Exercises in Physics 2 - latest additions


CONTRIBUTIONS/e_30_1_021.html

וקטורים


נתונה מע' הקואורדינטות הבאה:

U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}
U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}
U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}

חשבו את רכיב U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R} של U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}עבור וקטור כלשהו




CONTRIBUTIONS/e_30_1_022.html

וקטורים


נתונה הפונקציה:


U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}

א. חשבו את הגרדיאנט של z במע' צירים פולרית.
ב. בדקו את תשובתכם ע"י השוואה עם מערכת צירים קרטזית.





CONTRIBUTIONS/e_30_1_023.html

וקטורים

נתונה הפונקציה:

U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}

הראו כי במע' צירים כדורית:

U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}


CONTRIBUTIONS/e_30_1_024.html

חשבו את הנפח הכלוא מתחת לפונקציה \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr}  בתחום \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr}

 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_025.html

חשבו את האינטגרל על  הכלוא מתחת לפונקציה \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr} בין הקווים \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr}

 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_026.html

חשבו שטח של מעגל

 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_027.html

חשבו נפח של חרוט

 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_028.html

נתונה ביצה קשה הטעונה במטען חשמלי בעל התפלגות אחידה \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr}. צורת הביצה, במע' צירים כדורית נתונה ע"י: \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr}. חשבו את המטען הכולל בביצה.

 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_029.html

חשבו נפח של חרוט

 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_030.html

חשבו את האינטגרל הבא:   \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr} כאשר התחום D הוא השטח הנמצא בין הקוויים: y=1, x=0, x=y^2
 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_031.html

חשבו את האינטגרל הבא:   \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr} כאשר התחום D הוא השטח הנמצא בין הקוויים: y=1, x=0, x=y^2
 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_032.html

חשבו את האינטגרל הבא:   \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr} כאשר התחום D הוא הנפח הכלוא בגבולות : \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr}
 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_033.html

חשבו את האינטגרל הבא:   \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr}  רמז: בצעו החלפת משתנים (מעבר קואורדינטות).
 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_034.html

חשבו את היעקוביאן של מע' קואורדינטות כדורית.
 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_035.html

חשבו נפח של כדור ברדיוס R בשתי דרכים: ע"י אינטגרל משטחי (כפול) וע"י אינטגרל נפחי (משולש).
 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_036.html
נתון חרוט בעל בסיס ברדיוס R וגובה h. חותכים את הקצה של החרוט (כך שמתקבל חרוט קטום) במרחק h1 מן הבסיס. חשבו את נפח החרוט הקטום שהתקבל.

CONTRIBUTIONS/e_30_1_037.html

חשבו את האינטגרל הבא:   \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr}  רמז: בצעו החלפת משתנים (מעבר קואורדינטות).
 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_038.html

חשבו את היעקוביאנים של המערכות הבאות:
1. \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr}
2. \phi = \int_C\vec{E}\cdot \vec{dr}
 

CONTRIBUTIONS/e_30_1_039.html


נתונה קליפה כדורית ברדיוס R הטעונה בצפיפות מטען אחידה. המטען הכולל על הקליפה הוא q. חשבו מתוך חוק קולומב את השדה החשמלי בכל המרחב.

CONTRIBUTIONS/e_30_1_040.html



א. חשבו את העבודה המתבצעת על חלקיק על ידי הכח: V_2=(1,-2,-1) בין הנק' V_2=(1,-2,-1) ו-V_2=(1,-2,-1)
ב. הראו שהכח משמר
ג. מצאו את פוטנציאל הכח


CONTRIBUTIONS/e_32_2_154.html

חוק קולון

נתונה טבעת ברדיוס R הטעונה במטען Q. על ציר הסימטריה של הטבעת מונח מטען -q בגובה z מעל מרכז הטבעת.
א. מהו הכוח הפועל על המטע?
ב. מהי התדירות של תנודת המסה?

CONTRIBUTIONS/e_32_2_200.html sol

Electric Force - Point Charge

A small object has charge Q. Charge q is removed from it and placed on a second small object. The two objects are place 1m apart. For the force that each object exerts on the other to be a maximum. q should be:
  1. 2Q
  2. Q
  3. Q/2
  4. Q/4
  5. 0

CONTRIBUTIONS/e_32_2_201.html sol

Electric Force - Charged Spheres

Two small charged objects attract each other with a force F when seperated by a distance d. If the charge on each object is reduced to one-fourthe of its original value and the distance between them is reduced to d/2 the force becomes:
  1. F/16
  2. F/8
  3. F/4
  4. F/2
  5. F

CONTRIBUTIONS/e_32_2_202.html sol

Electric Force - charging and dis charging

Two identical conducting spheres A and B carry equal charge. They are separated by a distance much larger than their diameters. A third identical conducting sphere C is uncharged. Sphere C is first touched to A, then to B, and finally removed. As a result, the electrostatic force between A and B, which was originally F, becomes:
  1. F/2
  2. F/2
  3. 3F/8
  4. F/16
  5. 0

CONTRIBUTIONS/e_32_2_202.html~

Electric Force - charging and dis charging

Two identical conducting spheres A and B carry equal charge. They are separated by a distance much larger than their diameters. A third identical conducting sphere C is uncharged. Sphere C is first touched to A, then to B, and finally removed. As a result, the electrostatic force between A and B, which was originally F, becomes:
  1. F/2
  2. F/2
  3. 3F/8
  4. F/16
  5. 0
solution: 3

CONTRIBUTIONS/e_32_8_006.html sol

חוק קולון

תלת-מימד:
נניח שיש 4 מטענים q1,q2,q3,q4 הממוקמים בהתאמה ב r1,r2,r3,r4 כאשר:
q1 = q2 = q
q3 = q4 = -q
\vec{r1} = (0,0,0)
\vec{r1} = (1,0,0)
\vec{r1} = (1,1,1)
\vec{r1} = (1,1,2)
מה הכח שירגיש המטען q4 כתוצאה מהאינטראקציה החשמלית?

CONTRIBUTIONS/e_33_1_027.html

אנרגיה של התפלגות מטען

הראו כי האנרגיה הדרושה ע"מ לטעון כדור ברדיוס R בצפיפות מטען אחידה נתונה ע"י:
U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}



CONTRIBUTIONS/e_33_1_028.html

שטף של שדה אלקטרוסטאטי

נתון מטען Q המונח במרכזה של קוביה חלולה.
א. מהו השטף של השדה החשמלי הנוצר ע"י המטען דרך אחת מפיאות התיבה?
ב. מניחים את המטען בפינת הקוביה (אך כולו נמצא עדיין בתוך הקוביה). מה השטף דרך כל הפיאות ביחד כעת? 

CONTRIBUTIONS/e_33_1_029.html

אטום המימן

ניתן לתאר את אטום המימן ע"י גרעין סטטי (פרוטון) בעל מטען ?%20(0,0,d) המוקף ב"ענן" בעל מטען שלילי (האלקטרון). צפיפות המטען הנפחית של הענן נתונה ע"י: ?%20(0,0,d).  כאשר ?%20(0,0,d)  הוא הרדיוס של בוהר.

א. מצאו את הקבוע A כך שסך כל המטען השלילי במרחב יהיה ?%20(0,0,d).
ב. חשבו את המטען הכולל הנמצא בתוך כדור דמיוני ברדיוס ?%20(0,0,d).
ג. חשבו את עוצמת השדה החשמלי במרחק ?%20(0,0,d) ממרכז הגרעין.

CONTRIBUTIONS/e_33_1_030.html

אנרגיית מערכת מטענים

נתונות שתי קליפות כדוריות בעלות רדיוסים a ו-b כאשר a>b . ל-a מטען משטחי Q ול-b מטען Q-. חשבו את האנרגיה האצורה בכוחות החשמליים במערכת.


CONTRIBUTIONS/e_33_1_127.html

מטען 

נתון גוף מבודד הטעון במטען חשמלי בעל התפלגות: U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}
חשבו את המטען הכולל שבגוף, הנתון ע"י:
U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}
U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}



CONTRIBUTIONS/e_33_1_128.html

מטען 

תיל מכופף לשלוש קשתות של רבע מעגל, מהן מורכבת מסגרת.  קשת אחת נמצאת במישור xy, השניה במישור yz והאחרונה במישור xz.
א. מניחים את המסגרת בשדה מגנטי אחיד בכיוון z. חשבו את השטף המגנטי דרך המסגרת.
ב. מסובבים את המסגרת בזווית קטנה סביב ציר x. האם השטף גדל או קטן בהשוואה לסעיף א'?


CONTRIBUTIONS/e_33_1_129.html

Electric Field

Given (spherical coordinates). calculate the scalar functiona, which is given by:  a.

CONTRIBUTIONS/e_33_2_149.html

שדה חשמלי

מהו השדה הכולל של מטען נקודתי הממוקם בנקודה \sigma ושל דיסקה ברדיוס \sigma הטעונה בצפיפות מטען אחידה \sigmaוממוקמת סביב הנקודה \sigma בנקודה \sigma ?
כלומר במרחק \sigma, על ציר הסימטריה


  

CONTRIBUTIONS/e_33_2_150.html

שדה חשמלי

נתונה קליפה כדורית בעלת רדיוס  של 20ס"מ ומטען של  1000 יא"ס (esu), המפולג בצורה אחידה על פניה.

חשבו בצורה ישירה מתוך חוק קולון את השדה החשמלי בנקודה פנימית וחיצונית של הקליפה.

CONTRIBUTIONS/e_33_5_044.html

שדה חשמלי חוק גאוס

מערכת מטענים בנויה מתיל אינסופי טעון אחיד λ הנמצא במרכזו של גליל אינסופי חלול בעל רדיוס R וטעון בצורה אחידה σ. מצא/י את השדה חשמלי בתוך הגליל ומחוץ לו.   
 
1


CONTRIBUTIONS/e_33_5_094.html

חוק גאוס

חשבו את השדה החשמלי שיוצרים ארבעה לוחות אינסופיים המקבילים למישור xy וחותכים את ציר z בערכים:
 z=d, z=2d, z=3d, z=4d בהתאמה וטעונים אחיד σ, 2σ, -2σ, σ- בהתאמה.


CONTRIBUTIONS/e_33_5_244.html

חוק גאוס

חשבו את השדה החשמלי שיוצר כדור בעל רדיוס R, טעון אחיד \rho.

CONTRIBUTIONS/e_33_5_245.html sol

שדה חשמלי

על מעגל ברדיוס R ממוקמים שלושה מטענים זהים בעלי מטען q כל-אחד בזויות \theta_3 , \theta_2 , \theta_1 מהכיוון החיובי של ציר ה-x, כפי שמתואר בשרטוט.

א. מצא/י את השדה החשמלי במרכז המעגל
ב. האם את/ה יכול/ה למצוא שלוש זויות \theta_3 , \theta_2 , \theta_1 כך שהשדה החשמלי במרכז המעגל מתאפס?

CONTRIBUTIONS/e_33_5_246.html

שדה חשמלי

חלקיק בעל מטען q ומסה m נכנס במהירות v_0 וזווית \alpha לאיזור ברוחב d שבו יש שדה חשמלי קבוע \vec{E} = E\hat{x},E>0 כמתואר בשרטוט:

א. בהנחה ש q>0 באיזו מהירות (ווקטור) יצא החלקיק מהאיזור?
ב. מה התנאי על q כך שהחלקיק יצא מהצד השמאלי?

CONTRIBUTIONS/e_33_5_247.html

חוק גאוס

נתונה מערכת המורכבת משתי ספרות קונצנטריות (משותפות מרכז) ברדיוסים r_1<r_2.
על המעטפות מפולג מטען באופן אחיד כמתואר באיור. חשבו את השדה במרחב.


CONTRIBUTIONS/e_33_8_005.html

Electric Field

Find the field of infinite thin wire with a uniform charge density, using both Coulomb and Gauss laws.

CONTRIBUTIONS/e_33_8_006.html

Electric Field

The following charge distribution is given:

(two dimensional sheet of charge)

(three dimensional bulk of charge)

Find the electric field in all space.

CONTRIBUTIONS/e_33_8_007.html

שדה חשמלי של גליל

נתון גליל סופי בעל רדיוס פנימי   ורדיוס חיצוני   , הגליל טעון בצפיפות מטען אחידה  ,.
מהו השדה בכל מקום במרחב?

CONTRIBUTIONS/e_33_8_008.html

פוטנציאל של דיפול חשמלי

נתון דיפול חשמלי  .
א. חשב את הפוטנציאל  על ציר  .
ב. חשב את , על ציר . הראה/י שכאשר  מתקיים  .
ג. מצא קירוב ל  כאשר , וקבל את  על ציר 

CONTRIBUTIONS/e_36_1_033.html

פוטנציאל

מוט אחיד הטעון בצפיפות אורכית אחידה \lambda מונח לאורך ציר  מהנק' ?%20(0,0,d) ועד ?%20(0,0,d) .
א. חשבו את הפוטנציאל בנק' \lambda
ב. חשבו את הפוטנציאל בנק' כלשהי על ציר ה-X.
ג. הראו כי: \lambda

CONTRIBUTIONS/e_36_1_034.html

פוטנציאל של התפלגות מטען

נתון גליל חלול בעל רדיוס R וגובה b. על הגליל מפוזר מטען כולל Q באופן אחיד.
א. חשבו את הפוטנציאל החשמלי על ציר הסימטריה בקצה העליון של הגליל.
ב. חשבו את הפוטנציאל החשמלי על ציר הסימטריה במרכז הגליל.
ג. מהי כמות האנרגיה שיש להשקיע ע"מ להזיז מטען ממרכז הגליל אל קצהו לאורך ציר הסימטריה.
 




CONTRIBUTIONS/e_36_1_035.html

שדה חשמלי של התפלגות מטען

נתון הפוטנציאל הבא:
?%20(0,0,d)

?%20(0,0,d)

חשבו את השדה החשמלי והתפלגות המטען המתאימים לפוטנציאל.


CONTRIBUTIONS/e_36_1_036.html

מלכודת פוטנציאל

האם ניתן לסדר מטען במרחב כך שיהיה איזור נטול מטענים אשר יהווה בור פוטנציאל (מלכודת)?

CONTRIBUTIONS/e_36_1_037.html

דיפול חשמלי

  1. חשבו את מומנט הדיפול של מערכת המטענים הבאה: מוט באורך l הטעון באופן אחיד במטען q ושוכב לאורך ציר ה-x בין 0 ל- l-, ומטען נקודתי q- הנמצא בגובה r_0 על ציר y. המוט והמטען הנקודתי מחוברים ע"י מוט נייטרלי (לא טעון), כך שהמרחק ביניהם נשאר קבוע. נתון: 

U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}

U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}

U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}

 

  1. חשבו את השדה הנוצר במרחב (במערכת יחידות SI) כתוצאה מהדיפול, בנק' כלשהי U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}, רחוקה מראשית הצירים. כלומר: U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R} וגם U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}.
  2. מפעילים במרחב שדה חשמלי הנתון ע"י: U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}. מה היחידות של a ו-b במערכת CGS
  3. נתונים הערכים המספריים של a ו-b במערכת יחידות SI:  U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}. חשבו את הכח והמומנט הפועלים על המערכת כתוצאה מן השדה החיצוני.

CONTRIBUTIONS/e_36_1_038.html

פוטנציאל חשמלי


    חשבו כמה עבודה יש להשקיע ע"מ להטעין כדור מבודד ברדיוס R בצפיפות מטען אחידה  (ע"י הבאת כל המטענים מאינסוף אל הכדור) בשתי דרכים:
  1. ע"י סכימה על צפיפות האנרגיה של השדה החשמלי.
  2. ע"י סכימה על העבודה שיש להשקיע ע"מ להביא כל אלמנט מטען מאינסוף אל הכדור. 

CONTRIBUTIONS/e_36_1_039.html

פוטנציאל חשמלי

נתונה מע' המורכבת ממשולש שטוח (דו מימדי) הטעון בצפיפות מטען אחידה a(כמתואר באיור).
חשבו את הפוטנציאל בנק' P הנמצאת בקצה המשולש.




a

CONTRIBUTIONS/e_36_2_001.html sol

אנרגיה של כדור טעון

חשבו את האנרגיה של כדור ברדיוס R הטעון הצפיפות מטען נפחית אחידה Q.

CONTRIBUTIONS/e_36_2_166.html sol

Electric Potential

כדור מבודד בעל התפלגות אחידה עם רדיוס R ומטען Q נמצא במרחק 2R ממשטח אינסופי עם צפיפות מטען אחידה s
1) מהו השדה החשמלי לאורך הציר שעובר דרך מרכז הכדור ומאונך למשטח?
2) מצא את הפרש הפוטנצילים בין מרכז הכדור לנקודה שבה הציר חותך את המשטח

CONTRIBUTIONS/e_36_2_166.html~

Electric Potential

כדור מבודד בעל התפלגות אחידה עם רדיוס ;R ומטען Q נמצא במרחק 2R ממשטח אינסופי עם צפיפות מטען אחידה s
1) מהו השדה החשמלי לאורך הציר שעובר דרך מרכז הכדור ומאונך למשטח?
2) מצא את הפרש הפוטנצילים בין מרכז הכדור לנקודה שבה הציר חותך את המשטח

CONTRIBUTIONS/e_36_2_167.html

פוטנציאל חשמלי ושימור אנרגיה

נתונה דיסקה ברדיוס R הטעונה בצפיפות מטען .
א. מצא את הפוטנציאל על ציר הסימטריה ע"י חישוב ישיר.
ב. מניחים מטען נק' בגובה

פוטנציאל חשמלי

נתונה מערכת של גלילים קונצנטריים הבאה: גליל ברדיוס R טעון בצורה אחידה בצפיפות נפחית ρ, מעטפת גלילית מוליכה מוארקת ברדיוס 2R, וכן מעטפת גלילית מוליכה טעונה בצפיפות משטחית σ ברדיוס R3.
א) מהי התפלגות המטענים במרחב?
ב) מה הפוטנציאל והשדה במרחב?
ג) מהי העבודה להביא מטען לנק' r=R  מנק' r=4R?
ד) כעת, מחברים בעזרת תיל מוליך את הגליל החיצוני לגליל מוליך אחר (הנמצא רחוק מאוד), בעל רדיוס 1.5R. מהו המטען (ליחידת אורך) שיעבור לגליל הרחוק?

CONTRIBUTIONS/e_36_5_014.html sol

פוטנציאל חשמלי

הפרש הפוטנציאלים בין שני לוחות טעונים אחידים אינסופיים מקבילים המרוחקים מרחק d אחד מהשני הנו V. בין הלוחות מצוי כדור קטן שמטענו q ומסתו m, כך שהכדור במנוחה.
בשאלה זו יש להתייחס לכח הכבידה
א. מצא/י את צפיפות המטען על הלוחות ואת השדה החשמלי בינהם. שים לב ששדה חשמלי הוא ווקטור
ב. מקטינים את המרחק בין הלוחות ל d/2 כך שהמתח עדיין נשאר V. מצא את תאוצת הכדור.
1


CONTRIBUTIONS/e_36_5_041.html

פוטנציאל חשמלי 

נתונים שני גלילים אינסופיים המקיפים ישר משותף. לגליל הפנימי  רדיוס R1 ורדיוס הגליל החיצוני R2. הגליל הפנימי טעון בצפיפות אחידה  σ והחיצוני טעון בצפיפות אחידה  σ-. מהו הפרש הפוטנציאל בין הגלילים?   
 



CONTRIBUTIONS/e_36_5_044.html

פוטנציאל חשמלי 

לגליל אינסופי חלול רדיוס פנימי R1 ורדיוס חיצוני R2. הגליל טעון בצפיפות נפחית אחידה ρ. מהו הפוטנציאל החשמלי במרכז הגליל? מה העבודה הדרושה להעברת מטען בתוך הגליל?   
 



CONTRIBUTIONS/e_36_8_006.html

פוטנציאל חשמלי

חשב את המרחק המינימלי אליו יכול להגיע פרוטון בעל אנרגיה של 1MeV כאשר הוא מתקרב לגרעין של ברזל FE? (בגרעין של ברזל יש 26 פרוטונים, וכל פרוטון בעל מטען של e=1.9*10^{-9}C )

CONTRIBUTIONS/e_36_8_007.html

פוטנציאל חשמלי

נניח שיש 2 מטענים בעלי מטען 5 מיקרו-קולון הממוקמים בנקודות r1,r2 כאשר:
\vec{r1} = (0,-1mm)
\vec{r2} = (0,1mm)
א. מצא את הפוטנציאל החשמלי בנקודה r3 כאשר:
\vec{r3} = (3mm,0)
ב. מצא את הפוטנציאל החשמלי בראשית הצירים
ג. מכניסים מטען של מינוס 5 מיקרו-קולון לנקודה r3 כאשר המטען במנוחה, המטען רשאי לנוע בחופשיות על ציר ה-X, מה תהיה מהירותו כאשר יגיע לראשית הצירים?
נתון: מסת החלקיק: 2mg

CONTRIBUTIONS/e_36_8_008.html

מסכי שפופרת - מחשב וטלויזיה (לא השטוחים) פועלים על פי העיקרון הבא: חלקיקים טעונים מואצים למהירות גבוהה. לאחר מכן מסלולם מוסט על ידי שדה חשמלי או מגנטי כך שהם מתנגשים בנקודה מסוימת במסך. המסך מצופה מבפנים בחומר זרחני הפולט אור כל פעם שחלקיק מתנגש בו.

כל ידי סריקת קרן החלקיקים לאורך ורוחב המסך נוצרת התמונה. הזמן הדרוש לסריקת כל נקודות המסך נקרא קצב רענון המסך.

 

בשפופרת המתוארת בשרטוט מואצים פרוטונים מן הקתודה ע"י מתח של V 500  ונכנסים במאונך לקווי השדה של שדה אלקטרוסטטי. שדה זה נוצר על ידי לוחות מקבילים שאורכם  cm 5 , המרחק ביניהם cm 2 והבדל הפוטנציאלים ביניהם V 30 . המרחק בין הקצה הימני של הלוחות לבין המסך הפלורסצנטי בו פוגעים האלקטרונים הוא cm 30 .

 

א.      חשב את המהירות בה נכנסים פרוטונים לשדה האלקטרוסטטי.

ב.       חשב את גודל התאוצה המוענקת לפרוטונים על ידי השדה.

ג.        חשב את הסטייה Y1  מן המסלול המקורי בה סוטים הפרוטונים בקצה הימני של לוחות השדה.

ד.       חשב את הזווית בין הציר האופקי לבין כיוון הפרוטונים בשעת עזיבתם את השדה.

ה.      חשב את הסטייה האנכית Y  של נקודת הפגיעה של האלומה במסך.

ו.        הסבר את המשפט: המתח בין לוחות הקבל הוא  V 30.

e_ 36 _ 8 _ 008_p1


CONTRIBUTIONS/e_36_8_009.html

נתונים שני מישורים y=0 וy=b. המרחב ביניהם ממולא במטען נפחי בצפיפות אחידה ρ.

א)      חשב את השדה החשמלי בכל המרחב

ב)      מצא את הפוטנציאל החשמלי בכל המרחב


CONTRIBUTIONS/e_38_1_001.html

קבלים

 נתונים 3 לוחות מקבילים בעלי שטח A. המרחק בין הלוח התחתון והאמצעי הוא ?%20(0,0,d) והמרחק בין העליון והאמצעי הוא ?%20(0,0,d).  הלוח האמצעי מבודד וטעון בהתפלגות אחידה ?%20(0,0,d). שני הלוחות האחרים הם מוליכים ומחוברים ביניהם ע"י תיל מוליך. חשבו את היחס בין המטען על הלוח העליון ?%20(0,0,d)  והמטען על הלוח התחתון ?%20(0,0,d) .




CONTRIBUTIONS/e_38_1_002.html

קבלים

רוצים ליצור קבל כדורי אשר יוכל לאגור כמות אנרגיה מקסימלית. ידוע כי על השדה המירבי בתוך הקבל להיות קטן מ ?%20(0,0,d), וכי רדיוס הכדור החיצוני הוא a.
א. מצאו את רדיוס הכדור הפנימי.
ב. חשבו את האנרגיה האצורה בקבל כאשר הוא טעון.
ג. הראו כי בגבול בו ?%20(0,0,d)  הקיבול של הקבל הכדורי שואף לזה של קבל לוחות.


CONTRIBUTIONS/e_38_1_003.html

קבלים

מחברים קבל של 100pF לסוללה של 100V. לאחר שהקבל נטען מנתקים את הסוללה ומחברים את הקבל בטור לקבל אחר, לא טעון. המתח הסופי על הקבל הראשון הוא 30v.
א. מהו הקיבול של הקבל השני?
ב. כמה אנרגיה אבדה?


CONTRIBUTIONS/e_38_1_004.html

קבלים


נתון קבל לוחות בעל לוחות ריבועיים בעלי צלע a ומרחק בין הלוחות d. חציו של הקבל מלא בחומר דיאלקטרי אשר מקדמו נתון ע"י ?%20(0,0,d). כאשר ציר ה-x מצביע מלוח אחד אל השני.
א. חשבו את הקיבול הכולל של הקבל.
ב.  חשבו את היחס בין האנרגיה האגורה בחלק הימני והשמאלי.
ג. חזרו על סעיף ב' עבור מקדם חלש, כלומר:   ?%20(0,0,d)



CONTRIBUTIONS/e_38_1_005.html


רוצים ליצור קבל כדורי כך שהאנרגיה האצורה בו תהיה מירבית. נתון כי על השדה החשמלי בתוך הקבל להיות קטן מ-\lambda והרדיוס של הקליפה החיצונית הנו a.
 
  1. מצאו את הרדיוס של הכליפה הפנימית b.
  2. חשבו את האנרגיה האצורה בקבל ב-3 דרכים שונות.
  3. הראו כי בגבול \lambda הקיבול של הקבל שואף לזה של קבל לוחות.

CONTRIBUTIONS/e_38_2_161.html~

קיבול

נתון קבל לוחות, כל לוח הוא ריבוע בעל אורך צלע L כך ש L^2=A ומרחק בין הלוחות d (d<<A) טעון במטען Q.
א. מהי האנרגיה האצורה בקבל?
ב. מה קורה לאנרגיה האצורה בקבל כאשר מרחיקים את הלוחות? מהו מקור השינוי באנרגיה?
ג. כיצד תשתנה האנרגיה אם יוכנס חומר דיאלקטרי בעל קבוע k אל בין הלוחות?
    (החומר הדיאלקטרי ממלא את כל החלל בין הלוחות).
ד. אם נכניס רק חלק מהחומר הדיאלקטרי אל בין הלוחות, מה תהיה האנרגיה כתלות במרחק x?


CONTRIBUTIONS/e_38_5_005.html

קיבול וחומר דיאלקטרי

נתון קבל המורכב משני לוחות ריבועיים בעלי אורך צלע a . המרחק בין הלוחות הוא d. מחברים את הקבל לסוללה
בעלת מתח d. לאחר השקבל נטען מנתקים את הסוללה ומכניסים לתוך הקבל חומר דיאלקטרי בעל קבוע \epsilon (x) =1+x.
  1. מהי האנרגיה האגורה בקבל לפני הכנסת החומר הדיאלקטרי?
  2. מהו הקיבול לאחר הכנסת החומר?
  3. מהי האנרגיה האגורה בקבל לאחר הכנסת החומר הדיאלקטרי?

CONTRIBUTIONS/e_39_1_024.html

מוליכים

נתון מוליך בצורת כדור ברדיוס R אשר אינו טעון. בתוך המוליך חפרו שני חורים בצורת כדור ברדיוסים a ו-b. במרכז כל חור הניחו מטענים נקודתיים ?%20(0,0,d). במרחק r ממרכז המוליך  הניחו מטען נקודתי נוסף ?%20(0,0,d) .
א. חשבו את הכח הפועל על המטענים ?%20(0,0,d).
ב. חשבו את הכח הפועל על המוליך, בגבול בו ?%20(0,0,d) 






CONTRIBUTIONS/e_39_1_025.html

מוליכים

 מטען נקודתי Q מוחזק בגובה h מעל משטח מוליך (לא טעון) אינסופי. היכן יש להניח מטען נוסף -Q בין המטען הראשון ובין המוליך, כך שהוא יהיה בשווי משקל?




CONTRIBUTIONS/e_39_4_078.html

קיבול

א) באיור לעיל מתואר קבל אוויר משתנה מהסוג שבעזרתו נהוג היה  לכוון תחנות במקלטי רדיו ישנים. הקבל מורכב מסדרה של לוחות חצי מעגליים בעלי שטח A, באשר כל הלוחות בעלי מספר סידורי אי-זוגי מקובעים במקומם ואלו בעלי מספר סידורי זוגי יכולים לנוע  (יחדיו) סביב ציר מרכזי. הנח/י שיש n לוחות אשר מופרדים בניהם  על ידי מרחקd , כאשר d<<A. הראה/י כי הקיבול המקסימלי של הקבל הנ"ל הוא  C=\epsilon_0\frac{(n-1)A}{d} 
  


 ב) קבל לוחות ריבועי בעל אורך צלע a=2.5 cm, מרחק בין לוחות d=1 mm  נטען על ידי סוללה במתח V=1V. לאחר שהקבל נטען מנתקים את הסוללה, ומרחיקים את לוחות הקבל למרחק 2d. הראה/י איזה מבין הפרמטרים הבאים גדל או קטן בקבל: קיבול, מתח, אנרגיה.                          
ג) תאר/י בקצרה את אופן פעולתה של מנורת פלורוצנט. ניתן למצוא את המידע באינטרנט

CONTRIBUTIONS/e_39_4_079.html

תווך דיאלקטרי משתנה


נתון קבל לוחות ריבועי בעל אורך צלע a המלא עד מחצית אורכו בחומר דיאלקטרי בעל מקדם \epsi=\eps_0(1+\al{x}) כאשר x היא קואורדינטה בין לוחות הקבל (ראה/י באיור) והמחצית השניה בחומר דיאלקטרי בעל מקדם \epsi=\eps_0(1+\bet{y}) כאשר y היא קואורדינטה לאורך לוחות הקבל (ראה/י באיור).
א) מצא/י את קיבולו של הקבל הנ"ל והסבר/י את תשובתך.
ב) נתון כי על הקבל יש מתח V0. חשב/י כמה מהאנרגיה אגורה בחלק  הימני (A) וכמה בחלק השמאלי (B) עבור  \al=\frac{1}{d}\ ,\bet=\frac{2}{a}.



CONTRIBUTIONS/e_39_4_080.html

  נתון קבל לוחות, המרחק בין הלוחות הוא .d החלל בין הלוחות, מלא בשלושה חומרים דיאלקטרים שונים, κ1, κ2 ו- κ3 על פי הציור: 

e_39_4_080_p.jpg 

א.      מצא/י את הקיבול של הקבל.

ב.       בדוק את התשובה עבור מקרי הקיצון אפשריים.

 


CONTRIBUTIONS/e_42_1_027.html

הולכה

נגד בצורת גליל ארוך בעל רדיוס a עשוי חומר מוליך שמוליכותו נתונה ע"י: ?%20(0,0,d) , כאשר r הוא המרחק ממרכז הגליל. מצאו את ההתנגדות ליחידת אורך של הנגד.

CONTRIBUTIONS/e_42_1_028.html

זרם

תיל נחושת שאורכו 1ק"מ מחובר לסוללה של 6V. ההתנגדות הסגולית של הנחושת היא ?%20(0,0,d) אוהם-ס"מ. צפיפות אלקטרוני ההולכה הינה ?%20(0,0,d) אלקטרונים לסמ"ק.
א. מהי מהירות הסחיפה (מהירות מצב יציב) של האלקטרונים?
ב. כמה זמן דרוש לאלקטרון לעבור את כל התיל?



.

CONTRIBUTIONS/e_42_1_029.html

שני לוחות גדולים מקבילים נמצאים בריק. אלקטרונים זורמים מלוח אחד אל הלוח השני כך שמהירותם ההתחלתית זניחה. הפוטנציאל במרחב, כתוצאה מן האלקטרונים הזורמים הנו
\phi=\frac{\phi_0 + k\pi \rho(R_2^2-R_1^2)}{\ln(R_1/R_2)} \ln(r/R_1) - k\pi \rho (r^2-R_1^2)
x מציין את המרחק מהלוח הראשון בכיוון הלוח השני.
מצאו את צפיפות האלקטרונים ואת ווקטור צפיפות הזרם.


CONTRIBUTIONS/e_42_2_001.html

Current and Resistivity

Aluminum is produced by electrolysis of the dissolved aluminum oxide 

(extracted from bauxite).

What current should be maintained in order to produce 1000 kg of aluminum per day?

If the typical electrical voltage between the electrodes is 5 V, what electric energy (in kW h) is necessary for production of 1 kg of aluminum?

Atomic mass of aluminum is 27, valency 3.



 
 

CONTRIBUTIONS/e_42_2_002.html

Current and Resistivity

The electricity-generating station of the power 20 MW supplies a town 10 km away via two copper cables, each with the area  cross section
What fraction of the energy is lost in the cables if the input voltage is 50 kV?

Resistivity of copper is   .



 
 

CONTRIBUTIONS/e_42_2_003.html

זרם והתנגדות 

תחנת כח חשמלית מייצרת 10 מגה-וואט של הספק במתח כלשהו.
החשמל מועבר לעיר בכבלים הלוך וחזור עשויים נחושת בעלי רדיוס של 8 mm
העיר נמצאת במרחק של 10 km מהתחנה.
עבור איזה מתח מתקבל ש
החלק של האנרגיה שמתבזבז על הכבלים הוא 1%, 20%?

נתון: ההתנגדות הסגולית של נחושת היא

 
 

CONTRIBUTIONS/e_42_2_004.html

פוטנציאל חשמלי 

גליל לא מוליך שרדיוסו a מוצב במרכזה של קליפה גלילית שגם אינה מוליכה. הרדיוס הפנימי של הקליפה הוא b והרדיוס החיצוני הוא c. מטענים מפוזרים באופן אחיד, צפיפויות המטען הנפחיות הן  בהתאמה.

  1. מה השדה החשמלי כפונקציה של המרחק מציר הגליל?
  2. מה הפוטנציאל החשמלי כפונקציה של המרחק מציר הגליל?
  3. מה האנרגיה הפוטנציאלית ליחידת אורך של המערכת?

1

CONTRIBUTIONS/e_42_2_005.html

זרם והתנגדות

תיל, שאורכו l ושטח חתכו A מונח לאורך ציר ה-x. התיל בנוי מחומר אומי שהתנגדותו הסגולית משתנה לאורך ציר ה-x לפי הקשר \rho=\rho_0 exp ^{-\frac{x}{L}} כאשר הקצה השמאלי נמצא ב-x=0.
א. מהי התנגדותו של התיל.
ב. מחברים הפרש פוטנציאלים V בין קצוות התיל. חשב איך משתנה הפוטנציאל לאורך התיל.
ג. איך משתנה השדה החשמלי לאורך התיל.

CONTRIBUTIONS/e_42_2_176.html

תחנת חשמל

תחנת כח חשמלית מייצרת 20 מגה-וואט של הספק במתח 50kV.
החשמל מועבר לעיר הלוך וחזור בכבלים העשויים מנחושת בעלי שטח חתך של 100mm^2.
העיר נמצאת במרחק 10 קילומטר מהתחנה.
מה החלק של האנרגיה שמתבזבז על הכבלים?
נתון: ההתנגדות הסגולית של נחושת היא  \rho=1.7 \cdot 10^{-8}\Omega m.
בהצלחה

CONTRIBUTIONS/e_42_3_011.html

 Electric current

Internal energy is to be generated in a 108-mW resistor at the rate of 9.88 W by connecting it to a battery whose emf is 1.50 V.

(a) What is the internal resistance of the battery?

(b) What potential difference exists across the resistor?

 


CONTRIBUTIONS/e_42_3_012.html

 Electric current

 An initially uncharged capacitor C is fully charged by a constant emf e in series with a resistor R as shown in Fig. 31-20 above. (a) Show that the final energy stored in the capacitor is half the energy supplied by the emf. (b) By direct integration of i2R over the charging time, show that the internal energy dissipated by the resistor is also have the energy supplied by the emf.

At what time after charging begins is the rate of energy dissipation in the resistor equal to the rate of energy storage in the capacitor?

CONTRIBUTIONS/e_42_4_094.html

מעגלי זרם ישר

נתון המעגל החשמלי הבא:
    נתונים:\epsilon_1=15V\ ,\epsilon_2=30V\ ,R_1=R_3=R_4=1\Pmega\ ,R_@=10\Omega\ ,R_5=20\Omega


א) מצא/י את הספק המנורה, כאשר התנגדותה היא  .
ב) כעת, מחילפים את R5 בקבל שקיבולו  . מצא/י את המתח והמטען על הקבל לאחר זמן רב. רמז: לאחר זמן רב הקבל מהווה נתק!
ג) הראה/י כי עבור זרם העובר מתחנת כוח אל הצרכנים (דרך חוטים בעלי התנגדות נתונה) ההספק המבוזבז על החוטים יהיה קטן יותר בזרם נמוך (ומתח גבוהה) מאשר בזרם גבוה (ומתח נמוך).


CONTRIBUTIONS/e_42_4_099.html

חוק אוהם

א) צפיפות הזרם  במוליך גלילי בעל רדיוס R משתנה כפונקציה של המרחק ממרכז הגליל. מצא/י את הזרם I, אם צפיפות הזרם נתונה על ידי  j(r)=j_0\frac{r^2}{R^2}\ ,j(r)=j_0(1-E^\frac{r}{R}  .
ב) נתון כי בין קצותיו של המוליך הנ"ל יש מתח V0. עבור אילו מצפיפויות הזרם ההתנגדות של המוליך תהיה גדולה יותר?

CONTRIBUTIONS/e_42_8_004.html

הספק

תחנת-כח חשמלית צריכה לספק 20 מגה-וואט של הספק לעיר שנמצאת במרחק 1 ק"מ ממנה.
התנגדות הכבלים של החשמל היא R = 2.0 \Omega
והאנרגיה החשמלית עולה בערך 50 אגורות לקוט"ש (קילו-וואט שעה).
התחנה מייצרת את החשמל במתח של 22kV.

א. כמה כסף עולה לתחנה להעביר את החשמל לעיר במתח הייצור שלו למשך יום שלם?
ב. אם לפני שמעבירים את החשמל לעיר, משנים את המתח ל 230kV, כמה יעלה לתחנה להעביר את החשמל לעיר למשך יום שלם?
ג. מה עדיף לתחנה? להעביר את החשמל במתח גבוה או במתח נמוך?

CONTRIBUTIONS/e_45_1_061.html

שדה וכוח מגנטי 

שני תיילים חצי אינסופיים מחוברים לתיל נוסף המכופף לקשת של מעגל ברדיוס R וזווית  ש, כמתואר באיור. התיילים הישרים משיקים למעגל בנקודות המגע. מזרימים דרך המערכת זרם I.
1. חשבו את הזווית ש עבורה השדה המגנטי בנקודה P מתאפס.
   כעת מקטינים את הזווית כך ש: ש ומכאן שהשדה בנק' P אינו אפס, ונסמנו ע"י ש . בנוסף מפעילים שדה חשמלי אחיד בכל המרחב הנתון ע"י ש 

2. מצאו מערכת אינרציאלית עבודה השדה החשמלי בנק' P מתאפס ומצאו את השדה המגנטי ב-P במערכת זו.
3. מצאו מערכת אינרציאלית בה השדה המגנטי בנק' P מתאפס.
4. האם קיימת מערכת בה שני השדות יתאפסו ביחד?
 
ש

CONTRIBUTIONS/e_45_1_062.html

שדה וכוח מגנטי 

נתונים 2 לוחות אינסופיים טעונים המקבילים למישו XY. צפיפות המטען המשטחית נתונה במערכת המנוחה של כל לוח. הלוח העליון נע במהירות 0.5c ביחס למערכת המעבדה ובכיוון ציר Y.
א. באיזו מהירות (גודל וכיוון) יש להניע את הלוח התחתון כך שהשדה החשמלי בין הלוחות יתאפס במערכת המעבדה?
ב. מהו השדה החשמלי בעל הלוח העליון במקרה זה?
ג. הלוח העליון נע כמקודם, ואילו הלוח התחתון נע במהירות ש  ביחס למעבדה, כלומר בניצב לכיוון מהירות הלוח העליון. מהי עוצמת השדה המגנטי בין הלוחות במערכת המעבדה?
ד. כעת הלוח העליון נע כמקודם, ואילו הלוח התחתון נע במהירות ש . מהו הכח שיפעל על אלקטרון הנמצא בין הלוחות במצב מנוחה במע' המעבדה?

 
a

CONTRIBUTIONS/e_45_1_063.html

שדה וכוח מגנטי 

בתוך איזור גלילי (לא קשיח) בעל רדיוס a ואורך אינסופי, ישנו מטען חשמלי בצפיפות מטען נפחית אחידה ש.
המטען מסתובב סביב הציר כך שהמהירות הזוויתית התלויה ברדיוס (המרחק מציר הגליל) נתונה ע"י: ש
א. מצאו את ווקטור השדה המגנטי הנוצר ע"י סיבוב המטען בתוך הגליל.
ב. צופה נע במהירות יחסותית v בניצב לציר הגליל, כמתואר באיור. נתון כי הוא מודד שדה מגנטי 0 בנק' A הנמצאת במרחק d ממרכז הגליל. מצאו את d.
ג. מצאו את ווקטור השדה המגנטי בנק' B, כפי שמודד הצופה.


 
ש

CONTRIBUTIONS/e_45_1_064.html


בתיל מוליך בעל צפיפות מסהA זורם זרם I, כמתואר באיור. על התיל מונחת מסגרת כך שהיא יכולה להסתובב באופן חופשי.
א. מצאו קשר בין זווית הנטייה של המסגרת ובין הזרם I.
ב. חשבו את זווית הנטייה בתחום של זוויות קטנות.



CONTRIBUTIONS/e_45_4_005.html

שדה מגנטי


המערכת המתוארת בציור מאפשרת למדוד מסה של חלקיק הטעון במטען q. החלקיק מואץ ממנוחה כתוצאה מהפרש הפוטנציאל DV. לאחר מכן נכנס החלקיק לשדה מגנטי אחיד B בו הוא מבצע תנועה מעגלית כך שלאחר חצי סיבוב הוא מתנגש בלוח צילום. ניתן למדוד את המרחק בין נק' הפגיעה לנק' הכניסה של החלקיק ולסמנו ב ס. הראו שניתן לקבל את מסת החלקיק מתוך הביטוי
m


CONTRIBUTIONS/e_45_4_016.html

שדה מגנטי

הראו שהשדה המגנטי במרכז לולאת זרם ריבועית בעלת צלע a ובה זרם  הוא
 B



CONTRIBUTIONS/e_45_4_116.html

שדה מגנטי

מוט נושא זרם  I=15A (הזורם מ A ל B) ובעל מסה  m=1500gr נמצא בשדה מגנטי אחיד  B=0.2T הנכנס לתוך הדף (ציור מימין). המוט תלוי בנקודות A ו-B על ידי 2 חוטים המרוחקים 2 מטרים זה מזה.
א) מצא/מצאי ביטוי למתיחות בחוטים T.
ב) משנים את כיוון השדה המגנטי כך שהוא מכוון כלפי מעלה. מה המתיחות בחוטים כעת.


CONTRIBUTIONS/e_45_4_117.html

שדה מגנטי

 נתונה אלומת אלקטרונים המואצת על ידי שדה  E=500\frac{N}{C} נמצא בתוך מאיץ חלקיקים שאורכו  L=0.5m. במרחק  d=5cm ממאיץ החלקיקים יש קיר הנמצא בזווית ישרה לאלומה. מהו גודלו וכיוונו של השדה המגנטי שצריך להפעיל באזור בין המאיץ לקיר, על מנת שהאלקטרונים יחטיאו את הקיר כמתואר באיור?

CONTRIBUTIONS/e_45_4_118.html

השדה המגנטי

נתון תיל באורך L הנושא זרם I. מהו השדה המגנטי בנקודה P הנמצאת במרחק R מממרכז המוט?


CONTRIBUTIONS/e_45_4_119.html

שדה מגנטי

באיור הבא נתון חתך של כבל קואקסיאלי, כאשר בכבל הפנימי זורם זרם I עם צפיפות זרם של j=j_0(1-\frac{r}{a}) , ובחיצוני I - עם צפיפות זרם של j=j_1\frac{r^2}{a}. מצא/י את התפלגות השדה המגנטי בתוך הכבל ומחוצה לו. רשום/י את התוצאות בגרף.
pic

CONTRIBUTIONS/e_45_4_177.html

שדה מגנטי

שתי טבעות זהות, בעלות רדיוס R , טעונות בצפיפות מטען   2\lambda ו-\lambda  ומסתובבות (באותו כיוון) במהירות זוויתית \omega  ו- 2\omega , בהתאמה. בהתחלה שתי הטבעות צמודות זו לזו. מהו השדה המגנטי במרכז הטבעות? מרחיקים את הטבעות זו מזו כך שהן מקבילות. לאיזה מרחק צריך להרחיק אותן זו מזו כך שהשדה המגנטי בנקודת הראשית (המרכז של שתי הטבעות לפני ההזזה) יהיה שווה ל-  1/\sqrt{8}  מערכו ההתחלתי?


CONTRIBUTIONS/e_45_5_017.html

כח לורנץ ורדיוס סיבוב

מה יהיה רדיוס הסיבוב של חלקיק בעל מטען  +q הנע במהירות \vec{v}=v\hat{x}  בנוכחות שדה מגנטי \vec{B}=-B\hat{z} ? מסת החלקיק נתונה.

CONTRIBUTIONS/e_45_8_014.html

שדה מגנטי

מצא את השדה המגנטי בנקודות P1,P2 כאשר נתון:
I=3.40A
a=2.4cm
b=9cm
הנקודה P1 נמצאת בדיוק באמצע המלבן והנקודה P2 נמצאת מרחק של a מתחתיה.(במרחק a/2 מתחת למלבן)


CONTRIBUTIONS/e_45_8_10.html

כח אמפר


מוט חד-מימדי במסה של 0.720kg נמצא על שתי מסילות מקבילות המרוחקות זו מזו d=12cm.
אורך המסילות הוא L=45cm.
במוט זורם זרם I=48.0A (בכיוון המצויר), והוא יכול להחליק ללא חיכוך על המסילות. הוא מתחיל ממנוחה בקצה המסילות, מה תהיה מהירות המוט כאשר הוא יפול מהמסילות אם נתון שדה מגנטי שפועל במאונך למסילות ולמוט (בין המסילות) בעוצמה של B=0.240T ?

CONTRIBUTIONS/e_45_8_11.html

כח אמפר


נניח שיש 4 תיילים אינסופיים מקבילים (מאונכים למישור x-y) נושאי-זרמים I1,I2,I3,I4 הממוקמים בהתאמה ב r1,r2,r3,r4 כאשר:
I1=2A
I2=0.2A
I3=1A
I4=1.5A
(כיווני הזרמים מתוארים בשרטוט).
אם מסתכלים על מישור x-y:
\vec{r1} = (0,0)cm
\vec{r2} = (1,1)cm
\vec{r3} = (2,1)cm
\vec{r4} = (1,-1)cm
מה הכח ליחידת אורך שירגיש התיל 4 כתוצאה מהשדה המגנטי הנוצר במערכת?

CONTRIBUTIONS/e_45_8_12.html

כח אמפר


נתונים שלושה תילים מקבילים היוצרים משולש שווה שוקיים כך שבסיסו השווה לd=2cm מקביל לרצפה והקודקוד השלישי נמצא מרחק h=1cm מתחת לבסיס.
הזרמים על התילים היוצרים את הבסיס הם 25A.
ידוע כי צפיפות המסה של התיל התחתון היא 40ק"ג\ס"מ.
מה גודל הזרם וכיוונו שצריך להזרים בתיל השלישי כדי שהוא ישאר תלוי באויר?

CONTRIBUTIONS/e_45_8_13 .html

שדה מגנטי

נתונה דיסקה בעלת רדיוס r העשויה חומר מבודד. הדסקה טעונה בצפיפות אחידה
חשבו את השדה המגנטי הנוצר לאורך ציר הדיסקה כאשר היא מסתובבת במהירות זוויתית סביב ציר הסימטריה שלה.
רמז:ניתן לחלק את הדיסקה להרבה טבעות דקות

CONTRIBUTIONS/e_45_8_13.html

שדה מגנטי

נתונה דיסקה בעלת רדיוס r העשויה חומר מבודד. הדסקה טעונה בצפיפות אחידה
חשבו את השדה המגנטי הנוצר לאורך ציר הדיסקה כאשר היא מסתובבת במהירות זוויתית סביב ציר הסימטריה שלה.
רמז:ניתן לחלק את הדיסקה להרבה טבעות דקות

CONTRIBUTIONS/e_45_8_14.html

חוק אמפר

זרם זורם בקליפה גלילית ברדיוס בכיוון הנכנס לדף. במרחק ממרכז הגליל נמצא תיל המקביל לגליל. מה צריך להיות הזרם בתיל בכדי שהשדה המגנטי בנק' P יהיה זהה לשדה ברכז הגליל?
הנקודה P נמצאת במרחק ממרכז הגליל ובמרחק מהתיל.

CONTRIBUTIONS/e_48_1_040.html

שדה מגנטי

נתונה דיסקה בעלת רדיוס r העשויה חומר מבודד. הדסקה טעונה בצפיפות אחידה ?%20(0,0,d). חשבו את השדה המגנטי הנוצר במרכז הדיסקה כאשר היא מסתובבת במהירות זוויתית  ?%20(0,0,d) סביב ציר הסימטריה שלה.



CONTRIBUTIONS/e_48_4_121.html

חוק פארדיי - לנץ

 מוט מוליך בעל אורך d מסתובב במהירות זוויתית ω סביב ציר הנמצא בקצהו בנקודה o. קצהו השני של המוט נוגע בטבעת מוליכה בעלת רדיוס d בעלת התנגדות זניחה. במרחב פועל שדה מגנטי המשתנה בזמן \vec{B}=B_0t\hat{z}  המכוון אל תוך הדף.
א) מצא את ה-כ.א.מ המושרה במוט כפונקציה של הזמן.
ב) מה הזרם העובר בנגד ומה כיוונו.

CONTRIBUTIONS/e_48_4_122.html

חוק פארדיי - לנץ

שלושה מוטות מוליכים יוצרים משולש שווה צלעות במישור האופקי. המוט התחתון נע במהירות קבועה  \vec{v} כלפי מטה בתוך שדה מגנטי המשתנה בזמן \vec{B}=B_0t\hat{z}\ ,B_0=400[\frac{G}{sec}] .

ההתנגדות ליחידת אורך של המוטות היא  a^b \frac{\partial p}{\partial x}. ברגע t=0 אורך צלע המשולש היא  a^b \frac{\partial p}{\partial x}.

CONTRIBUTIONS/e_48_4_123.html

השראות

א) כא"מ של 20 וולט מושרה בסליל על ידי זרם שעולה ליניארית מ-0 ל-2 אמפר במשך 0.5 msec. מה ההשראות של הסליל?
ב) נתון חוט מאריך העשוי אלומיניום בעל רדיוס של 1 מילימטר ואורך של 3 מטרים. מהי ההשראות של החוט, כמה אנרגיה נאגרת עליו בזרם של 5  אמפר?
ג) כמה כסף מתבזבז על השימוש יומי בחוט מאריך (עקב ההשראה והתנגדות), כאשר קוט"ש עולה 51 אגורות?  a^b \frac{\partial p}{\partial x}


CONTRIBUTIONS/e_48_4_124.html
חוק לנץ

מוט נחושת מחליק על שני מוטות נחושת במהירות קבועה כך שבכל רגע המוטות יוצרים משולש שווה צלעות. שלושת המוטות נמצאים באזור בו פועל שדה מגנטי המאונך למישור המוטות
הנח שהתנועה מתחילה ממצב שבו שטח המשולש הוא אפס
v=0.3m/sec  מהירות המוט
z=0.1 ohm/m התנגדות מוטות הנחושת

א. מהו השטף המגנטי העובר דרך המשולש, שרטט גרף
ב. מהו הכא"מ המושרה במוט הנע
ג. מהו הזרם חמש שניות לאחר תחילת התנועה
ד. באיזה צד של המוט הנע  הפוטנציאל גבוה יותר
ה. מהו כיוון הזרם המושרה


CONTRIBUTIONS/e_48_4_125.html
חוק לנץ

כריכה מלבנית נעה ימינה ונכנסת לאזור בו שורר שדה חשמלי לתוך הדף.
a אורך הכריכה
b רוחב הכריכה
v מהירות הכריכה
B השדה המגנטי
2b רוחב האזור בו שורר שדה מגנטי
ענה על הסעיפים הבאים (דון בשלושה תחומים, שלב הכניסה לאזור המגנטי, שלב התנועה באזור ושלב היציאה מהאיזור)
א. מה השטף המגנטי העובר דרך הכריכה, שרטט גרף.
ב. מהו הכא"מ המושרה בכריכה, שרטט גרף.
ג. מהו הכח המגנטי הפועל על הכריכה, שרטט גרף

CONTRIBUTIONS/e_48_4_126.html
חוק לנץ

מוט מתכת מחליק במורד מישור משופע. בכל זמן ההחלקה המוט נמצא במגע עם שני פסים מוליכים שהתנגדותם זניחה. שני הפסים מקוצרים בקצותיהם. במרחב קיים שדה מגנטי אחיד המכוון אנכית כלפי מטה. המוט מתחיל לנוע ממנוחה. ניתן להזניח את החיכוך.
נתונים
m מסת המוט
l אורך המוט
R התנגדות המוט
B גודל השדה המגנטי
teta הזוית של המישור המשופע

א. מהו כיוון הזרם המושרה העובר במוט
ב. מהי המהירות הסופית של המוט
ג. מהו הזרם המושרה במוט כאשר הוא נע במהירות הסופית
ה. באיזה קצב מבוצעת על המוט עבודת כח הכובד כאשר הוא נע במהירות הסופית 

CONTRIBUTIONS/e_48_5_010.html

השראות

נתונה טבעת עם זרם I שרדיוסה משתנה לפי R(t)=R_0+at . הטבעת נמצאת במישור x-y ודרכה עובר שדה מגנטי אחיד B בכיוון z.
 
א. מהו השטף המגנטי דרך הטבעת?
ב. מהו הכא"מ שיווצר?
ג. מחברים נגד עם התנגדות r. מה יהיה הזרם דרכו (גודל וכיוון)?

CONTRIBUTIONS/e_48_8_011.html

פאראדיי-לנץ

מוט באורך L, מסה m והתנגדות R מחליק ללא חיכוך לאורך שתי מסילות מוליכות ומקבילות ללא נתנגדות, המחוברות בקצה כמתואר בציור.
המישור יוצר זוית של \theta עם האופק, ויש שדה מגנטי קבוע B אחיד הפונה כלפי מעלה (נגד כח הכבידה).
א. לאיזה כיוון זורם הזרם במעגל? מה גודלו?
ב. מצא את המהירות הסופית של המוט (המהירות סופית כאשר התאוצה היא אפס)
ג. מה היה קורה אם השדה המגנטי היה מכוון כלפי מטה ולא כלפי מעלה?


CONTRIBUTIONS/e_48_8_012.html

חוק פרדיי - לנץ

נתון תחום עם שדה מגנטי אחיד במרחב ובזמן  לתוך הדף . לתוך התחום נכנסת לולאת זרם בצורת משולש שווה שוקים, עם בסיס באורך a=10cm. רוחב האזור עם השדה המגנטי גדול מאוד מ-a. מיקום הקודקוד של המשולש ביחס לגבול השמאלי של התחום (ראו ציור) הוא a^b \frac{\partial p}{\partial x}. הלולאה המשולשת מוכנסת לתוך השדה המגנטי במהירות קבועה של:  a^b \frac{\partial p}{\partial x} .
נתונים נוספים על הלולאה:
    אורך השוק של המשולש  b=13cm, שטח החתך של התיל a^b \frac{\partial p}{\partial x}
    וההתנגדות הסגולית של חומר הלולאה:  a^b \frac{\partial p}{\partial x} (נחושת).
 מצא/י:
א) מהו השטף המגנטי העובר דרך הלולאה כפונקציה של הזמן ?
ב) מהו הזרם המושרה בלולאה ומהו כיוונו לאחר 10 שניות?
ג) כיצד תשתנה התוצאה של סעיף א' אם השדה המגנטי משתנה לפי הביטוי  a^b \frac{\partial p}{\partial x} , כאשר a^b \frac{\partial p}{\partial x} ?  מהו הזרם לאחר t=2sec?
    


CONTRIBUTIONS/e_48_8_013.html

אינדוקציה

באיור הבא נתון מוט באורך L הנע במהירות קבועה v לאורך שתי מסילות מוליכות. המערכת נתונה בשדה מגנטי לא אחיד הנוצר על ידי זרם I שזורם במקביל למסילה העליונה במרחק a. התנגדות המוט היא R.
a^b \frac{\partial p}{\partial x}
א) חשב/י את הכא"מ המושרה במוט.
ב) מה הוא הזרם הנוצר בלולאה המוליכה (המוט+ המסילות)?
ג) מהו ההספק המתבזבז?
pic

CONTRIBUTIONS/e_48_8_014.html

השראות של תייל 

תיל אינסופי נושא זרם I  ומסגרת מלבנית שממדיהa  ו- b נמצאים במישור אחד כמתואר בשרטוט. התנגדות המסגרת היא R.
א. חשב/י את השטף המגנטי  העובר דרך המסגרת כתלות במרחק.
ב. מניעים את המסגרת במאונך לתיל במהירות קבועה  כמתואר בשרטוט. חשב/י את הזרם המושרה במסגרת (כולל כיוון) כתלות במרחק.
 
1 

CONTRIBUTIONS/e_48_8_015.html

פאראדיי-לנץ

נתונה מסגרת ריבועית בעלת אורך a ורוחב b המסתובבת סביב ציר המתואר בציור במהירות \omega בשדה מגנטי אחיד B. התנגדות המסגרת היא R.
א. מהו הכא"ם הנוצר במערכת?
ב. מהו הזרם הנוצר במערכת ומה כיוונו ההתחלתי?
ג. מהו ההספק הממוצע ?


CONTRIBUTIONS/e_51_1_002.html

RLC Circuits


בזמן 0 מזיזים את המפסק
S
למצב
a.
חשבו את הזרם במעגל כפונקציה של הזמן .

CONTRIBUTIONS/e_51_4_123.html

מעגל זרם חילופין

נתונה אנטנת רדיו בעלת מקדם השראה של L=1.5\mu{H}, קיבול של C=2.18pF והתנגדות R=75\Omega. אות רדיו מחזורי משמש כמקור מתח באנטנה.
א) לאיזה תדר מכוונת האנטנה?
ב) בכמה צריך לשנות את הקיבול על מנת לקלוט גלגל"צ?
ג) האם ניתן להשתמש באנטנה זו לקליטת אותות שרוחב הפס שלהם הוא a^b \frac{\partial p}{\partial x}?

CONTRIBUTIONS/e_51_4_124.html

מעגל זרם חילופין

נתון מקור מתח a^b \frac{\partial p}{\partial x} העובר דרך מערכת ה-RC הבאה:

a^b \frac{\partial p}{\partial x}
א) מהו היחס בין המתח הנכנס ליוצא?
ב) מהו ההתקן?
ג) מהו תדר הקיטעון ומהו רוחב הפס של המערכת?

CONTRIBUTIONS/e_51_4_127.html

מעגל זרם חילופין

מה גודל ההשראות שיש לחבר לנורה של W60, V120, אם רוצים להפעיל אותה על ידי מתח חילופין של V220, 50Hz?
א) כאשר המשרן מחוברת בטור
ב) כאשר המשרן מחוברת במקביל

CONTRIBUTIONS/e_51_4_128.html

מעגל RLC

נתון המעגל המתואר באיור:




בסעיפים הבאים המתג S1 במצב ימני (מחובר ל-b) ו-S2 פתוח.
א) מהו הקיבול הכללי במערכת. כמה זמן דרוש לקבלים להיטען באופן מעשי?
ב) מהו המטען הנאגר לאחר זמן זה על הקבל השקול?
ג) מהו המטען על הקבל C1?
בסעיפים הבאים מעבירים את המתג למצב שמאלי (מחובר ל-a) ו-S2 סגור.
ד) מהי ההשראות הכללית, ההתנגדות הכללית והקיבול הכללי במעגל שהתקבל כעת?
ה) מה תדר תנודות הזרם? לאחר כמה זמן, באופן מעשי, ידעך הזרם?
ו) מהו הזרם העובר דרך הנגדים לאחר 0.5μsec?
נתונים:a^b \frac{\partial p}{\partial x} 

CONTRIBUTIONS/e_51_4_129.html

מעגל זרם חילופין

נתון המעגל הבא:



נתונים: a^b \frac{\partial p}{\partial x}
בסעיפים הבאים מתג S פתוח.
א) מצא/י את העקבה במעגל.
ב) מהו ההספק המתבזבז על המעגל?
בסעיף הבא מתג S סגור.
ג) נתון כי הנגד R נשרף בספקים הגבוהים מ-0.15W. מהו גודלו של קבל C2  כך שנגד R לא יישרף?


CONTRIBUTIONS/e_54_1_004.html

זרם העתקה


נתון המעגל הבא:


a
מקור מתח החילפין מספק מתח הנתון ע"י:

U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}

הקבל הוא קבל לוחות מעגליים בעלי שטח A ומרחק d. על הציר המרכזי של הקבל נמצא כבל דק בעל התנגדות R אשר מחבר בין 2 הלוחות.

א. מהו הזרם העובר דרך הנגד?
ב. מהו זרם ההעתקה העובר דרך הקבל?
ג. מהו הזרם הכולל במעגל? (הזרם אותו מספק מקור המתח).
ד. חשבו את השדה המגנטי הנוצר בין לוחות הקבל.
 





CONTRIBUTIONS/e_54_1_005.html

זרם העתקה


נתון המעגל הבא:


ש

הקבל הוא קבל לוחות מעגליים בעלי שטח A ומרחק d.

א. מהו הזרם העובר דרך הנגד?
ב. מהו זרם ההעתקה העובר דרך הקבל?
ג. חשבו את השדות הא"מ בין לוחות הקבל. הזניחו את השדות המגנטיים הנוצרים ע"י התיילים השונים במעגל.




CONTRIBUTIONS/e_54_1_006.html

זרם העתקה


נתון המעגל הבא:


ש
מקור מתח החילפין מספק מתח הנתון ע"י:

U=\frac{3}{5}\frac{K^2Q^2}{R}

הקבל הוא קבל לוחות מעגליים בעלי שטח A ומרחק d.


א. חשבו את זרם ההעתקה העובר דרך הקבל.
ב. חשבו את השדה המגנטי בתוך הקבל.
ג. חשבו את השדה החשמלי המושרה בתוך הקבל.
ד. חשבו את השדה החשמלי השקול בתוך הקבל.
 





CONTRIBUTIONS/e_54_1_007.html

גלים

א. מצאו תנאי עבורו השדה החשמלי:  a הוא פתרון של משוואת הגלים.
ב. מצאו את מהירות הגל.
ג. מצאו את השדה המגנטי a
ד. חשבו את צפיפות ההספק של הגל (הספק ליח' שטח).
ה. מציבים משטח ריבועי בעל שטח A במישור xz בנק' a. המשטח בולע את כל הגל הפוגע בו. רשמו ביטוי לכמות האנרגיה שתעבור אל המשטח בין  a ו- a .
ו. נתון חלקיק הנמצא בראשית בזמןa ומהירותו a. חשבו את הכח הפועל עליו.



CONTRIBUTIONS/e_54_1_008.html

גלים

השמש פולטת אור בהספק של a. כאשר האור מגיע אל כדוה"א הוא בקירוב גל מישורי. הניחו כי השדה החשמלי שלו נתון ע"י: a  .
א. מצאו את ווקטור השדה המגנטי.
ב. מצאו את a
ג. מהו ההספק של לוח פוטו-וולטאי בעל שטח של 1מ"ר ויעילות של 20% בהנחה שהאטמוספירה בולעת 20% מן הקרינה?
מרחק השמש מכדוה"א: a


CONTRIBUTIONS/e_54_1_009.html

גלים

א. חשבו את השדה החשמלי והשדה המגנטי של גל עומד ע"י חיבור של שני גלים זהים, האחד נע בכיוון החיובי של ציר Y והשני בכיוון השלילי.
ב. הראו כי הווקטור פוינטינג של הגל העומד הוא גל עומד בעצמו.

CONTRIBUTIONS/e_54_1_010.html

גלים

גל א"מ אשר השדה החשמלי שלו נתון ע"י" a  נע לעבר איזור המלא בזכוכית בעלת מקדם דיאלקטרי a. הזכוכית ממלאת את כל חצי המרחב:a. חלק מן הגל נכנס לתוך הזכוכית וחלק מוחזר ממנה. הגל המוחזר נתון ע"י: a  והגל שעבר אל הזכוכית נתון ע"י: a
א. מצאו את a ע"י דרישה שהגל יקיים את משוואות מקסוול בתווך דיאלקטרי.
ב. מצאו את השדות המגנטיים של הגלים.
ג. ע"י דרישת רציפות של השדה החשמלי (והמגנטי) בנק' המעבר a מצאו את היחס בין אמפליטודת הגל הפוגע והגל שעבר, ובין אמפליטודת הגל שפוגע והגל שחזר.


CONTRIBUTIONS/e_54_1_011.html

גלים

א. חשבו את ווקטור פוינטינג של השדה הא"מ בשאלה e_54_1_006.
ב. קבעו מהו כיוון זרימת האנרגיה למערכת - אל תוך נפח הקבל או החוצה ממנו.
ג. הסבירו את תשובתכם.


CONTRIBUTIONS/e_54_1_012.html

שדה מגנטי משתנה

נתון גליל מבודד בעל רדיוס R ואורך h. קליפת הגליל טעונה במטען Q המפוזר על פניה בצורה אחידה. במרכז הגליל כרוכה מסה m הנופלת כלפי מטה כתוצאה מכוח הכובד וגורמת לפי כך לסיבוב הגליל סביב צירו.
חשב את תאוצת המסה m.
הערה: הזנח את מומנט האינרציה של הגליל והתייחס ל-m כמסה נקודתית.


CONTRIBUTIONS/e_54_1_013.html

שדה מגנטי משתנה

נתון גליל מבודד בעל רדיוס R ואורך h. קליפת הגליל טעונה במטען Q המפוזר על פניה בצורה אחידה. במרכז הגליל כרוך חבל הנמתח בכח T (קבוע) בניב לגליל וגורם לסיבוב הגליל סביב צירו.
חשבו משיקולי אנרגיה את מסת הגליל m, כפונקציה של התאוצה הזוויתית.
.


CONTRIBUTIONS/e_54_1_020.html

גלים

נתון מוליך גלילי באורך L רדיוס a ומוליכות סגולית אחידה\lambda, \ k, \ \omega אשר נושא זרם I ומחובר למקור מתח V בין שני קצוותיו.
א. חשבו את ווקטור פוינטינג של השדה האלקטרו מגנטי.
ב. השתמשו בווקטור פוינטינג ע"מ לחשב את ההספק ליח' אורך שבמוליך ובדקו את תשובתכם ע"י השוואה עם ביטוי אחר להספק על הנגד.


CONTRIBUTIONS/e_54_1_021.html

גלים

נתון מוליך גלילי באורך L רדיוס a ומוליכות סגולית\lambda, \ k, \ \omega אשר נושא זרם I ומחובר למקור מתח V בין שני קצוותיו.
א. חשבו את ווקטור פוינטינג של השדה האלקטרו מגנטי.
ב. השתמשו בווקטור פוינטינג ע"מ לחשב את ההספק ליח' אורך שבמוליך ובדקו את תשובתכם ע"י השוואה עם ביטוי אחר להספק על הנגד.


CONTRIBUTIONS/e_54_2_020.html sol

תנאי שפה והתחלה במשוואת מקסוול

בתוך קופסא חד מימדית באורך L=1m  קיים גל אלקטרומגנטי, נתון כי פאה אחת של הקופסא עשויה מתכת (כך שהשדה החשמלי מתאפס על גביה) ופאה שנייה מוארקת (כך שהנגזרת של השדה החשמלי מתאפסת על גביה). כמו כן נתון כי הגל הופעל בזמן t=0.

מצאו ביטוי לשדה החשמלי ולשדה המגנטי המקיימים את משוואת מקסוול, בתוך הקופסא. רשמו את 3 התדירויות הנמוכות ביותר האפשריות בקופסא.

עבור התדירות הנמוכה ביותר היכן יהיה הספק האנרגיה מקסימלי?

הסבר את תנאי השפה בבעיה.

CONTRIBUTIONS/e_54_2_021.html

גלים

1.  הגל \mu _s = 0.3 הינו החלק החשמלי של גל אלקטרומגנטי בהצגה מרוכבת, כאשר \mu _s = 0.3  הוא וקטור קבוע.  הוכח/ הוכיחי כי \mu _s = 0.3  וכי \mu _s = 0.3


CONTRIBUTIONS/e_54_2_022.html

גלים


גל אלקטרומגנטי \mu _s = 0.3, כאשר \mu _s = 0.3 מקביל לציר z, מוקרן על מקטב במישור xz שהזווית בינו לבין ציר z היא θ. בצד השני של המקטב, הגל ממשיך בכיוון x עם עוצמה והספק נמוכים יותר בפקטור \mu _s = 0.3. (א) מהו ההסבר לצמצום העוצמה וההספק? (ב) מהו שטף האנרגיה המגיע למקטב, בממוצע, ומהו שטף האנרגיה היוצא ממנו? (ג) האם אנרגיה נשמרת בתהליך זה? הסבר/הסבירי בהסבר איכותי.