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 ${\vec{Β}}_{Γης}$ της Γης είναι στην κατεύθυνση του γεωγραφικού βορρά. (2 μονάδες)

Το μαγνητικό πεδίο ${\vec{Β}}_{πηνιου}$ 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 ${\vec{Β}}_{Γης}$ και ${\vec{Β}}_{πηνιου}$ της έντασης θα είναι ίσα, και επειδή είναι κάθετα, το διάνυσμα ${\vec{Β}}_{ο λ}$ 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 $Α Α Τ$ 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

$s = 4 \times 1, 0 = 4, 0 m$

Η μέση ταχύτητα στη διάρκεια μιας περιόδου είναι

$\overset{―}{υ} = \frac{s}{Τ} = \frac{4, 0 m}{2 s} = 2 m / s$

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).