בגרות פיזיקה חשמל ומגנטיות, קיץ 2023 מועד א'
תאריך הבחינה: לא ידוע
טופס המבחן המלא להורדה — ומפתח התשובות עם פתרון מפורט לכל שאלה, אונליין. פתחו שאלה למטה: בשאלה סגורה בוחרים תשובה, בשאלה פתוחה נפתח הפתרון המלא (כניסה מהירה וחינם).
✓ פתרון מלא לכל שאלה · ✓ הסברים מלאים וחומרי לימוד · ✓ ליווי מורה AI · ✓ התחלה חינם
פתרון מפורט לכל שאלה — לא רק התשובה: הסבר שלב-אחר-שלב וניתוח הטעויות הנפוצות.
שאלות לדוגמה מהמבחן — פתרו עכשיו
בשאלה סגורה בוחרים תשובה; בשאלה פתוחה פותחים את הפתרון המלא (כניסה מהירה וחינם). אלו 3 מתוך 6 שאלות המבחן — את כולן תוכלו לפתור אונליין.
בתרשים שלפניכם מוצג כדור מוליך ("קליפה כדורית") הטעון במטען חיובי Q, וכמה קווים שווי פוטנציאל שעל כל אחד מהם רשום ערך הפוטנציאל המתאים לו. נתון: רדיוס הכדור הוא R=30cm, והפוטנציאל על פניו הוא 90,000V. הפוטנציאל באין־סוף נבחר להיות אפס. בשאלה כולה יש להניח כי השפעת כוח הכבידה זניחה וכי התפלגות המטען על פני הכדור נשארת אחידה.
רדיוס הכדור R=30cm
הפוטנציאל על פני הכדור 90,000V
הפוטנציאל באין־סוף = אפס
קווי שווי-פוטנציאל בתרשים: 40kV, 50kV, 60kV, 70kV, 80kV, 90kV (מהחיצוני לפנימי)
הנקודה O היא מרכז הכדור
הנקודה P נמצאת במרחק 12cm משמאל למרכז הכדור
הנקודה A נמצאת על הקו שערכו 50,000V
הנקודה B נמצאת על הקו שערכו 40,000V
(לסעיף ד) m_1=4·10^-4 kg, q_1=-1.2·10^-8 C, v=1.5 m/s (כיוון ימינה, מ-A ל-B)
(לסעיף ה) m_2=m_1, q_2=-q_1, v=1.5 m/s (כיוון שמאלה, מ-A)
חשבו את המרחק AO.
חשבו את השדה החשמלי בנקודה A (גודל וכיוון).
(1) מהו גודל השדה החשמלי בנקודה P? (2) מהו הפוטנציאל בנקודה P?
גוף קטן 1 שמסתו m_1 ומטענו q_1 מוחזק במנוחה בנקודה A. מעניקים לגוף מהירות שגודלה v=1.5 m/s וכיוונה ימינה. במהלך התנועה של גוף 1 ימינה הוא חולף בנקודה B. נתון: m_1=4·10^-4 kg, q_1=-1.2·10^-8 C.
סעיף ד. חשבו את גודל המהירות של גוף 1 בנקודה B.
גוף קטן 2 שמסתו m_2 ומטענו q_2 מוחזק במנוחה בנקודה A. מעניקים גם לגוף 2 מהירות שגודלה v=1.5 m/s אך הפעם כיוונה שמאלה. במהלך התנועה של גוף 2 שמאלה הוא חולף בנקודה C (שאינה מסומנת בתרשים) במהירות שגודלה שווה לגודל המהירות שחישבתם בסעיף ד. נתון: m_2=m_1, q_2=-q_1.
סעיף ה. קבעו אם המרחק AC שווה למרחק AB, קטן ממנו או גדול ממנו. נמקו את קביעתכם.
תלמידים הרכיבו מעגל חשמלי מהרכיבים האלה: מקור מתח לא אידיאלי שהכא"מ שלו ε והתנגדותו הפנימית r, נגד R שהתנגדותו קבועה, נגד R_MK שהתנגדותו משתנה ונקודת המגע הנייד שלו היא P, מכשירי מדידה אידיאליים – מד־מתח V_1, מד־מתח V_2, ומד־זרם A ותילים אידיאליים (ראו תרשים 1). במהלך ניסוי שינו התלמידים את המיקום של המגע הנייד P ורשמו בכל פעם את הוריית הזרם במד־זרם ואת הוריית המתח של כל מד־מתח. על פי התוצאות הם סרטטו את גרף א וגרף ב באותה מערכת צירים, כמתואר בתרשים 2 שלפניכם.
מקור מתח לא אידיאלי: כא"מ ε, התנגדות פנימית r
נגד R בעל התנגדות קבועה
נגד משתנה R_MK, מגע נייד P
מכשירים אידיאליים: V_1, V_2, A
גרף א וגרף ב (תרשים 2): V(V) כפונקציה של I(A); גרף א יורד מ-(0.5,22) עד (2.0,16); גרף ב עולה מ-(0.5,4) עד (2.0,16)
קבעו איזה מן הגרפים א-ב התקבל על פי התוצאות שנמדדו במד־מתח V_1, ואיזה – במד־מתח V_2. נמקו את קביעותיכם.
קבעו או חשבו את הכא"מ ε ואת ההתנגדות הפנימית r של מקור המתח.
חשבו את ההתנגדות של הנגד R.
אחד ממערכי הזרם שבהם נמדדו המתחים המוצגים בתרשים 2 נמדד במצב שבו ההתנגדות של הנגד המשתנה הייתה מקסימלית.
סעיף ד. חשבו את ההתנגדות המשתנה במצב זה.
תלמיד הזיז את המגע הנייד של הנגד המשתנה לכיוון הנקודה M.
סעיף ה. קבעו אם במהלך הזזת המגע הנייד לכיוון הנקודה M המתח על הנגד המשתנה גדל, קטן או לא השתנה. נמקו את קביעתכם.
תלמידה חיברה את המד־מתח V_1 במקום המד־זרם A, כמתואר בתרשים 3 שלפניכם.
סעיף ו. במקרה זה, מה תהיה הוריית V_1 ומה תהיה הוריית V_2? נמקו את תשובותיכם.
בתרשים שלפניכם מתואר מעגל חשמלי. רכיבי המעגל הם: מקור מתח אידיאלי שהכא"מ שלו ε=24V, נגד R שהתנגדותו קבועה, נגד R_MK שהתנגדותו משתנה, נורה L_1 שרשום עליה 24V ו-20W, נורה L_2 שרשום עליה 12V וערך ההספק נמחק, ותילים אידיאליים. נתון כי בשאלה כולה הזרם הזורם דרך שתי הנורות שווה בגודלו.
ε=24V (מקור אידיאלי)
נורה L_1: רשום עליה 24V, 20W
נורה L_2: רשום עליה 12V, ערך ההספק נמחק (לא ידוע)
הזרם הזורם דרך שתי הנורות שווה בגודלו לאורך כל השאלה
ההתנגדויות של הנורות L_1, L_2 מסומנות R_L1, R_L2 בהתאמה (קבועות)
גרף (תרשים): V_1(V) כפונקציה של V_2(V), נקודות מדודות בקירוב (1.7,7.5),(2.4,10.8),(3.4,15.3),(4.15,18.7),(4.8,21.5),(5.35,24.2)
(לסעיף ו) לאחר החלפת מקור המתח: המגע הנייד בנקודה K; מקור לא אידיאלי ε_1, r; L_1 מאירה באור מלא; נצילות המעגל 80%
חשבו את R_L1.
חשבו את עוצמת הזרם שזורם דרך הנגד הקבוע R כאשר נורה L_1 מאירה באורה המלא.
כאשר נורה L_1 מאירה באורה המלא, קבעו אם המגע הנייד של הנגד המשתנה ממוקם בנקודה M, בנקודה K, או בנקודה כלשהי ביניהן. נמקו את קביעתכם.
בטאו את V_1 (המתח על נורה L_1) כפונקציה של V_2 (המתח על נורה L_2) והפרמטרים R_L1, R_L2.
תלמידי מגמת פיזיקה בבית ספר תיכון הרכיבו את המעגל החשמלי המתואר. הם שינו כמה פעמים את מיקום המגע הנייד של הנגד המשתנה ומדדו בכל פעם את המתח על כל אחת מן הנורות באמצעות מד־מתח. על פי תוצאות המדידות הם סרטטו גרף כמתואר לפניכם ("המתח על נורה L_1 כפונקצייה של המתח על נורה L_2").
סעיף ה. היעזרו בשיפוע הגרף וחשבו את ערך ההספק של נורה L_2 (שרישומו נמחק מן הנורה).
התלמידים קבעו את מיקום המגע הנייד של הנגד המשתנה בנקודה K, והחליפו את מקור המתח במקור מתח לא אידיאלי שהכא"מ שלו ε_1 והתנגדותו הפנימית r. במקרה זה הנורה L_1 מאירה באור מלא ונצילות המעגל היא 80%. במעגל זה נצילות המעגל מוגדרת כך: היחס בין ההספק המנוצל על ידי רכיבי המעגל (הנורות והנגד R) לבין ההספק המושקע על ידי מקור המתח.
סעיף ו. חשבו את הכא"מ ε_1 של מקור המתח.
כל שאלות המבחן — 6 שאלות, כל אחת עם פתרון מלא
לפי סדר המבחן. לוחצים על שאלה ועוברים לעמוד שלה: השאלה המלאה, השרטוט, ופתרון מלא ומוסבר צעד אחרי צעד.
- שאלה 1
בתרשים שלפניכם מוצג כדור מוליך ("קליפה כדורית") הטעון במטען חיובי Q, וכמה קווים שווי פוטנציאל שעל כל אחד מהם רשום ערך הפ…
- שאלה 2
תלמידים הרכיבו מעגל חשמלי מהרכיבים האלה: מקור מתח לא אידיאלי שהכא"מ שלו ε והתנגדותו הפנימית r, נגד R שהתנגדותו קבועה, נג…
- שאלה 3
בתרשים שלפניכם מתואר מעגל חשמלי. רכיבי המעגל הם: מקור מתח אידיאלי שהכא"מ שלו ε=24V, נגד R שהתנגדותו קבועה, נגד R_MK שהתנ…
- שאלה 4
קבוצת תלמידים ערכה מדידות למציאת הרכיב האופקי B_E∥ של השדה המגנטי הארצי באזור מגוריהם.
- שאלה 5
בתרשים שלפניכם מתואר מסלול תנועה של אלומת פרוטונים עד לפגיעתה במסך פלואורסצנטי, שבו נוצרת נקודת אור.
- שאלה 6
על מסגרת תיל ריבועית מופעל שדה מגנטי אחיד B⃗ שכיוונו לתוך הדף ובניצב למישור המסגרת (ראו תרשים 1).
פתרו את המבחן המלא — עם משוב על כל תשובה
כל שאלות המבחן, פתרון מפורט, משוב אישי ומעקב התקדמות. בדיוק מה שצריך כדי לעבור.
התחילו לתרגל — חינם ←