Processing math: 0%
Είσοδος
MENU

Τεστ στην Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή (Επίπεδο δυσκολίας: Δύσκολο)

Να επιλέξετε τις σωστές απαντήσεις στις ερωτήσεις που ακολουθούν.

Θα πρέπει να απαντηθούν όλες οι ερωτήσεις.

Παρακαλούμε συμπληρώστε τα προσωπικά σας στοιχεία:

Επώνυμο
Όνομα
Email
1. Στο παρακάτω σχήμα α το πηνίο είναι ιδανικό και έχει συντελεστή αυτεπαγωγής L1 ενώ στο σχήμα β το πηνίο έχει συντελεστή αυτεπαγωγής L2=L1 και αντίσταση R_π=2R. Και στα δύο σχήματα οι πηγές έχουν την ίδια ΗΕΔ \mathcal{E} και την αντίσταση r=R. Κάποια στιγμή κλείνουμε τους διακόπτες δ_1\, , \, δ_2.

Όταν τα ρεύματα στα δύο κυκλώματα αποκτήσουν σταθερές εντάσεις, οι αποθηκευμένες ενέργειες των μαγνητικών πεδίων των δύο πηνίων είναι U_1,U_2  αντίστοιχα. Ο λόγος \frac{U_1}{U_2} είναι:

2. Στο παρακάτω σχήμα αφήνουμε τον ραβδόμορφο μαγνήτη να πέσει κατακόρυφα κατά τη διεύθυνση του άξονά του που περνά απ’ το κέντρο του που ισορροπεί πάνω απ’ το κέντρο του δακτυλίου που κρατείται ακίνητος. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;
3. Στο παρακάτω σχήμα το πηνίο έχει συντελεστή αυτεπαγωγής L και αντίσταση R_π=2R. Ο αντιστάτης R έχει αντίσταση R, η πηγή έχει ΗΕΔ \mathcal{E} και εσωτερική αντίσταση r=R. Την t=0 κλείνουμε το διακόπτη δ. Το ρεύμα σταθεροποιείται σε μέγιστη τιμή έντασης Ι. Τη χρονική στιγμή t_1 η ένταση που διαρρέει το πηνίο είναι I_1 = \frac{I}{4}. Απ’ τη στιγμή που η ένταση στο κύκλωμα σταθεροποιείται, ο ρυθμός κατανάλωσης της ηλεκτρικής ενέργειας στο πηνίο είναι:
4. Στο παρακάτω σχήμα ο μαγνήτης την t=0 αρχίζει να κινείται στη διεύθυνση κοινού άξονα σωληνοειδούς μαγνήτη πλησιάζοντας το σωληνοειδές και ακινητοποιείται τη στιγμή t_1 που δεν έχει έρθει ακόμα σε επαφή με το άκρο Κ του σωληνοειδούς. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;
5. Ο ευθύγραμμος αγωγός ΚΛ του παρακάτω σχήματος έχει τα άκρα του σε επαφή και είναι κάθετος με τους λείους κατακόρυφους παράλληλους ευθύγραμμους Αy_1 και Γy_2 που είναι μεγάλου μήκους και αμελητέας αντίστασης. Το σύστημα των τριών αγωγών βρίσκεται σε οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης \vec{B} που οι δυναμικές του γραμμές είναι κάθετες στο επίπεδο που δημιουργούν οι τρεις αγωγοί. Την t=0 δίνουμε μια αρχική ταχύτητα υ_0 κατακόρυφη προς τα πάνω και ο αγωγός αρχίζει να ανέρχεται κατακόρυφα και τα άκρα του διατηρούνται σε επαφή με τους κατακόρυφους αγωγούς. Τη χρονική στιγμή t_1 ο αγωγός ακινητοποιείται στιγμιαία και κατόπιν αρχίζει να κατέρχεται κατακόρυφα με τον ίδιο τρόπο. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;
6. Δύο αντιστάτες (1),\, (2) είναι συνδεδεμένοι παράλληλα και έχουν αντιστάσεις R_1,\, R_2=2R_1 αντίστοιχα. Στα κοινά άκρα τους εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση της μορφής v=V\, ημωt. Αν \bar{P}_1, \bar{ P}_2 είναι η μέση ισχύς που καταναλώνει ο κάθε αντιστάτης αντίστοιχα, τότε ποια απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι η σωστή;
7. Στο παρακάτω σχήμα η αγώγιμη ράβδος ΟΓ έχει μήκος \ell , αντίσταση R και στρέφεται σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης μέτρου B γύρω από άξονα κάθετο στο επίπεδο περιστροφής και παράλληλο στις δυναμικές γραμμές του πεδίου. Κατά την περιστροφή της ράβδου η γωνιακή ταχύτητά της είναι σταθερή και έχει μέτρο ω ενώ ο αντιστάτης R_1 έχει αντίσταση R_1=R . Το άκρο Γ της ράβδου έχει γραμμική ταχύτητα μέτρου υ, είναι συνεχώς σε επαφή με κυκλικό αγωγό αμελητέας αντίστασης που έχει κέντρο το Ο και ακτίνα \ell. Στη διάρκεια της περιστροφής της ράβδου παρατηρείται στο άκρο της Ο αρνητικός πόλος. Ο ρυθμός παραγωγής θερμότητας στη ράβδο είναι:
8. Στο παρακάτω κύκλωμα το πηνίο είναι ιδανικό, ο αντιστάτης έχει αντίσταση R και η πηγή ΗΕΔ E και αντίσταση r=2R. Την t=0 κλείνουμε το διακόπτη δ. Όταν ο ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος στο κύκλωμα είναι ίσος με μηδέν, το πηνίο έχει αποθηκευμένη ενέργεια μαγνητικού πεδίου U. Τη χρονική στιγμή t_1 που το μέτρο του ρυθμού μεταβολής της έντασης γίνει ίσος με το μισό της μέγιστης τιμής του, τότε το πηνίο έχει αποθηκευμένη ενέργεια μαγνητικού πεδίου U_1. Το μέγιστο μέτρο της έντασης του ρεύματος είναι:
9. Το συρμάτινο πλαίσιο ΚΛΜΝ σχήματος ορθογωνίου παραλληλογράμμου του παρακάτω σχήματος αρχικά βρίσκεται έξω απ’ το ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης \vec{B} και αρχίζει να εισέρχεται σε αυτό με σταθερή ταχύτητα υ που έχει διεύθυνση κάθετη στις δυναμικές γραμμές του πεδίου και στην πλευρά ΛΜ όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Στη διάρκεια εισόδου του πλαισίου στο μαγνητικό πεδίο:
10. Ο ευθύγραμμος αγωγός ΚΛ του παρακάτω σχήματος έχει μήκος \ell. Ο αγωγός βρίσκεται πάνω σε οριζόντιους παράλληλους αγωγούς Αx_1 και Γx_2 μεγάλου μήκους και μηδενικής αντίστασης με διεύθυνση κάθετη σ’ αυτούς. Το σύστημα των αγωγών βρίσκεται σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης μέτρου Β που οι δυναμικές γραμμές του είναι κάθετες στο επίπεδο που δημιουργούν οι αγωγοί. Οι αγωγοί Αx_1 και Γx_2 συνδέονται με άλλους παράλληλους ρευματοφόρους αγωγούς αμελητέας αντίστασης που η μεταξύ τους απόσταση είναι ΝΖ=\frac{\ell}{3}. Ο αγωγός ΚΛ έχει αντίσταση R και αποτελείται από ομογενές και ισοπαχές σύρμα ενώ τα άκρα Α και Γ παράλληλων αγωγών συνδέονται με αντιστάτη αντίστασης R. Ο αγωγός κινείται με σταθερή ταχύτητα μέτρου υ παραμένοντας συνεχώς κάθετος σ’ όλους τους παράλληλους αγωγούς. Ο λόγος των επαγωγικών τάσεων V_{ΚΛ} στη θέση (1) (Θ1) και V_{NZ} στη θέση (2) (Θ2) είναι \frac{ V_{ΚΛ} }{ V_{NZ} } :
11. Ένα πηνίο έχει Ν σπείρες και ο συντελεστής αυτεπαγωγής του είναι ίσος με L. Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το πηνίο αυξάνεται με σταθερό ρυθμό ίσο με λ. Κάποια στιγμή που η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το πηνίο έχει την τιμή Ι_0, ο ρυθμός αποθήκευσης ενέργειας στο μαγνητικό πεδίο του πηνίου είναι ίσος με
12. Μαγνήτης Μ αφήνεται απ’ τη θέση (Ι) να πέσει πάνω απ’ το μεταλλικό κυκλικό δακτύλιο που διατηρείται ακίνητος με το επίπεδό του οριζόντιο. Η ταχύτητα του μαγνήτη έχει τη διεύθυνση του άξονά του ο οποίος διέρχεται απ’ το κέντρο του δακτυλίου. Το βάρος του μαγνήτη έχει μέτρο w και η επιτάχυνση της βαρύτητας έχει μέτρο g.
A) Στη θέση II αμέσως πριν φτάσει στο επίπεδο του δακτυλίου η δύναμη που δέχεται ο αγωγός απ’ το μαγνήτη έχει μέτρο 0,2\, w. Το μέτρο της επιτάχυνσης του μαγνήτη στη θέση ΙΙ είναι:

α) 0,8\, g,                       β) 1,2\, g,                       γ) g.

Β) Στη θέση ΙΙΙ λίγο μετά το πέρασμα του μαγνήτη απ’ τον δακτύλιο ο αγωγός:

α) δε διαρρέεται από επαγωγικό ρεύμα.

β) διαρρέεται από επαγωγικό ρεύμα ομόρροπο με αυτό που διαρρέεται στη θέση ΙΙ.

γ) αντίρροπο απ’ αυτό που διαρρέεται στη θέση ΙΙ.

13. Οι κυκλικοί οριζόντιοι ομοεπίπεδοι και ομόκεντροι αγωγοί του παρακάτω σχήματος έχουν κέντρο το Ο και ακτίνες \frac{\ell}{3}, \ell αντίστοιχα και τα άκρα τους Κ, Λ γεφυρώνονται με αντιστάτη R_1 αντίστασης R_1=\frac{R}{3}. Μεταλλική ράβδος ΟΓ μήκους \ell και αντίστασης R στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα μέτρου ω πάνω στο επίπεδο των δύο αγωγών έχοντας το σημείο Δ και το άκρο της Γ συνεχώς σε επαφή με αυτούς. Η ράβδος κατά την κίνησή της δεν δέχεται καμία τριβή. Το σύστημα των αγωγών βρίσκεται σε κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης μέτρου Β. Για να διατηρείται σταθερή η γωνιακή ταχύτητα της ράβδου της ασκούμε στο άκρο της Γ οριζόντια δύναμη μέτρου F που είναι συνεχώς κάθετη στη ράβδο. Το μέτρο της δύναμης \vec{F} είναι:
14. Ομογενές και ισοπαχές σύρμα διαρρέεται από συνεχές ρεύμα Ι_Σ και σε χρόνο Δt εκλύει θερμότητα Q_1. Δεύτερο ομογενές και ισοπαχές σύρμα είναι φτιαγμένο απ’ το ίδιο υλικό με το πρώτο αλλά έχει διπλάσιο μήκος και υποδιπλάσιο εμβαδόν διατομής απ’ αυτό. Το δεύτερο σύρμα διαρρέεται από εναλλασσόμενο ρεύμα της μορφής i=I\, ημωt και στον ίδιο χρόνο εκλύει θερμότητα Q_2=2Q_1. Για την ενεργό τιμή Ι_{εν} του εναλλασσόμενου ρεύματος ισχύει
15. Στο παρακάτω διάγραμμα φαίνεται η μεταβολή της στιγμιαίας ισχύος που καταναλώνει ένας αντιστάτης R όταν στα άκρα του εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση της μορφής v=120\sqrt{2} ημωt (S.I.)

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

16. Ένα ακλόνητο πηνίο και ένας ραβδόμορφος μαγνήτης του παρακάτω σχήματος έχουν κοινό άξονα. Αρχίζουμε να κινούμε το μαγνήτη στη διεύθυνσή του κοινού τους άξονα με σταθερή ταχύτητα. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Είτε ο μαγνήτης πλησιάζει, είτε απομακρύνεται απ’ το πηνίο:
17. Ο ευθύγραμμος αγωγός ΚΛ του παρακάτω σχήματος έχει τα άκρα του συνεχώς σε επαφή με τους παράλληλους ευθύγραμμους οριζόντιους αγωγούς Αx_1,\, Γx_2 μεγάλου μήκους που έχουν αμελητέα αντίσταση. Ο αγωγός έχει αρχική ταχύτητα υ_0 που είναι παράλληλη στους αγωγούς Αx_1,\, Γx_2. Την t=0 ασκούμε στο κέντρο του αγωγού ΚΛ δύναμη F ίδιας διεύθυνσης με τη υ_0 και τέτοια ώστε ο αγωγός να αρχίσει να επιβραδύνεται ομαλά μέχρι να σταματήσει. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;
18. Ένα σωληνοειδές Σ έχει n αριθμό σπειρών ανά μονάδα μήκους και κάθε σπείρα έχει ακτίνα α_1. Κυκλικό πλαίσιο Π αποτελείται από Ν σπείρες ακτίνας α_2 που η καθεμιά έχει αντίσταση R και περιβάλλει το σωληνοειδές ακριβώς στο κέντρο του με τις σπείρες του να έχουν κοινό κέντρο Κ και κοινό κατακόρυφο επίπεδο με την κεντρική σπείρα του σωληνοειδούς. Η μαγνητική διαπερατότητα του κενού είναι μ_0. Μεταβάλλοντας κατάλληλα την αντίσταση R_1 του κυκλώματος του σωληνοειδούς Σ, η ένταση που το διαρρέει μεταβάλλεται με σταθερό ρυθμό \frac{ΔΙ}{Δt} = λ > 0. Το ρεύμα που διαρρέει το πλαίσιο Π έχει:
19. Στα άκρα αντιστάτη αντίστασης R=10\, Ω εφαρμόζουμε εναλλασσόμενη τάση με εξίσωση v=20\sqrt{2}\, ημ100πt (S.I.). Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;
20. Η ράβδος ΟΑ στο παρακάτω σχήμα έχει μήκος \ell , αντίσταση R και στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα μέτρου ω σε οριζόντιο επίπεδο γύρω από κατακόρυφο άξονα που περνά απ’ το κέντρο της Ο. Το άκρο της Ο ολισθαίνει σε κυκλικό οριζόντιο αγωγό κέντρου Ο ακτίνας \ell και αμελητέας αντίστασης. Η ράβδος κατά την κίνησή της δεν δέχεται καμία τριβή. Το σύστημα βρίσκεται σε κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης μέτρου B . Το άκρο Ο της ράβδου γεφυρώνεται με ένα σημείο Κ της περιφέρειας του κυκλικού αγωγού με αντιστάτη R_1 αντίστασης R. Για να διατηρείται σταθερή η γωνιακή ταχύτητα της ράβδου, ασκούμε στο άκρο της Α οριζόντια δύναμη συνεχώς κάθετη σ’ αυτήν. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;
21. Στο παρακάτω σχήμα οι κατακόρυφοι αγωγοί Αy_1 και Γy_2 είναι αμελητέας αντίστασης και μεγάλου μήκους ενώ ο αντιστάτης R_1 έχει αντίσταση R_1=R. Αρχικά ο διακόπτης δ είναι ανοικτός. Ο αγωγός ΚΛ έχει αντίσταση R_{ΚΛ}=R κινείται κατακόρυφα με σταθερή ταχύτητα \vec{ υ }_1 με φορά προς τα πάνω χωρίς να δέχεται τριβές και παραμένει συνεχώς κάθετος στους αγωγούς Ay_1,\, Αy_2 ενώ τα άκρα του παραμένουν συνεχώς σε επαφή με τους κατακόρυφους αγωγούς. Στο μέσο του αγωγού ασκείται κατακόρυφη σταθερή δύναμη F κάθετη στη διεύθυνσή του και φοράς προς τα πάνω. Οι αντιστάτες R_2,\, R_3, έχουν αντιστάσεις R _ 2 = R _ 3 = \frac { R } { 2 } . Το σύστημα των αγωγών βρίσκεται σε οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης μέτρου B που οι δυναμικές γραμμές τους είναι κάθετες στο επίπεδό τους. Τη στιγμή t =0 κλείνω το διακόπτη δ χωρίς να καταργήσω τη δύναμη F.

Α) Αμέσως μετά τη χρονική στιγμή t=0 ο αγωγός:

α) θ’ αρχίσει να επιταχύνεται.

β) θ’ αρχίσει να επιβραδύνεται.

γ) θα εκτελεί ομαλά μεταβαλλόμενη κίνηση.

Β) Κάποια στιγμή t_1  μετά την t=0 ο αγωγός αποκτά οριακή ταχύτητα μέτρου υ_2  για τον οποίο ισχύει:

α) υ_2= \frac{3}{4} υ_1,                 β) υ_2=\frac{3υ_1}{2},                    γ) υ_2=\frac{2υ_1}{3}.

22. Στο παρακάτω κύκλωμα το πηνίο είναι ιδανικό και έχει συντελεστή αυτεπαγωγής L, ο αντιστάτης έχει αντίσταση R και η πηγή έχει ΗΕΔ E και εσωτερική αντίσταση r=R. Την t_0=0 κλείνω το διακόπτη δ. Αν i η στιγμιαία ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα για μια χρονική στιγμή t≥0, το μέτρο του ρυθμού μεταβολής της έντασης του ρεύματος στο κύκλωμα την ίδια χρονική στιγμή t δίνεται απ’ τη σχέση.
23. Στο παρακάτω κύκλωμα το πηνίο είναι ιδανικό και έχει συντελεστή αυτεπαγωγής L, ο αντιστάτης R_1 έχει αντίσταση 3R και η πηγή έχει ΗΕΔ Ε και εσωτερική αντίσταση r=R. Ο μεταγωγός αρχικά είναι στη θέση Α και το πηνίο έχει μέγιστη αποθηκευμένη ενέργεια μαγνητικού πεδίου U_{max}. Τη χρονική στιγμή t_0=0 μεταφέρουμε το μεταγωγό στη θέση Β χωρίς να δημιουργηθεί σπινθήρας. Τη χρονική στιγμή t_1 η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου που είναι αποθηκευμένη στο πηνίο είναι U_1 = \frac{U_{max} }{4}. Την t=0 η ΗΕΔ από αυτεπαγωγή είναι:
24. Στο παρακάτω σχήμα τα δύο πηνία Π_1,\, Π_2 έχουν κοινό άξονα και βρίσκονται σε μικρή μεταξύ τους απόσταση. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;
25. Στο παρακάτω σχήμα στο εσωτερικό του σωληνοειδούς Σ υπάρχει σιδηρομαγνητικό υλικό που σ’ ένα σημείο έχουμε τοποθετήσει ελαφρύ αγώγιμο δακτύλιο Δ. Όταν κλείσουμε το διακόπτη δ, τότε ο δακτύλιος:
26. Ο δίσκος του Faraday ακτίνας r στο παρακάτω σχήμα στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα γύρω από άξονα xx' που περνά απ’ το κέντρο του και είναι κάθετο στο επίπεδό του. Δύο ολισθαίνουσες επαφές (ψήκτρες) έχουν τοποθετηθεί όπως φαίνεται στο σχήμα. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;
27. Δύο όμοιοι αντιστάτες συνδέονται παράλληλα και στα άκρα τους εφαρμόζεται συνεχώς σταθερή τάση V_Σ. Συνδέουμε τους δύο αντιστάτες σε σειρά και στα άκρα του συστήματός τους εφαρμόζουμε εναλλασσόμενη τάση της μορφής v=V\, ημωt. Η συνολική θερμότητα και στις δύο περιπτώσεις είναι ίδια. Για την ενεργό τιμή της εναλλασσόμενης τάσης ισχύει:
28. Ένα πηνίο με συντελεστή αυτεπαγωγής L=2\, mH διαρρέεται από ρεύμα μεταβλητής έντασης όπως απεικονίζεται στο σχήμα. Το πηνίο αποτελείται από 1000 σπείρες. Ο ρυθμός μεταβολής της ροής που διέρχεται από την κάθε σπείρα του πηνίου είναι
29. Στο παρακάτω κύκλωμα οι δύο αντιστάτες έχουν αντιστάσεις R_1=6R και R_2=2R αντίστοιχα ενώ το πηνίο έχει συντελεστή αυτεπαγωγής L και αντίσταση R_π=R. Η πηγή έχει ΗΕΔ Ε και εσωτερική αντίσταση r=R_π. Ο διακόπτης δ είναι κλειστός και οι κλάδοι του κυκλώματος διαρρέονται από ρεύματα σταθερής έντασης. Τη χρονική στιγμή t_0=0 ανοίγω το διακόπτη δ χωρίς να δημιουργηθεί σπινθήρας. Η αποθηκευμένη ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του πηνίου αμέσως πριν την t_0=0 είναι:
30. Ο ευθύγραμμος αγωγός ΚΛ του παρακάτω σχήματος έχει τα άκρα του σε επαφή με δύο παράλληλους ευθύγραμμους οριζόντιους αγωγούς Αx_1 και Γx_2 που έχουν μεγάλο μήκος και αμελητέα αντίσταση. Την t=0 ο αγωγός έχει αρχική ταχύτητα μέτρου υ_0 παράλληλη στους δύο άλλους αγωγούς. Τη στιγμή αυτή ασκώ στον αγωγό σταθερή δύναμη F ομόρροπη της ταχύτητας. Το σύστημα των αγωγών βρίσκεται σε κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β που οι δυναμικές γραμμές είναι κάθετες στο επίπεδο των αγωγών. Ποιες απ’ τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;

    +30

    CONTACT US
    CALL US