύκειο |
|---|---|
| Τάξη: | Γ' Λυκείου |
| Μάθημα: | Φυσική Προσανατολισμού |
| Θέμα: | 2 |
| Κωδικός Θέματος: | 26928 |
| Ύλη: | 2.2 Μηχανικά κύματα 4.2 Νόμος των Biot και Savart 4.3 Εφαρμογές του νόμου των Biot και Savart |
| Τελευταία Ενημέρωση: 29-Απρ-2023 | |
ΘΕΜΑ 2
2.1. Στην παρακάτω πειραματική διάταξη, στο κέντρο του πηνίου το μαγνητικό πεδίο δίνεται κατά προσέγγιση από τον τύπο για το κέντρο κυκλικού αγωγού, ενώ ο άξονας του πηνίου είναι κάθετος στον άξονα γεωγραφικού βορρά-νότου.
Όταν ο διακόπτης του τροφοδοτικού είναι ανοιχτός (δεν περνάει ρεύμα από το κύκλωμα) η πυξίδα δείχνει προς τον γεωγραφικό βορρά ( \(0^{0})\) με πολύ καλή προσέγγιση.
Κλείνοντας τον διακόπτη και αλλάζοντας την αντίσταση του κυκλώματος (μέσω του ροοστάτη) η βελόνα της πυξίδας αλλάζει κατεύθυνση, σχηματίζοντας γωνία \(θ\) με την κατεύθυνση του βορρά.
Η ένταση του μαγνητικού πεδίου της Γης θα είναι ίση με την ένταση του μαγνητικού πεδίου (στο κέντρο) του πηνίου όταν η γωνία \(θ\) είναι ίση με:
(α) \(0^{0}\),
(β) \(45^{0}\),
(γ) \(90^{0}\)
2.1.Α. Να επιλέξετε την ορθή απάντηση.
Μονάδες 4
2.1.Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.
Μονάδες 8
2.2. Η περίοδος εγκάρσιου κύματος που διαδίδεται σε ελαστικό μέσο είναι \(2\ s\) ενώ ένα στιγμιότυπο του κύματος φαίνεται παρακάτω:
Η μέση ταχύτητα κίνησης ενός σωματιδίου του ελαστικού μέσου κατά την κίνησή του στη διάρκεια μίας περιόδου είναι
(α) \(2\ m/s\),
(β) \(4\ m/s\),
(γ) \(8\ m/s\)
2.2.Α. Να επιλέξετε την ορθή απάντηση.
Μονάδες 4
2.2.Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.
Μονάδες 9
Απάντηση Θέματος:
ΘΕΜΑ 2
2.1.
2.1.Α. Σωστή απάντηση η (β)
Μονάδες 4
2.1.B.
Το μαγνητικό πεδίο \(\vec{Β}_{\text{Γης}}\) της Γης είναι στην κατεύθυνση του γεωγραφικού βορρά. (2 μονάδες)
Το μαγνητικό πεδίο \(\vec{Β}_{\text{πηνιου}}\) του πηνίου είναι κατά μήκος του άξονα του πηνίου (μπορεί να έχει τη φορά που φαίνεται στο σχήμα της εκφώνησης, ή την αντίθετη, ανάλογα με τη φορά του ρεύματος). (2 μονάδες)
Η βελόνα της πυξίδας θα έχει την κατεύθυνση της συνισταμένης έντασης. (2 μονάδες)
Όταν η ένταση του μαγνητικού πεδίου της Γης γίνει ίση με την ένταση του μαγνητικού πεδίου του πηνίου, τα δύο διανύσματα \(\vec{Β}_{\text{Γης}}\) και \(\vec{Β}_{\text{πηνιου}}\) της έντασης θα είναι ίσα, και επειδή είναι κάθετα, το διάνυσμα \(\vec{Β}_{ολ}\) θα σχηματίζει γωνία \(45^{ο}\) με το καθένα. Συνεπώς \(θ=45^{ο}\). (2 μονάδες)
Μονάδες 8
2.2.
2.2.Α. Σωστή απάντηση η (α)
Μονάδες 4
2.2.B.
Κάθε σωματίδιο του ελαστικού μέσου εκτελεί \(ΑΑΤ\) κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος.
Το πλάτος της ταλάντωσης είναι \(Α=1,0\ m\) όπως φαίνεται από το διάγραμμα.
Στη διάρκεια μίας πλήρους ταλάντωσης το σωματίδιο θα διανύσει διάστημα ίσο με 4 πλάτη, δηλαδή
$$s=4×1,0=4,0\ m$$
Η μέση ταχύτητα στη διάρκεια μιας περιόδου είναι
$$\overline{υ}=\dfrac{s}{Τ}=\dfrac{4,0\ m}{2\ s}=2\ m/s$$
Μονάδες 9
Το θέμα προέρχεται και αντλήθηκε από την πλατφόρμα της Τράπεζας Θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας που αναπτύχθηκε (MIS5070818-Tράπεζα θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Γενικό Λύκειο-ΕΠΑΛ) και είναι διαδικτυακά στο δικτυακό τόπο του Ινστιτούτου Εκπαιδευτικής Πολιτικής (Ι.Ε.Π.) στη διεύθυνση (http://iep.edu.gr/el/trapeza-thematon-arxiki-selida).