ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

1) Τι είναι το πείραμα Oersted; Σε ποιο συμπέρασμα οδήγησε;

2) Τι είναι το μαγνητικό πεδίο και ποια αιτία το δημιουργεί;Με ποιο μέγεθος περιγράφεται και σε τι μετρείται αυτό;

3) Διατυπώστε τον νόμο των Biot και Savart.Γράψτε την μαθηματική του έκφραση, εξηγείστε τα σύμβολα και αναφέρετε τις μονάδες των εμπλεκομένων μεγεθών.

4) Τι γνωρίζετε για το μαγνητικό πεδίο ευθυγράμμου ρευματοφόρου αγωγού;

5) Δείξτε την σχέση πού δίνει την μαγνητική επαγωγή στο κέντρο κυκλικού ρευματοφόρου αγωγού και εξηγείστε τα σύμβολα δίνοντας και τις μονάδες των διαφόρων μεγεθών.

6) Διατυπώστε τον νόμο του Ampere.Γράψτε την μαθηματική του έκφραση,εξηγείστε τα σύμβολα και αναφέρετε τις μονάδες των εμπλεκομένων μεγεθών.Σε τι χρησιμεύει;

7) Πώς ορίζεται η μαγνητική ροή πού διέρχεται από μια επιφάνεια ευρισκόμενη εντός ομογενούς μαγνητικού πεδίου;Είναι μέγεθος μονόμετρο ή διανυσματικό;Σε τι μετρείται;

8)  Διατυπώστε τον νόμο του Gauss για τον μαγνητισμό.Ποια είναι η φυσική του σημασία;

9) Τι γνωρίζεται για την δύναμη Lorentz;Πού ασκείται;Ποια σχέση την δίνει; Πώς προκύπτει η φορά της;Από τι εξαρτάται;Μεταβάλλει την κινητική ενέργεια του σώματος πού ασκείται και γιατί;

10) Τι είδους κίνηση κάνει φορτισμένο σωματίδιο πού κινείται παράλληλα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου και γιατί;

11) Δείξτε ότι η κίνηση πού κάνει φορτισμένο σωματίδιο πού κινείται κάθετα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου είναι κυκλική,υπολογίστε την ακτίνα της τροχιάς του και την περίοδο περιστροφής του.

12) Τι είδους κίνηση κάνει φορτισμένο σωματίδιο πού κινείται υπό γωνία ως προς τις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου και γιατί;

13) Τι είδους κίνηση κάνει φορτισμένο σωματίδιο πού κινείται εντός ανομοιογενούς μαγνητικού πεδίου;

14) Τι είναι η μαγνητική φιάλη;Σε τι χρησιμεύει;

15)  Τι είναι οι ζώνες Van Allen,τι η ακτινοβολία Cerenkov και τι το φαινόμενο του σέλας;

16) Τι είναι ο επιλογέας ταχυτήτων και πού στηρίζεται η λειτουργία του;

17) Περιγράψτε την διάταξη και το πείραμα Thomson.Να εξαχθεί η σχέση πού δίνει το πηλίκο e/m,φορτίου και μάζας ηλεκτρονίου;

18) Τι είναι ο φασματογράφος μάζας;Περιγράψτε τον τρόπο λειτουργίας του. Σε τι χρησιμεύει;

19) Τι γνωρίζεται για την δύναμη Laplace;Πού ασκείται;Ποια σχέση την δίνει;Πώς προκύπτει η φορά της;Από τι εξαρτάται;

20) Να εξαχθεί η σχέση πού δίνει την δύναμη Laplace.Πώς από την σχέση αυτή ορίζεται η μονάδα της μαγνητικής επαγωγής;

21) Δείξτε ότι παράλληλοι αγωγοί όταν διαρρέονται από ομόρροπα ρεύματα έλκονται, ενώ όταν διαρρέονται από αντίρροπα απωθούνται.Βρείτε την σχέση πού δίνει το μέτρο της δύναμης αυτής.

22) Πώς από τις δυνάμεις μεταξύ δύο παραλλήλων ρευματοφόρων αγωγών ορίζεται η μονάδα έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος;

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟΥ ΛΑΘΟΥΣ

1) Aν ένα φορτισμένο σωματίδιο εισέλθει υπό γωνία θ=30° ως προς τις δυναμικές γραμμές σε ομογενές μαγνητικό πεδίο θα κάνει ελικοειδή κίνηση.

2) Φορτισμένο σωματίδιο που εισέρχεται σε μαγνητικό πεδίο παράλληλα στις δυναμικές γραμμές κάνει κυκλική κίνηση.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΕΡΩΤΗΣΗ 1

Σωματίδιο μάζας m φορτίου q εισέρχεται σε χώρο ομογενούς μαγνητικού πεδίου με ταχύτητα υ,κάθετα στις δυναμικές γραμμές αυτού.Η περίοδος Τ της ομαλής κυκλικής κίνησης που εκτελεί είναι:

α) Ανάλογη της έντασης Β του μαγνητικού πεδίου.

β) Αντιστρόφως ανάλογη της ταχύτητας εισόδου.

γ) Ανεξάρτητη από τη μάζα και το φορτίο του σωματιδίου.

δ) Ανεξάρτητη από την ταχύτητα εισόδου.

ΕΡΩΤΗΣΗ 2

Η δύναμη Lorentz που δέχεται φορτισμένο σωματίδιο που κινείται μέσα σε μαγνητικό πεδίο:

α) Μπορεί να αυξήσει ή να μειώσει την κινητική ενέργεια του σωματιδίου.

β) Έχει μέτρο ανεξάρτητο από τη γωνία που σχηματίζει η ταχύτητα του σωματιδίου με την κατεύθυνση της έντασης του μαγνητικού πεδίου.

γ) Έχει μέτρο αντιστρόφως ανάλογο της ταχύτητας του σωματιδίου.

δ) Έχει μέτρο που είναι ανάλογο της έντασης του μαγνητικού πεδίου.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ

Ο νόμος των Biot και  Savart

ΕΡΩΤΗΣΗ 1

Συμπληρώστε τα κενά:Ο νόμος των Biot και  Savart δίνει το μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί ένα …….. ………….  …………….ρευματοφόρου αγωγού.Για να υπολογίσουμε το μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί ολόκληρος ο αγωγός σε κάποιο σημείο,πρέπει να χωρίσουμε τον αγωγό σε πολύ μικρά τμήματα και στη συνέχεια να ……………… τη συνεισφορά όλων των τμημάτων στα οποία χωρίσαμε τον αγωγό.     

ΕΡΩΤΗΣΗ 2

Το μαγνητικό πεδίο ΔB που δημιουργεί πολύ μικρό τμήμα Δl ρευματοφόρου αγωγού σε κάποιο σημείο,το οποίο απέχει απόσταση r από το τμήμα Δl

α) έχει τη διεύθυνση του r.

β) έχει τη διεύθυνση του αγωγού.

γ) έχει μέτρο αντίστροφα ανάλογο του r.

δ) έχει μέτρο αντίστροφα ανάλογο του r2.     

ΕΡΩΤΗΣΗ 3

Ο νόμος των Biot και Savart, ισχύει:

α) Για ευθύγραμμους αγωγούς

β) Για αγωγούς που έχουν γεωμετρικό σχήμα.

γ) Για αγωγούς που το μήκος τους θεωρείται άπειρο.

δ) Για κάθε αγωγό.

Σημειώστε τη σωστή απάντηση.     

ΕΡΩΤΗΣΗ 4

Υπολογίστε το μαγνητικό πεδίο στο κέντρο ενός ημικυκλικού αγωγού που διαρρέεται από ρεύμα έντασης Ι.        

Ο νόμος του Ampère 

ΕΡΩΤΗΣΗ 5

Συμπληρώστε τα κενά:Σύμφωνα με το νόμο του Ampère το άθροισμα των γινομένων  κατά μήκος μιας κλειστής διαδρομής είναι ίσο με …………… Ο νόμος του Ampère δίνει τη δυνατότητα να υπολογίζουμε εύκολα το μαγνητικό πεδίο σε διατάξεις που παρουσιάζουν …………………     

ΕΡΩΤΗΣΗ 6

Ποιες από τις προτάσεις που ακολουθούν είναι σωστές;   

α) Ο νόμος του Ampère ισχύει μόνο σε περιπτώσεις συμμετρικών διατάξεων.   

β) Για την εφαρμογή του νόμου του Ampère λαμβάνουμε υπόψη μόνο το πεδίο που οφείλεται σε ρεύματα που περικλείονται  στο βρόχο.   

γ) Ο νόμος του Ampère ισχύει μόνο αν τα ρεύματα που δημιουργούν το μαγνητικό πεδίο είναι σταθερά.   

δ) Ο νόμος του Ampère εφαρμόζεται κατά μήκος κλειστής διαδρομής οποιουδήποτε σχήματος.    

ΕΡΩΤΗΣΗ 7

Κατάλληλη κλειστή διαδρομή για την εφαρμογή του νόμου του Ampère είναι,   
Α) σε ευθύγραμμο αγωγό απείρου μήκους,     

α) μια κυκλική διαδρομή κάθετη στον αγωγό.     

β) μια κυκλική διαδρομή παράλληλη στον αγωγό.     

γ) μια διαδρομή σχήματος ορθογωνίου με το επίπεδο του κάθετο στον αγωγό.    

δ) μια διαδρομή σχήματος ορθογωνίου με το επίπεδο του παράλληλο στον αγωγό.       

Β) σε σωληνοειδές,     

α) μια κυκλική διαδρομή κάθετη στον άξονα του σωληνοειδούς.     

β) μια κυκλική διαδρομή σε επίπεδο παράλληλο στον άξονα του σωληνοειδούς.     

γ) μια διαδρομή σχήματος ορθογωνίου με  το επίπεδο του κάθετο στον άξονα του σωληνοειδούς.     

δ) μια διαδρομή σχήματος ορθογωνίου με το επίπεδο του παράλληλο στον άξονα του σωληνοειδούς.   

Σημειώστε τις σωστές απαντήσεις.

ΕΡΩΤΗΣΗ 8    

Δύο μονωμένοι αγωγοί τυλίγονται όπως στο παρακάτω σχήμα.Οι αγωγοί διαρρέονται από αντίρροπα ρεύματα της ίδιας  έντασης.

Εξηγήστε γιατί ένα τέτοιο σύστημα δε δημιουργεί γύρω του μαγνητικό πεδίο.  

Δικαιολογήστε την απάντησή σας.     

ΕΡΩΤΗΣΗ 9

Να αντιστοιχίσετε τα στοιχεία της αριστερής  στήλης στα  στοιχεία της δεξιάς.     

1. Ευθύγραμμος αγωγός           A.  μ0ΙΝ/l          

2. Κυκλικός αγωγός                 B.  μ0/4π  2Ι/r        

3. Σωληνοειδές                       Γ.   μ0/4π  2πΙ/r                                                    

                                           Δ.   μ0/4π  Ι/2r        

ΕΡΩΤΗΣΗ 10

Το μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού πολύ μεγάλου μήκους παριστάνεται με δυναμικές γραμμές που

α) είναι παράλληλες και ισαπέχουσες.

β) έχουν την κατεύθυνση του αγωγού.

γ) είναι ομόκεντροι κύκλοι παράλληλοι στον αγωγό.

δ) είναι ομόκεντροι κύκλοι κάθετοι στον αγωγό με κέντρο τον αγωγό.Ποια είναι η σωστή πρόταση;

ΕΡΩΤΗΣΗ 11

Το μέτρο του μαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό σωληνοειδούς που διαρρέεται από ρεύμα είναι:

α) ανάλογο με το μήκος του σωληνοειδούς.

β) ανάλογο με την ένταση του ρεύματος που το διαρρέει.

γ) αντίστροφα ανάλογο του αριθμού των σπειρών του.

δ) Αντίστροφα ανάλογο της ακτίνας των σπειρών του.   

Σημειώστε τη σωστή απάντηση.     

ΕΡΩΤΗΣΗ 12

Κύβος ακμής  α περικλείει ένα ραβδόμορφο μαγνήτη.Να υπολογιστεί η ολική μαγνητική ροή που διέρχεται από την επιφάνεια του κύβου.Πόση θα είναι η μαγνητική ροή αν ο μαγνήτης τοποθετηθεί έξω από τον κύβο; 

ΕΡΩΤΗΣΗ 13    

Πώς προκύπτει, από το νόμο του Gauss για το μαγνητισμό,το συμπέρασμα ότι αποκλείεται η ύπαρξη μαγνητικών μονοπόλων;     

Δύναμη σε κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο  

ΕΡΩΤΗΣΗ 14   

Μπορεί ένα ακίνητο πρωτόνιο να τεθεί σε κίνηση

α) από ένα μαγνητικό πεδίο;

β) από ένα ηλεκτρικό πεδίο;  

ΕΡΩΤΗΣΗ  15

Η δύναμη που ασκεί το μαγνητικό πεδίο σε κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο έχει   

α) την κατεύθυνση των δυναμικών γραμμών αν πρόκειται για θετικό φορτίο και αντίθετη αν πρόκειται για αρνητικό.   

β) τη διεύθυνση της ταχύτητας.   

γ) διεύθυνση που σχηματίζει με τις δυναμικές γραμμές γωνία  φ.         

δ) διεύθυνση κάθετη στο επίπεδο που ορίζεται από το Β και την ταχύτητα.      

ΕΡΩΤΗΣΗ 16

Η δύναμη που ασκεί το μαγνητικό πεδίο σε κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο,εξαρτάται από:

α) το φορτίο του σωματιδίου.

β) τη μάζα του.

γ) τη διεύθυνση της ταχύτητας του.

δ) την τιμή του πηλίκου q / m.     

ΕΡΩΤΗΣΗ 17

Ένα ηλεκτρόνιο διέρχεται από κάποιο χώρο χωρίς να εκτραπεί από την πορεία του. Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι δεν υπάρχει μαγνητικό πεδίο στο χώρο αυτό;     

ΕΡΩΤΗΣΗ 18

Στο παρακάτω σχήμα βλέπουμε τις τροχιές τριών σωματιδίων μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο.Τι συμπέρασμα βγάζετε για το είδος του φορτίου κάθε σωματιδίου; 

    

ΕΡΩΤΗΣΗ 19

Ένα ηλεκτρόνιο εισέρχεται με ταχύτητα υ σε ένα σωληνοειδές που διαρρέεται από ρεύμα.Να περιγραφεί η κίνηση του ηλεκτρονίου,όσο χρόνο παραμένει μέσα στο σωληνοειδές, 

α) αν εισέρχεται παράλληλα με τον άξονα του σωληνοειδούς, 

β) αν εισέρχεται κάθετα στον άξονα του σωληνοειδούς     

ΕΡΩΤΗΣΗ 20

Η ένταση της κοσμικής ακτινοβολίας (φορτισμένα σωματίδια προερχόμενα από το Διάστημα που κινούνται με πολύ μεγάλες ταχύτητες) στην Αλάσκα είναι πολύ μεγαλύτερη απ' ότι στη χώρα μας.Πού νομίζετε ότι οφείλεται αυτό;   

ΕΡΩΤΗΣΗ 21

Γιατί χαλάει η εικόνα της τηλεόρασης εάν κοντά της τοποθετήσουμε ένα μαγνήτη;     

ΕΡΩΤΗΣΗ 22

Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται τρεις περιπτώσεις στις οποίες φορτισμένο σωματίδιο κινείται με ταχύτητα υ μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο Β. Ποια είναι η κατεύθυνση της δύναμης Lorentz που θα δεχτεί το σωματίδιο σε κάθε περίπτωση;

      

ΕΡΩΤΗΣΗ 23

Δύο ηλεκτρόνια κινούνται κυκλικά, στο ίδιο μαγνητικό πεδίο, με ταχύτητες υ1 και υ2 για τις οποίες ισχύει υ1>υ2. 
Ποιες από τις επόμενες προτάσεις είναι ορθές;
A.Για τις ακτίνες περιστροφής τους ισχύει   

α)  R1=R2   

β)  R1>R2    

γ)  R1<R2.   

B. Για τις συχνότητες περιστροφής ισχύει    

α)   f1=f2    

β)  f1>f2       

γ)  f1<f2.     

ΕΡΩΤΗΣΗ 24

Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται οι τροχιές ενός πρωτονίου και ενός ηλεκτρονίου που κινούνται με ταχύτητα ίδιου μέτρου μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο Β.

α) Ποιο από τα δύο σωματίδια αντιστοιχεί στην τροχιά μεγαλύτερης ακτίνας;

β) Ποια είναι η φορά της κίνησης κάθε σωματιδίου     

ΕΡΩΤΗΣΗ 25

Φορτισμένο σωματίδιο κινείται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο κάθετα στις δυναμικές γραμμές του.Ποιες από τις προτάσεις που ακολουθούν είναι σωστές;

α) Το μαγνητικό πεδίο δε μεταβάλλει την ορμή του.

β) Το μαγνητικό πεδίο δεν επιταχύνει το σωματίδιο.

γ) Το μαγνητικό πεδίο δε μεταβάλλει την κινητική ενέργεια του σωματιδίου

δ) Η δύναμη του μαγνητικού πεδίου δεν παράγει έργο

ΕΡΩΤΗΣΗ 26

Ένα φορτισμένο σωματίδιο εισέρχεται σε ομογενές μαγνητικό πεδίο με ταχύτητα υο κάθετη στις δυναμικές του γραμμές και αφού διαγράψει ημικύκλιο,όπως δείχνει το παρακάτω σχήμα,εξέρχεται από αυτό σε χρόνο t1.

Α) Τι είδους φορτίο έχει το σωματίδιο;   

B) Ένα δεύτερο όμοιο σωματίδιο μπαίνει στο μαγνητικό πεδίο με ταχύτητα 2υο.   
Γ) i) Για το χρόνο t2 παραμονής του δεύτερου σωματιδίου στο πεδίο ισχύει  

α) t1=t2;  

β) t1>t2;    

γ) t1<t2;

ii) Για την ακτίνα της τροχιάς του δευτέρου σωματιδίου R2 ισχύει   

α) R1=R2;   

β) R1>R2;    

γ) R1<R2;   

Σημειώστε τις σωστές απαντήσεις.     

ΕΡΩΤΗΣΗ 27

Στο παρακάτω σχήμα η κόκκινη γραμμή δείχνει την τροχιά ενός φορτισμένου σωματιδίου. Το σωματίδιο κατά την κίνησή του περνάει από δύο μαγνητικά πεδίο Β1 και Β2 (είναι οι γαλάζιες περιοχές του σχήματος) όπου διαγράφει ημικυκλικές τροχιές. Στη συνέχεια εισέρχεται στο ομογενές ηλεκτρικό πεδίο,που δημιουργείται στο εσωτερικό φορτισμένου πυκνωτή.

α) Τι είδους φορτίο φέρει το σωματίδιο;

β) Ποιες είναι οι κατευθύνσεις των δύο μαγνητικών πεδίων;

γ) Ποιο μαγνητικό πεδίο είναι πιο ισχυρό;            

δ) Σε ποιο από τα δύο μαγνητικά πεδία το σωματίδιο παραμένει περισσότερο χρόνο;    

ΕΡΩΤΗΣΗ 28

Τι κίνηση κάνει ένα φορτισμένο σωματίδιο που εισέρχεται σε ομογενές μαγνητικό πεδίο με τυχαία γωνία ως προς τις δυναμικές γραμμές του;Αιτιολογήστε την απάντηση σας.   

ΕΡΩΤΗΣΗ 29

Συμπληρώστε τα κενά.Ο φασματογράφος μάζας είναι μια διάταξη που μετράει το πηλίκο …………… προς ……… ……….. ενός ιόντος.Χρησιμοποιείται για  το διαχωρισμό …………….. ……     

ΕΡΩΤΗΣΗ 30

Να περιγραφούν τα βασικά μέρη από τα οποία αποτελείται ένας φασματογράφος μάζας και να εξηγηθεί η λειτουργία τους.

ΕΡΩΤΗΣΗ 31

Με ποια διάταξη μπορούμε από μια δέσμη φορτισμένων σωματιδίων, με διαφορετικές ταχύτητες να πάρουμε δέσμη στην οποία όλα τα σωματίδια θα έχουν την ίδια ταχύτητα;
Περιγράψτε τη διάταξη και τη λειτουργία της.   

Δύναμη Laplace–μαγνητική δύναμη ανάμεσα σε παράλληλους αγωγούς

ΕΡΩΤΗΣΗ 32

Περιγράψτε τρεις τρόπους με τους οποίους μπορούμε να διαπιστώσουμε την ύπαρξη μαγνητικού πεδίου.     

ΕΡΩΤΗΣΗ 33

Ευθύγραμμος αγωγός που διαρρέεται από ρεύμα βρίσκεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο.Ποιος πρέπει να είναι ο προσανατολισμός του αγωγού ώστε η δύναμη που δέχεται από το μαγνητικό πεδίο να είναι η μέγιστη δυνατή;   

ΕΡΩΤΗΣΗ 34

Συμπληρώστε τα κενά:Ευθύγραμμος αγωγός, που διαρρέεται από ρεύμα, βρίσκεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο.Η δύναμη που δέχεται ο αγωγός είναι κάθετη στο επίπεδο που ορίζεται από …………………και η φορά της δίνεται από ……………………     

ΕΡΩΤΗΣΗ 35

Συμπληρώστε τις επόμενες προτάσεις:Δύο παράλληλοι αγωγοί πολύ μεγάλου μήκους  που διαρρέονται  από …………..  ρεύματα έλκονται,ενώ αν διαρρέονται από …………….. ρεύματα …………..Η δύναμη που ασκεί ο ένας αγωγός σε μήκος lτου άλλου είναι ανάλογη με το γινόμενο…………………. και με το μήκος  και αντίστροφα ανάλογη …………… ………… ……… ……