בגרות פיזיקה חשמל ומגנטיות, קיץ 2025 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.
תלמידים קיבלו משימה לביצוע – מעבדה בסימולציה ממוחשבת העוסקת באלקטרוסטטיקה. בסימולציה שני כדורים קטנים A ו־B. כדור A טעון במטען q וכדור B טעון במטען זהה בגודל ומנוגד בסימן, -q. המערכת בסימולציה נמצאת בריק. המערכת בסימולציה מכילה מעמד מעבדתי (סטטיב) המוצב על שולחן. למעמד מחוברות שתי זרועות: זרוע 1 מקובעת במקומה ואליה קשור בחוט מבודד כדור A, וזרוע 2 הניתנת להזזה מעלה ומטה, וממנה תלוי בחוט מבודד כדור B. מרכזי הכדורים נמצאים על קו אנכי (ראו תרשים).
מסתו של כל כדור היא m
כמות המטען q על כל כדור קבועה והתפלגותו אחידה
תנאי הכבידה בסימולציה זהים לאלה שעל פני כדור הארץ
הסימולציה מציגה מדידות של: T_B — מתיחות החוט שאליו הכדור B קשור; r — המרחק בין מרכזי הכדורים A ו־B
[טבלת מדידות] r(m) = 0.16 , 0.18 , 0.20 , 0.22 , 0.24
[טבלת מדידות] T_B(N) = 0.41 , 0.33 , 0.28 , 0.25 , 0.21
T_max — המתיחות המרבית שכל חוט יכול לשאת בלי להיקרע (נתון לסעיף ה)
(1) סרטטו את תרשים הכוחות שפועלים על כדור B. ליד כל כוח רשמו את שמו וציינו מי מפעיל אותו. (2) פתחו ביטוי של מתיחות החוט, T_B, כפונקצייה של המרחק r. השתמשו בפרמטרים q, m ובקבועים פיזיקליים, אם יש צורך.
התלמידים סרטטו גרף של המתיחות T_B כפונקצייה של משתנה חדש שנבחר כך שהגרף יהיה ליניארי.
סעיף ב. קבעו מהו המשתנה החדש, ומה הן יחידות המידה שלו. העתיקו למחברתכם את השורה של T_B מן הטבלה, הוסיפו מתחתיה שורה חדשה, ורשמו בה את הערכים והיחידות של המשתנה החדש.
(1) סרטטו במחברתכם דיאגרמת פיזור (נקודות במערכת הצירים) של המתיחות T_B כפונקצייה של המשתנה החדש. (2) הוסיפו לדיאגרמת הפיזור את הישר המתאים לה ביותר (קו מגמה).
היעזרו בגרף וחשבו את גודל המטען |q| ואת המסה m של כל אחד מן הכדורים.
סימולציה זו מתוכנתת כך שהמתיחות המרבית שכל חוט יכול לשאת בלי להיקרע היא T_max. התלמידים קירבו באיטיות את כדור B לעבר כדור A עד אשר לפחות אחד מן החוטים נקרע.
סעיף ה. קבעו מה קרה: החוט הקשור לכדור A נקרע ראשון, החוט הקשור לכדור B נקרע ראשון או ששני החוטים נקרעו באותו הזמן. נמקו את קביעתכם.
תלמידים ביצעו ניסויים במעגל חשמלי. הרכיבים שעמדו לרשותם הם אלה: – מקור מתח בעל כא"מ ε=20V והתנגדות פנימית r=2Ω. – נגד שהתנגדותו R_1. – שני מדי מתח אידיאליים. – תילים מוליכים בעלי התנגדות זניחה. – נגד משתנה MN עם מגע נייד P. התלמידים חיברו את הנגד R_1 למקור המתח. הם מדדו את מתח ההדקים של מקור המתח באמצעות אחד ממדי המתח. הוריית מד המתח הייתה 16V.
ε = 20V (כא"מ מקור המתח)
r = 2Ω (התנגדות פנימית מקור המתח)
שני מדי מתח אידיאליים, תילים בהתנגדות זניחה
הוריית מד המתח על הדקי המקור, כשמחובר לבדו לנגד R_1: 16V
(1) סרטטו תרשים של המעגל שהרכיבו התלמידים. (2) חשבו את ההתנגדות R_1.
בניסוי נוסף, הרכיבו התלמידים את המעגל המתואר בתרשים 1 (מקור המתח ε,r מחובר לנגד המשתנה MN; לרוחב קטע MP של הנגד המשתנה מחובר במקביל הנגד R_1 עם מד המתח V_1 על פניו; מד המתח V_2 מחובר על פני מקור המתח). התלמידים הציבו את המגע הנייד P בדיוק באמצע הנגד המשתנה MN והתבוננו בהוריות מדי המתח V_1 ו־V_2.
סעיף ב. קבעו אם V_1 גדול מ־V_2/2, קטן ממנו, או שווה לו. נמקו את קביעתכם.
התלמידים הציבו את המגע הנייד P בנקודה חדשה. עבור נקודה זו הוריית מד המתח V_1 הייתה V_1=12V והוריית מד המתח V_2 הייתה V_2=15V.
סעיף ג. חשבו את התנגדות הקטע MP בנגד המשתנה, R_MP.
חשבו את ההתנגדות של הנגד המשתנה כולו, R_MN.
התלמידים החליטו לחבר למעגל המתואר בתרשים 1 מפסק S במקום הנגד R_1 (ראו תרשים 2). התלמידים הזיזו באיטיות את המגע הנייד P לעבר הנקודה N, כך שהמגע הנייד נותר מחובר לנגד המשתנה לכל אורך התהליך, והתבוננו בהוריות מדי המתח V_1 ו־V_2.
סעיף ה. עבור כל אחד ממדי המתח V_1 ו־V_2, קבעו אם הערך שהוא מורה יקטן בעת ביצוע פעולה זו, יגדל או לא ישתנה, בכל אחד משני המצבים (1)–(2) שלפניכם. נמקו את קביעותיכם. (1) המפסק S פתוח. (2) המפסק S סגור.
תלמידות הרכיבו את המעגל החשמלי המתואר בתרשים 1 מן הרכיבים האלה: מקור מתח שהכא"מ שלו ε והתנגדותו הפנימית r, נגד משתנה R_MN שנקודת המגע הנייד שלו היא Q, תילים מוליכים שהתנגדותם זניחה ומכשירי מדידה אידיאליים: מד מתח V ומד זרם A. התלמידות שינו את מיקום המגע הנייד Q של הנגד המשתנה R_MN. בכל פעם רשמו את הוריית מד המתח V ואת הוריית מד הזרם A. התלמידות סרטטו גרף של מתח ההדקים V כפונקצייה של הזרם I (ראו תרשים 2).
מד מתח V ומד זרם A אידיאליים; תילים בהתנגדות זניחה
[תרשים 2, נקרא מן הגרף] נקודות מדידה (I,V) בקירוב: (1.34,14.0), (2.17,11.6), (2.66,10.05), (3.67,7.05), (4.50,4.54)
[תרשים 3, נקרא מן הגרף] נקודות ההספק המנוצל P כתלות במתח ההדקים V בקירוב: (4.47,20.3), (7.0,25.7), (9.97,26.68), (11.6,24.84), (14.0,18.7)
היעזרו בגרף שבתרשים 2 ומצאו את הכא"מ של מקור המתח, ε, ואת התנגדותו הפנימית, r.
הראו שהביטוי הכללי של ההספק המנוצל P כפונקצייה של מתח ההדקים V הוא: P = -V²/r + εV/r
התלמידות רצו להשתמש בנגד R_MN במעגל זה כגוף חימום שבאמצעותו אפשר לחמם מים. הן מיקמו את המגע הנייד Q של הנגד המשתנה R_MN כך שהמים יתחממו בזמן הקצר ביותר.
סעיף ג. חשבו את ההתנגדות R_QN במצב זה. פרטו את חישוביכם.
לפניכם שני היגדים. עבור כל היגד קבעו אם הוא נכון או לא נכון, ונמקו את קביעותיכם.
סעיף ד. (1) מעמידים את המגע הנייד Q כך שהמים יתחממו בזמן הקצר ביותר. במצב זה נצילות מקור המתח היא מקסימלית. (2) אפשר למדוד הספק ביחידות eV/s (אלקטרון־וולט לשנייה).
התלמידות ביצעו את הניסוי פעם נוספת עם מד זרם שהתנגדותו לא זניחה. נקודות המגע של המגע הנייד Q בנגד המשתנה היו זהות בשני הניסויים. בתרשים שלפניכם ארבעה גרפי פיזור 1–4 המתארים את המדידות של שני הניסויים, באופן הזה: המדידות של הניסוי הראשון (מד זרם אידיאלי) מסומנות ב-"○" וקו המגמה הוא קו רציף; המדידות של הניסוי השני (מד זרם שהתנגדותו לא זניחה) מסומנות ב-"+" וקו המגמה הוא קו מקווקו.
סעיף ה. קבעו איזה גרף מתאר בצורה הטובה ביותר את תוצאות המדידות. נמקו את קביעתכם.
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 ←