PHYSIC LESSONS: ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

1) Τι ονομάζεται μαγνητικό πεδίο;Πώς αυτό αισθητοποιείται με την βοήθεια ρινισμάτων σιδήρου και ποια είναι τα κυριότερα χαρακτηριστικά του και με ποια μεγέθη μελετάται;

2) Τι είναι η ένταση του μαγνητικού πεδίου ή μαγνητική επαγωγή και σε τι μετρείται;

3) Πώς ορίζονται οι δυναμικές γραμμές ενός μαγνητικού πεδίου;Είναι αυτές κλειστές ή ανοικτές; Εξηγείστε γιατί δεν τέμνονται.

4) Ποιο μαγνητικό πεδίο ονομάζεται ομογενές και πώς απεικονίζεται;

5) Περιγράψτε το πείραμα Oersted.Σε ποια συμπεράσματα οδήγησε αυτό;

6) Τι είναι οι στοιχειώδεις μαγνήτες και πού οφείλεται η ύπαρξή τους;Τι είναι το spin των ηλεκτρονίων;

7) Πού οφείλονται οι μαγνητικές ιδιότητες των σωμάτων και τι είναι η θερμοκρασία Curie;

8) Αναφέρετε τρεις τρόπους μαγνήτισης των υλικών περιγράφοντας αντίστοιχα παραδείγματα.

9) Τι γνωρίζετε για το μαγνητικό πεδίο γύρω από ευθύγραμμο ρευματοφόρο αγωγό απείρου μήκους; Γράψτε την σχέση πού δίνει την ένταση του πεδίου ερμηνεύοντας τα σύμβολα και δίνοντας τις μονάδες των διαφόρων μεγεθών;Πώς προσδιορίζεται η φορά αυτής;

10) Τι γνωρίζετε για το μαγνητικό πεδίο κυκλικού ρευματοφόρου αγωγού; Γράψτε την σχέση πού δίνει την ένταση του πεδίου στο κέντρο του ερμηνεύοντας τα σύμβολα και δίνοντας τις μονάδες των διαφόρων μεγεθών;Πώς προσδιορίζεται η φορά αυτής;

11) Τι είναι το πηνίο και τι το σωληνοειδές;Τι γνωρίζετε για το μαγνητικό του πεδίο; Γράψτε την σχέση πού δίνει την ένταση του πεδίου στο εσωτερικό του ερμηνεύοντας τα σύμβολα και δίνοντας τις μονάδες των διαφόρων μεγεθών;Πώς προσδιορίζεται η φορά αυτής;

12) Τι είναι η δύναμη Laplace; Περιγράψτε διάταξη διαπίστωσής της.

13) Διατυπώστε τον νόμο του Laplace.Γράψτε την σχέση πού την δίνει ερμηνεύοντας τα σύμβολα και δίνοντας τις μονάδες των διαφόρων μεγεθών;Πώς προσδιορίζεται η φορά αυτής;

14) Πώς ορίζεται το μέτρο της έντασης του μαγνητικού πεδίου χωρίς την χρήση της μαγνητικής ποσότητας;Πώς ορίζεται αντιστοίχως το ένα Tesla;

15) Υπολογίστε την δύναμη μεταξύ δύο παραλλήλων ρευματοφόρων αγωγών (δύο περιπτώσεις).

16) Πώς ορίζεται η θεμελιώδης μονάδα Ampere της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος;

17) Τι ονομάζουμε μαγνητική διαπερατότητα ενός υλικού;Τι δείχνει αυτή και σε τι μετρείται;

18) Ποια υλικά χαρακτηρίζονται σιδηρομαγνητικά, ποια παραμαγνητικά και ποια διαμαγνητικά;

19) Πώς παραμορφώνεται το μαγνητικό πεδίο λόγω της παρουσίας σιδήρου εντός αυτού;Πού στηρίζεται η προστασία ρολογιών από ισχυρούς μαγνήτες;

20) Τι είναι ο ηλεκτρομαγνήτης,τι ο ηλεκτρομαγνητικός γερανός και τι η φέρουσα δύναμη;

21) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας ενός ηλεκτρικού κινητήρα.

22) Πώς ορίζεται η μαγνητική ροή, τι εκφράζει,πότε μηδενίζεται,πότε γίνεται μέγιστη, πότε ελάχιστη και σε τι μετρείται;

23) Τι είναι το φαινόμενο της επαγωγής; Περιγράψτε τρία πειράματα πού μπορεί να παρατηρηθεί.

24) Ποιος νόμος διέπει το φαινόμενο της επαγωγής; Διατυπώστε τον, γράψτε την μαθηματική σχέση, εξηγείστε τα σύμβολα και αναφέρετε τις μονάδες των μεγεθών πού εμπλέκονται.

25) Τι είναι το Wb και πώς ορίζεται;

26) Τι είναι τα επαγωγικά ρεύματα και ποια είναι η προϋπόθεση ανάπτυξής τους;Περιγράψτε δύο τρόπους παραγωγής τους.

27) Διατυπώστε τον νόμο του Lenz και επιβεβαιώστε τον με την περιγραφή ενός πειράματος. Από ποια βασική αρχή της φυσικής απορρέει;

28) Διατυπώστε τον νόμο του Neumann. Γράψτε την μαθηματική σχέση, εξηγείστε τα σύμβολα και αναφέρετε τις μονάδες των μεγεθών πού εμπλέκονται.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟΥ-ΛΑΘΟΥΣ

1) Αγωγός που κινείται μέσα σε μαγνητικό πεδίο κάθετα στις δυναμικές γραμμές με ταχύτητα κάθετη στον αγωγό και στο μαγνητικό πεδίο εμφανίζει στα άκρα του ΗΕΔ από επαγωγή.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ

Νόμος της επαγωγής

ΕΡΩΤΗΣΗ 1

Ένας κυκλικός βρόχος βρίσκεται μέσα στο ομογενές μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί ένας ηλεκτρομαγνήτης.Βρείτε τι προσανατολισμό πρέπει να έχει ο βρόχος ώστε η μαγνητική ροή που τον διαπερνά να είναι

α) μέγιστη,

β) ελάχιστη.

ΕΡΩΤΗΣΗ 2

Συμπληρώστε τις προτάσεις:Όταν πλησιάσουμε ένα ραβδόμορφο μαγνήτη σε ένα πηνίο, έτσι ώστε οι άξονες τους να συμπίπτουν,μεταβάλλεται …………… …… που διέρχεται από τις σπείρες του πηνίου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να δημιουργηθεί στο πηνίο ……………… ……… Το φαινόμενο ονομάζεται ……………… …

ΕΡΩΤΗΣΗ 3

Ένα συρμάτινο πλαίσιο βρίσκεται μέσα στο μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί ένας ηλεκτρομαγνήτης.Να αναφέρετε δύο τρόπους με τους οποίους μπορεί να δημιουργηθεί ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή στο πλαίσιο.

ΕΡΩΤΗΣΗ 4

Αν η μαγνητική ροή που διέρχεται από την επιφάνεια που ορίζει ένας αγωγός αυξάνεται με σταθερό ρυθμό,η ηλεκτρεγερτική δύναμη που δημιουργείται στον αγωγό

α) αυξάνεται;

β) μειώνεται;

γ) μένει σταθερή;

ΕΡΩΤΗΣΗ 5

Στο διάγραμμα ΕΕΠ=f(t) του παρακάτω σχήματος παριστάνεται γραφικά η ηλεκτρεγερτική δύναμη που επάγεται σε ένα κύκλωμα.

Τι εκφράζει το εμβαδόν της επιφάνειας που περικλείεται ανάμεσα στη γραμμή του διαγράμματος και τον άξονα των χρόνων;

ΕΡΩΤΗΣΗ 6

Το συνολικό φορτίο που μετακινείται σε κλειστό κύκλωμα,λόγω του φαινομένου της επαγωγής, εξαρτάται από

α) τη χρονική διάρκεια του φαινομένου.

β) το ρυθμό με τον οποίο μεταβάλλεται η μαγνητική ροή.

γ) την ένταση του ρεύματος στο κύκλωμα.

δ)την ωμική αντίσταση που παρουσιάζει το κύκλωμα.

Επιλέξτε τη σωστή πρόταση.

ΕΡΩΤΗΣΗ 7

Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται οι διαδοχικές θέσεις ενός μεταλλικού δακτυλίου. Ο δακτύλιος περνάει από ένα μαγνητικό πεδίο (η περιοχή με το γαλάζιο χρώμα) που οι δυναμικές του γραμμές είναι κάθετες στο επίπεδο του δακτυλίου.

Σε ποια ή σε ποιες από τις οχτώ φάσεις της κίνησης, που παριστάνονται στο σχήμα αναπτύσσεται ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή στο δακτύλιο;

ΕΡΩΤΗΣΗ 8

Ακίνητος κυκλικός αγωγός βρίσκεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο με το επίπεδο του κάθετο στις δυναμικές γραμμές. Αν το μέτρο Β του μαγνητικού πεδίου μειώνεται εκθετικά με το χρόνο, στον αγωγό

α) δημιουργείται σταθερή ηλεκτρεγερτική δύναμη.

β) δημιουργείται ηλεκτρεγερτική δύναμη που μεταβάλλεται με το χρόνο.

γ) δε δημιουργείται ηλεκτρεγερτική δύναμη.

Ποια απάντηση είναι ορθή;

Το φαινόμενο της επαγωγής σε κινούμενο αγωγό

ΕΡΩΤΗΣΗ 9

Πού οφείλεται το φαινόμενο της επαγωγής στην περίπτωση που ένας αγωγός κινείται μέσα σε σταθερό μαγνητικό πεδίο;

ΕΡΩΤΗΣΗ 10

Ένας αγωγός αφήνεται να πέσει από ύψος h,σε περιοχή στην οποία υπάρχει οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο.Ο αγωγός,σε όλη τη διάρκεια της κίνησής του,παραμένει οριζόντιος και κάθετος στις δυναμικές γραμμές του πεδίου.

Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα παριστάνει την τάση στα άκρα του στις διάφορες χρονικές στιγμές; (Ως χρονική στιγμή μηδέν θεωρείται η στιγμή που αφέθηκε ελεύθερος ο αγωγός).

ΕΡΩΤΗΣΗ 11

Ακίνητος ευθύγραμμος αγωγός πολύ μεγάλου μήκους διαρρέεται από σταθερό ρεύμα έντασης Ι.Αγωγός ΑΒ είναι παράλληλος στον πρώτο και απομακρύνεται από αυτόν με σταθερή ταχύτητα υ.

Ποιο από τα διαγράμματα στο σχήμα 5.44 παριστάνει την ηλεκτρεγερτική δύναμη που αναπτύσσεται στον αγωγό ΑΒ κατά την κίνησή του,σε συνάρτηση με το χρόνο;

ΕΡΩΤΗΣΗ 12

Ποιες από τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές;

α) Σε ακίνητο αγωγό μέσα σε σταθερό μαγνητικό πεδίο δεν αναπτύσσεται ηλεκτρεγερτική δύναμη.

β) Δεν αναπτύσσεται ηλεκτρεγερτική δύναμη σε αγωγό που κινείται μέσα σε ανομοιογενές μαγνητικό πεδίο.

γ) Σε αγωγό που κινείται παράλληλα στις δυναμικές γραμμές μαγνητικού πεδίου δεν αναπτύσσεται ηλεκτρεγερτική δύναμη.

δ) Κατά την περιστροφή ενός αγωγού μέσα σε μαγνητικό πεδίο,ηλεκτρεγερτική δύναμη αναπτύσσεται στον αγωγό μόνο αν κατά την κίνηση του τέμνει τις δυναμικές γραμμές του πεδίου.

ΕΡΩΤΗΣΗ 13

Η ράβδος ΚΛ του παρακάτω σχήματος μπορεί να ολισθαίνει, χωρίς τριβές, στους οριζόντιους αγωγούς Δx και Ζx΄ παραμένοντας πάντα κάθετη σ΄ αυτούς. Τα άκρα Δ και Ζ των αγωγών συνδέονται με αντιστάτη R.Όλη η διάταξη βρίσκεται σε ομογενές κατακόρυφο μαγνητικό πεδίο.Δίνουμε στη ράβδο αρχική ταχύτητα υ παράλληλη στους αγωγούς και την αφήνουμε ελεύθερη.

Η κίνηση της ράβδου θα είναι

α) ευθύγραμμη ομαλή.

β) ομαλά επιταχυνόμενη.

γ) επιταχυνόμενη μέχρις ότου η ταχύτητά της αποκτήσει μια οριακή τιμή (υορ).

δ) επιβραδυνόμενη.

Σημειώστε τη σωστή απάντηση και αιτιολογήστε τη.

Ο κανόνας του Lenz

ΕΡΩΤΗΣΗ 14

Να συμπληρωθούν τα κενά:Ο κανόνας του Lenz είναι συνέπεια μιας γενικότερης αρχής της φυσικής, της αρχής ………… …. ………….. Σύμφωνα με τον κανόνα του Lenz,το ρεύμα που δημιουργείται εξ αιτίας του φαινομένου της επαγωγής έχει τέτοια ………… ώστε να αντιτίθεται στην αιτία που το προκάλεσε.

ΕΡΩΤΗΣΗ 15

Από ένα λεπτό νήμα κρέμεται αβαρής μεταλλικός δακτύλιος. Εξηγήστε γιατί ο δακτύλιος θα εκτραπεί από τη θέση ισορροπίας του αν πλησιάσουμε σ΄ αυτόν ένα μαγνήτη, όπως δείχνει το παρακάτω σχήμα.

Τι περιμένετε να συμβεί αν ο δακτύλιος έχει εγκοπή;

ΕΡΩΤΗΣΗ 16

Αφήνουμε ένα μαγνήτη να πέσει κατακόρυφα.Κάτω από το μαγνήτη βρίσκεται οριζόντιος κυκλικός αγωγός.

Να συγκρίνετε την επιτάχυνση που έχει ο μαγνήτης στις διάφορες θέσεις του με την επιτάχυνση της βαρύτητας.

ΕΡΩΤΗΣΗ 17

Βρείτε τη φορά του ρεύματος στο πηνίο Π2 μόλις κλείσουμε το διακόπτη στο πηνίο Π1.

ΕΡΩΤΗΣΗ 18

Ο δακτύλιος του παρακάτω σχήματος βρίσκεται μέσα σε μεταβαλλόμενο ομογενές μαγνητικό πεδίο.Το επίπεδο του δακτυλίου είναι κάθετο στις δυναμικές γραμμές του πεδίου.Όταν το μαγνητικό πεδίο αυξάνεται, ο δακτύλιος διαρρέεται από ρεύμα που έχει τη φορά των δεικτών του ρολογιού.

~~Ποια είναι η φορά των δυναμικών γραμμών του πεδίου;~~

~~Εναλλασσόμενη τάση–εναλλασσόμενο ρεύμα~~

~~ΕΡΩΤΗ~~ΣΗ 19

Σε ποιο φυσικό φαινόμενο στηρίζεται η παραγωγή εναλλασσόμενης τάσης;

ΕΡΩΤΗΣΗ 20

Εάν αυξηθεί η συχνότητα περιστροφής του ρότορα μιας ηλεκτρογεννήτριας τι θα συμβεί στην ενεργό τιμή της τάσης που παρέχει η ηλεκτρογεννήτρια;

α) Θα παραμείνει ίδια;

β) Θα αυξηθεί;

γ) Θα μειωθεί;

Επιλέξτε το σωστό.

ΕΡΩΤΗΣΗ 21

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

α) Η φορά του εναλλασσομένου ρεύματος αλλάζει περιοδικά.

β) Η εναλλασσόμενη τάση στα άκρα ενός αντιστάτη και το ρεύμα που τον διαρρέει έχουν την ίδια συχνότητα και βρίσκονται σε φάση (παίρνουν ταυτόχρονα μέγιστη και ελάχιστη τιμή).

γ) Η ενεργός τιμή του εναλλασσόμενου ρεύματος αποτελεί τη μέση τιμή της έντασής του.

δ) Το αίτιο παραγωγής θερμότητας σε ένα αντιστάτη όταν διαρρέεται από ρεύμα είναι ίδιο,είτε πρόκειται για συνεχές είτε για εναλλασσόμενο ρεύμα

ε) Το πλάτος του εναλλασσόμενου ρεύματος μεταβάλλεται ημιτονοειδώς με το χρόνο.

ΕΡΩΤΗΣΗ 22

Οι λάμπες στο σπίτι μας τροφοδοτούνται με εναλλασσόμενη τάση ενεργού τιμής 220 V και συχνότητας 50 Hz.Αυτό σημαίνει ότι διαρρέονται από εναλλασσόμενο ρεύμα με την ίδια συχνότητα.Γιατί δεν παρατηρούνται αυξομειώσεις στην ένταση του φωτισμού.

ΕΡΩΤΗΣΗ 23

Αν η ενεργός τιμή της έντασης του εναλλασσομένου ρεύματος που διαρρέει έναν αντιστάτη διπλασιαστεί, ο ρυθμός με τον οποίο ο αντιστάτης αποδίδει θερμότητα στο περιβάλλον

α) διπλασιάζεται.

β) τριπλασιάζεται.

γ) τετραπλασιάζεται.

δ) παραμένει ίδιος.

Επιλέξτε το σωστό.

ΕΡΩΤΗΣΗ 24

Τα αμπερόμετρα και τα βολτόμετρα που χρησιμοποιούνται για μετρήσεις στο εναλλασσόμενο ρεύμα δίνουν

α) την ενεργό τιμή των μεγεθών.

β) τη μέση τιμή.

γ) το πλάτος.

δ) τη στιγμιαία τιμή.

Επιλέξτε το σωστό.

ΕΡΩΤΗΣΗ 25

Συμπληρώστε τα κενά:Μια ηλεκτρογεννήτρια μετατρέπει ………………. ενέργεια σε …………………. ενέργεια, ενώ ο ηλεκτρικός κινητήρας μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε ……………..

ΕΡΩΤΗΣΗ 26

Η μετατροπή της εναλλασσόμενης τάσης σε συνεχή γίνεται με το συνδυασμό δύο διατάξεων του …………………. και του ……………. Ο εξομαλυντής αποτελείται από αντιστάτη και ……………………… συνδεδεμένα ………………

Αμοιβαία επαγωγή – αυτεπαγωγή

ΕΡΩΤΗΣΗ 27

Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει ένα πηνίο μεταβάλλεται από την τιμή Ι στην τιμή 2Ι.Η ηλεκτρεγερτική δύναμη από αυτεπαγωγή που αναπτύσσεται στο πηνίο:
α) είναι μεγαλύτερη αν η μεταβολή της έντασης του ρεύματος γίνει γρήγορα.

β) δεν εξαρτάται από το χρόνο στον οποίο γίνεται η μεταβολή αλλά μόνο από την αρχική και τελική τιμή της έντασης του ρεύματος.

γ) εξαρτάται από την ωμική αντίσταση που υπάρχει στο κύκλωμα.

δ) εξαρτάται από την πηγή που τροφοδοτεί το κύκλωμα.

Ποιες από τις επόμενες προτάσεις είναι ορθές;

ΕΡΩΤΗΣΗ 28

Ο συντελεστής αυτεπαγωγής ενός πηνίου εξαρτάται

α) από το υλικό του σύρματος που έχει χρησιμοποιηθεί για να κατασκευαστεί το πηνίο.

β) από την ένταση του ρεύματος που το διαρρέει.

γ) από τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του πηνίου

δ) από το υλικό το οποίο βρίσκεται στο εσωτερικό του πηνίου (πυρήνας). Επιλέξτε τα σωστά.

ΕΡΩΤΗΣΗ 29

Η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στο μαγνητικό πεδίο ενός πηνίου όταν διαρρέεται από ρεύμα έντασης Ι είναι 2 J.Aν διπλασιαστεί το ρεύμα που διαρρέει το πηνίο,η ενέργειά του θα είναι

α) 1 J;

β) 2 J;

γ) 4 J;

δ) 8 J;

ΕΡΩΤΗΣΗ 30

Διαθέτουμε σύρμα μήκους l=4 m με το οποίο θέλουμε να κατασκευάσουμε ένα πηνίο με όσο το δυνατόν μεγαλύτερο συντελεστή αυτεπαγωγής.Είναι προτιμότερο:

α) να τυλίξουμε το σύρμα έτσι, ώστε οι σπείρες να έχουν μικρή διάμετρο και επομένως ο αριθμός των σπειρών να είναι μεγάλος;
β) να κατασκευάσουμε σπείρες με μεγάλη διάμετρο, οπότε αναγκαστικά θα μειωθεί ο αριθμός τους;

γ) ο συντελεστής αυτεπαγωγής του πηνίου θα είναι ίδιος και στις δύο περιπτώσεις;

ΕΡΩΤΗΣΗ 31

Στο πηνίο του σχήματος 5.50 αναπτύσσεται ηλεκτρεγερτική δύναμη από αυτεπαγωγή,με την πολικότητα που δείχνει το σχήμα.

Το πηνίο διαρρέεται από ρεύμα που

α) έχει σταθερή ένταση και φορά προς τα δεξιά.

β) έχει σταθερή ένταση και φορά προς τα αριστερά.

γ) έχει φορά προς τα δεξιά και η ένταση του αυξάνεται.

δ) έχει φορά προς τα δεξιά και η ένταση του ελαττώνεται.

ε) έχει φορά προς τα αριστερά και η ένταση του αυξάνεται.

στ) έχει φορά προς τα αριστερά και η ένταση του ελαττώνεται.
Επιλέξτε τα σωστά.

ΕΡΩΤΗΣΗ 32

Στο σχήμα 5.51α,αρχικά ο μεταγωγός Δ είναι τοποθετημένος στη θέση Α και το πηνίο διαρρέεται από σταθερό ρεύμα.Τη στιγμή μηδέν ο αγωγός τοποθετείται στη θέση Β.Η ένταση του ρεύματος στο πηνίο,από τη στιγμή που ο μεταγωγός τοποθετήθηκε στο Β,σε συνάρτηση με το χρόνο δίνεται από το διάγραμμα στο σχήμα.