Magnetyzm kl. III c

zad. 1. Oblicz natężenie prądu płynącego w prostoliniowym przewodniku jeżeli w odległości 0,1 cm od przewodnika wartość wektora indukcji magnetycznej B = 4*10-6 T.
Jaka jest wartość napięcia przyłożonego do końców przewodnika jeżeli jego opór jest równy 20 Ω ?

zad. 2. Przez zwojnicę posiadającą 100 zwojów i mającą długość 20 cm płynie prąd. Zwojnica jest połączona ze źródłem o SEM 4,5 V.
a) Oblicz wartość natężenia tego prądu, jeżeli wewnątrz zwojnicy zostało wytworzone pole magnetyczne o indukcji, której wartość wynosi 0,0025 T.
b) narysuj zwojnicę oraz linie pola magnetycznego wytworzonego przez nią, zaznacz ich zwrot we wnętrzu i na zewnątrz zwojnicy. Zaznacz bieguny źródła prądu.
c) Jak zmieni się indukcja pola wewnątrz zwojnicy, jeśli do jej wnętrza zostanie wsunięty rdzeń o współczynniku przenikalności 100.
d) oblicz opór zwojnicy.
e)do przedstawionego obwodu dołączono opornicę suwakową, w taki sposób, aby można było zmieniać natężenie prądu płynącego w obwodzie. Narysuj schemat tego obwodu.

zad. 3. Pręt o masie 100g i długości 1m wisi poziomo w prostopadłym do niego polu magnetycznym o indukcji 0,2T. Oblicz natężenie prądu, który musiałby płynąć przez pręt, aby siła elektrodynamiczna zrównoważyła siłę ciężkości.

zad. 4. Oblicz jaka powinna być masa ciała o ładunku e = - 2 *10 -6 C, poruszającego się z prędkością v = 0,6 km/minutę, by w polu magnetycznym o indukcji B = 18*10-4 T torem ruchu tego ciała był okrąg o średnicy 100 m.
Wykonaj rysunek ruchu ciała w polu magnetycznym.

zad.5
a) Dorysuj jedną z trzech wielkości: indukcję , siłę lub natężenie prądu na załączonych rysunkach:


b) Ustal znak ładunku, zaznacz jedną z wielkości: indukcję, prędkość lub siłę



Zad. 6. W dwóch długich, równoległych i ustawionych do płaszczyzny rysunku przewodnikach płyną prądy w tych samych kierunkach. W jakiej odległości od pierwszego przewodnika indukcja magnetyczna jest równa zero?


Zad. 7. Cząstka α wpada w pole magnetyczne o indukcji B=0.02T prostopadle do kierunku wektora indukcji B i zatacza krąg o promieniu r=0.2m. Oblicz energię cząstki (w J i keV).

Zad. 8. Oblicz natężenie pola magnetycznego w środku kwadratu (lub prostokąta) o boku a (lub bokach a,b), utworzonego przez cztery nieskończenie długie przewodniki z prądem.

Zad.9. Proton poruszający się z prędkością 10 do potęgi 5 m/s wpada w jednorodne pole magnetyczne o indukcji B = 2T pod kątem 45 stopni do kierunku wektora B. Ile wynosi promień i skok śruby po której porusza się proton.

Zad.10. Jaką szybkość ma proton, jeżeli bez odchylenia od swojego pierwotnego przechodzi przez układ prostopadłych do siebie pól: magnetycznego o indukcji B=2T i elektrycznego o natężeniu E=1000 V/m. Prędkość protony jest prostopadła zarówno do E jak i B.

Teoria
1. Budowa i działanie cyklotronu.
2. Siła elektrodynamiczna i siła Lorentza
3. Rysunki pola magnetycznego (magnes, zwojnica, przewodnik z prądem)
4. Zjawisko magnesowania (ferro-, para- i diamagnetyki)
5. Oddziaływanie przewodników z prądem na siebie

Kinematyka dla kl. II a i II c

Zadanie 1
Z Radomska do Częstochowy wyruszają naprzeciw siebie: pociąg z prędkością 144 km/h, samochód z prędkością 25 m/s. Odległość między miejscowościami wynosi 80 km.
a) Po jakim czasie te pojazdy miną się?
b) Jakie drogi pokonają samochody do chwili spotkania?
c) Oblicz czas trwania ruchu każdego pojazdu
d) Wykonaj wykres v (t)
e) Rozwiąż również graficznie ten problem [s(t)]

Zadanie 2
Adam oddał skok na bungee. Czas jego spadania wyniósł 1/15 min. Oblicz, z jakiej wysokości skoczył ten chłopiec.

Zadanie 3
Dwa pojazdy przebywają tę samą drogę w czasie 5 min. Pierwszy pojazd porusza się ze stałą prędkością 100 km/h, a drugi ze stałym przyspieszeniem. W chwili rozpoczęcia ruchu pojazd pierwszy porusza się już ze stałą prędkością, a prędkość drugiego pojazdu jest równa zero.
a) Jakie jest przyspieszenie drugiego pojazdu.
b) Ile wynosi końcowa prędkość drugiego pojazdu
c) Przedstaw na wykresie rozwiązanie tego zadania

Zadanie 4
Na podstawie wykresu oblicz:
a) Jaką drogę pokona pojazd w ciągu pierwszych 10 sekund
b) Jaką drogę przebył samochód w szóstej sekundzie
c) Jakim ruchem poruszał się w badanym czasie
d) Jakie jest przyspieszenie pojazdu
e) Przedstaw graficznie wartość przyspieszenia a = f(t)

Zadanie 5
Pociąg ruszył ze stacji ruchem jednostajnie przyspieszonym i w ciągu 20 sekund przebył drogę 200 m.
a) Oblicz jaką prędkość osiągnął w tym czasie.
b) Jakie było przyspieszenie w tym ruchu?

Zadanie 6
Jak długo będzie trwał ruch piłki tenisowej rzuconej z powierzchni Ziemi pionowo w górę z szybkością początkową 20 m/s aż do momentu zetknięcia się z Ziemią?

Zadanie 7
a) Wyraź kąt 45 stopni w radianach
b) Wyraź kąt pi/3 rad w stopniach

Zadanie 8
Wskazówka minutowa jest dwa razy krótsza od wskazówki, sekundowej, oblicz:
a) ile wynosi stosunek prędkości liniowych ich końców?
b) jak mają się do siebie przyspieszenia dośrodkowe obu wskazówek?

Zadanie 9
Z wieży o wysokości 40 m została wystrzelona poziomo z łuku strzała tak, że upadła w odległości 160 m od podstawy tej wieży. Oblicz:
a) wartość prędkości z jaką wystrzelono strzałę
b) wartość prędkości w chwili upadku strzały na ziemię
c) kąt, pod jakim wbiła się strzała w ziemię
d) wykonaj rysunek do pkt. c) - uwzględniając obliczone wielkości

Zadanie 10
Piłkę tenisową uderzono pod kątem 600 do poziomu, nadając jej taką wartość prędkości początkowej, że podczas lotu osiągnęła ona maksymalną wysokość 12 m. Oblicz:
a) wartość prędkości początkowej.
b) prędkość w najwyższym punkcie lotu piłeczki
c) wartość prędkości po upływie 0,4 s
d) czas, po jakim czasie piłeczka upadnie na ziemię
e) odległość, w jakiej od punktu uderzenia piłeczka spadnie na ziemię

Zadanie 11
Oblicz okres z jakim obracają się koła samochodu jadącego z prędkością 30 m/s, jeżeli średnica każdego z kół wynosi 40 cm.

Prąd stały i elektrostatyka

Zadanie 1
Dwie kulki naładowano ładunkami o wartościach Q1 = +1C oraz Q2 = - 3C i ustawiono w odległości 1 m.
a) przedstaw wektory sił na schemacie
b) oblicz siłę oddziaływania między kulkami
c) przedstaw schematycznie wektor natężenia pola w środku odległości pomiędzy kulkami
d) podaj wartość natężenia pola w tym punkcie.
e) oblicz wartość potencjału elektronu umieszczonego w ¼ odległości od ładunku dodatniego.
Zadanie 2

Korzystając z rysunku, na którym Q1 = + 2C, Q2 = - 1C, Q3 = + 2C, odległości a = 2 m oblicz:
a) natężenie pola w punkcie qx i qy
b) jaki ładunek należałoby umieścić w punkcie qx, aby natężenie pola w środku kwadratu było równe zero ?
c) narysuj wektory natężeń w każdym wierzchołku kwadratu uwzględniając wyznaczoną wartość ładunku w punkcie b.
d) wyznacz wartości natężeń w poszczególnych wierzchołkach kwadratu.
Zadanie 3
Płaski kondensator, w którym odległość między okładkami wynosi d=10 mm, podłączono do źródła napięcia, a po naładowaniu odłączono. Powierzchnia okładki kondensatora wynosi S=10 cm2. Oblicz energię naładowanego kondensatora po całkowitym zanurzeniu go w nafcie o względnej przenikalności dielektrycznej εr =4.
Wykonaj rysunek kondensatora.
Zadanie 4
Narysuj linie sił pola wokół ładunków:
a) jak oddziaływają te ładunki na siebie?
b) wskaż miejsca, gdzie potencjał dowolnego ładunku będzie równy zeru ( przyjmij własne wartości ładunków).

1.       Przez grzałkę dostosowaną do napięcia 220 V przepłynął ładunek 40 C. Przez inną grzałkę dostosowaną do tego samego napięcia przepływa prąd o natężeniu 2 A przez 10 s. Która z grzałek dostarczyła wodzie(przez cieplny przepływ energii) więcej energii i ile razy?

2.       Domowy licznik energii elektrycznej wskazywał po upływie doby wzrost o 1 kWh. Ile wynosiła średnia moc prądu urządzeń pracujących w ciągu tej doby?

3.       Ile wynosi napięcie na końcach przewodnika o oporności 10Ω, jeżeli wiadomo, że w ciągu 2 minut przepływa przez niego ładunek 42 C?

4.       Na podstawie tabeli oblicz opór przewodnika i moc przy napięciu 3V. Sporządź wykres tej zależności.

Napięcie U[V]	3	6	9	12
Natężenie I[A]	2	4	6	8

5.       Trzy oporniki o oporach 1Ω, 2Ω, 3Ω połączono równolegle i podłączono do napięcia 15 V. Jakie będzie natężenie prądu przepływającego przez każdy z oporników?

6. Na wykresie przedstawiono zależność natężenia prądu od przyłożonego napięcia dla żarówki. 

a) Oblicz opór żarówki, gdy przyłożymy napięcie 4 V.
b) Oblicz opór żarówki dla napięcia 12 V.
c) W jakim zakresie napięć opór żarówki pozostaje stały?
d) Dlaczego dla żarówki prawo Ohma nie jest spełnione dla całego zakresu napięć?

7. W elektrycznym czajniku można zagotować 1 litr wody o temperaturze początkowej 20 stopni C w czasie 10 minut. Napięcie zasilające czajnik wynosi 220 V. Oblicz opór spirali czajnika. Straty energii pomiń.
8. Dwa oporniki o oporach 2 omy i 4 omy połączono szeregowo i podłączono do źródła napięcia 12 V.
a) Jakie napięcia wskazują woltomierze V1 oraz V2 ?
b) Jakie jest natężenie prądu płynącego przez te oporniki?
c) Jaka moc wydzieli się na każdym z nich?

9. Dwa oporniki o oporach 12 om i 6 om połączono równolegle i podłączono do napięcia 12 V.
a) Oblicz natężenia prądów płynących przez każdy z tych oporników.
b) Oblicz moce wydzielone na obydwu opornikach łącznie.

10. Przez dwa oporniki o oporach 3 omy i 6 om, połączone równolegle, przepływa prąd o natężeniu 1 A.
a) Do jakiego napięcia podłączono te oporniki?
b) Ile wynosi natężenie prądu płynącego przez każdy z tych oporników?
c) Ile wynosi moc prądu wydzielona na obu opornikach łącznie?