פתרון בגרות · חשמל
✦ בנוי על ידי פהד גאנם ✦
العربية
☀ מצב בהיר
1
▾
✕
d = 4 m | E(4) = 1810 V/m | k = 9·10⁹ N·m²/C²
Q > 0 | σ > 0 | V(∞) = 0
4.0 m
3.0·10⁻⁸ C/m²
2.0·10⁻⁷ C
112.5
1696
1809
93.8
7.0
E
Q
(x) =
kQ
x²
E
σ
=
σ
2ε₀
= 2πkσ
E(x) =
kQ
x²
+
σ
2ε₀
E
∞
=
σ
2ε₀
≈ 1696
V/m
σ = 2ε₀ · E
∞
=
E
∞
2πk
=
1696
2π · 9·10⁹
= 3.0·10⁻⁸
C/m²
kQ
d²
= 1810 − 1696 = 114
V/m
Q =
114 · d²
k
=
114 · 16
9·10⁹
= 2.0·10⁻⁷
C
E(4) =
9·10⁹ · 2·10⁻⁷
16
+ 2π · 9·10⁹ · 3·10⁻⁸ = 112.5 + 1696.5 = 1809
V/m
F = qE(x) → a =
qE(x)
m
→ a
∞
=
qσ
2ε₀m
= const
V
d,2d
= V(d) − V(2d) = [V
Q
(d) − V
Q
(2d)] + [V
σ
(d) − V
σ
(2d)]
V
Q
(d) − V
Q
(2d) =
kQ
d
−
kQ
2d
=
kQ
2d
=
9·10⁹ · 2·10⁻⁷
8
= 225
V
V
σ
(d) − V
σ
(2d) =
σ
2ε₀
· d = 1696 · 4 = 6786
V
V
d,2d
= 225 + 6786 = 7011 ≈ 7.0·10³
V
d = 4 m →
d
2
= 2 m < d = 4 m < 2d = 8 m
E
σ
=
σ
2ε₀
V
d,2d
=
kQ
2d
+
σ
2ε₀
· d
2
▾
✕
R₁ = 4 Ω | λ = 0.8 Ω/cm | ℓ
MN
= 30 cm | R
MN
= 24 Ω
I = 1.5 A → V = 18 V ; I = 2.5 A → V = 16 V
10.0 cm
8.0
12.0
1.50
18.0
20.0
V = ε − I·r , I =
ε
R + r
R ↑ → I ↓ → I·r ↓ → V ↑
ε =
W
q
→ [ε] =
J
C
= V
18 = ε − 1.5r
16 = ε − 2.5r
18 − 16 = (ε − 1.5r) − (ε − 2.5r) = r
r =
ΔV
ΔI
=
2
1
= 2
Ω
ε = 18 + 1.5 · 2 = 21
V
R
כוללת
=
ε
I
=
21
1.5
= 14
Ω
R
MP
= 14 − r − R₁ = 14 − 2 − 4 = 8
Ω
ℓ
MP
=
R
MP
λ
=
8
0.8
= 10
cm
ℓ
PN
= 30 − 10 = 20
cm
R
מקבילית
=
R
MP
· R₁
R
MP
+ R₁
=
8 · 4
12
=
8
3
≈ 2.67
Ω
I =
ε
r + R
מקבילית
=
21
2 +
8
3
=
21
14
3
= 4.5
A
V = ε − I·r = 21 − 4.5 · 2 = 21 − 9 = 12
V
R
MP
= 24 Ω → R
מקבילית
=
24 · 4
28
= 3.43 Ω
I =
21
5.43
= 3.87 A → V = 21 − 7.74 = 13.3
V
R
MP
= 0 → R
מקבילית
=
0 · 4
0 + 4
= 0
I =
ε
r
=
21
2
= 10.5
A
V = ε − I·r = 21 − 10.5 · 2 = 0
3
▾
✕
כל נורה: 3 V / 2 W | V₁ = 9⅓ V | V₂ = 4 V
מעגל 1: שלוש נורות בטור | מעגל 2: שלוש נורות במקביל
0.50 Ω
0.67
9.33
8.00
1.78
77.8
I
נורה
=
P
V
=
2
3
≈ 0.667
A
R
נורה
=
V²
P
=
9
2
= 4.5
Ω
I₁ =
2
3
≈ 0.667
A
I₂ = 3 ·
2
3
= 2
A
V
נורות
= 3 · 3 = 9
V
V
R₁
= 9
1
3
− 9 =
1
3
V
R₁ =
V
R₁
I₁
=
1
3
2
3
= 0.5
Ω
V
נורות
= 3
V
→ V
R₂
= 4 − 3 = 1
V
R₂ =
1
2
= 0.5
Ω
9
1
3
= ε −
2
3
r , 4 = ε − 2r → r = 4 Ω , ε = 12
V
P
מושקע
= ε · I
P₁ = 12 ·
2
3
= 8
W
P₂ = 12 · 2 = 24
W
P₂
P₁
=
24
8
= 3
P
מבוזבז
= I²·r
P
r,1
= (
2
3
)² · 4 =
16
9
≈ 1.78
W
P
r,2
= 2² · 4 = 16
W
P
r,2
P
r,1
=
16
16
9
= 9
P
נורות
= 3 · 2 = 6
W
(
בשני המעגלים
)
η =
P
נורות
+ P
R
P
מושקע
P
R₁
= I₁²·R₁ =
4
9
· 0.5 ≈ 0.22 W → η₁ =
6 + 0.22
8
= 77.8
%
P
R₂
= I₂²R₂ = 4 · 0.5 = 2 W → η₂ =
6 + 2
24
= 33.3
%
η =
V·I
ε·I
=
V
ε
η₁ =
9
1
3
12
= 0.778 = 77.8
%
η₂ =
4
12
= 0.333 = 33.3
%
4
▾
✕
m
p
= 1.67·10⁻²⁷ kg | q
p
= 1.6·10⁻¹⁹ C | B ⊗ אל תוך הדף
v₁ = 2.0·10⁵ m/s | v₂ = 2.4·10⁵ m/s | Δt
C
= 3 ns
4.7 T
1.4·10⁵ V/m
0.0
2.00
0.44
7.0
1.50
qvB =
mv²
r
→ r =
mv
qB
F = q·v × B = q(v x̂) × (−B ẑ) = −qvB (x̂ × ẑ) = −qvB(−ŷ) = +qvB ŷ
t
½
=
πr
v
t
½
=
π
v
·
mv
qB
=
πm
qB
t
½
= 7·10⁻⁹ s → T = 14·10⁻⁹
s
t
½
=
πm
qB
→ B =
πm
q·t
½
B =
π · 1.67·10⁻²⁷
1.6·10⁻¹⁹ · 7·10⁻⁹
=
5.246·10⁻²⁷
1.12·10⁻²⁷
= 4.7
T
Δv = (2.4 − 2.0)·10⁵ = 4·10⁴
m/s
, Δt = 3·10⁻⁹
s
a =
Δv
Δt
=
4·10⁴
3·10⁻⁹
= 1.33·10¹³
m/s²
qE = ma → E =
m·a
q
E =
1.67·10⁻²⁷ · 1.33·10¹³
1.6·10⁻¹⁹
=
2.23·10⁻¹⁴
1.6·10⁻¹⁹
= 1.4·10⁵
V/m
d
C
=
v₁ + v₂
2
· Δt = 2.2·10⁵ · 3·10⁻⁹ = 6.6·10⁻⁴
m
F = q·v·B
F₂
F₁
=
v₂
v₁
ΔE
k
= q·E·d
C
= 1.6·10⁻¹⁹ · 1.4·10⁵ · 6.6·10⁻⁴ = 1.47·10⁻¹⁷
J
E
k,1
= ½mv₁² = 3.34·10⁻¹⁷ J → E
k,3
= 3.34·10⁻¹⁷ + 2 · 1.47·10⁻¹⁷ = 6.28·10⁻¹⁷
J
v₃ =
√
2E
k,3
m
= 2.74·10⁵
m/s
F₂
F₁
=
2.74
2.00
≈ 1.37
5
▾
✕
N = 2500 | L = 25 cm | ℓ
ab
= 2.8 cm | g = 10 m/s²
K = 1 → I² = 16.0 | 2 → 25.0 | 3 → 42.3 | 4 → 56.3 | 5 → 72.3 (A²)
4.00 A
1
5.03
5.63
5.00
16.0
0.56
B
סילונית
=
μ₀·N·I
L
,
בכיוון ציר הסילונית משמאל לימין
F = I·ℓ × B
B =
μ₀·N·I
L
F
B
= B·I·ℓ
ab
·sin90° = B·I·ℓ
ab
F
B
=
μ₀·N·I
L
· I · ℓ
ab
=
μ₀·N·ℓ
ab
·I²
L
F
B
·D = K·m₀·g·D → F
B
= K·m₀·g
μ₀·N·ℓ
ab
·I²
L
= K·m₀·g
I² =
m₀·g·L
μ₀·N·ℓ
ab
· K
m =
Σ K·I²
Σ K²
=
779.6
55
= 14.2
A²
m =
m₀·g·L
μ₀·N·ℓ
ab
→ m₀ =
m·μ₀·N·ℓ
ab
g·L
L = 25 cm = 0.25 m , ℓ
ab
= 2.8 cm = 0.028 m
m₀ =
14.2 · 4π·10⁻⁷ · 2500 · 0.028
10 · 0.25
=
14.2 · 8.80·10⁻⁵
2.5
= 5.0·10⁻⁴
kg
F = I·ℓ × B → (−I·ℓ) × (−B) = +(I·ℓ × B)
F
B
=
μ₀·N·ℓ
ab
·I²
L
, I² > 0
תמיד
6
▾
✕
R = 1.2 Ω | S = 100 cm² = 0.01 m² | הכיוון החיובי של הזרם: מ-L ל-M
2.0 ms
2.0
−0.20
−100
1.00
0.833
L(0,0) → M(1,0) → K(0,1) → L
A =
1
2
[x
L
(y
M
−y
K
) + x
M
(y
K
−y
L
) + x
K
(y
L
−y
M
)] = +
1
2
ε = −S ·
ΔB
Δt
, I =
ε
R
, S = 0.01 m²
ΔB
Δt
=
−0.5 − 0
5·10⁻³
= −100
T/s
ε = −0.01 · (−100) = +1.0
V
→ I =
1.0
1.2
= 0.833
A
ΔB
Δt
= 0 → ε = 0 → I = 0
ΔB
Δt
=
0 − 0.5
15·10⁻³
= −33.3
T/s
ε = −0.01 · (−33.3) = +0.333
V
→ I =
0.333
1.2
= 0.278
A
15 ms < 20 ms < 30 ms → ε = 0.333 V , I = 0.278 A
P =
ε²
R
=
0.333²
1.2
=
0.1111
1.2
= 9.26·10⁻²
W
P = ε·I = 0.333 · 0.278 = 0.0926
W
ε = B·v·ℓ
גבול
ℓ
גבול
(t) = v·t → ε(t) = B·v²·t
Φ = B · S
שבתוך השדה
Φ
א
= Φ
ב
= B·S
עיגול
→
ΔΦ
א
Δt
=
ΔΦ
ב
Δt
→ ε
א
= ε
ב
→
🏠
♿