אתם מתרגלים שאלה מתוך בגרות פיזיקה — חשמל ומגנטיות (שאלון 36371)מבחן 2024 · קיץ מועד א · שאלה 4כל שאלות המבחן ←
מעגלי זרם ישרכא״מ ומתח הדקים

תלמידים הרכיבו את המעגל החשמלי המתואר בתרשים 1 מן הרכיבים האלה: סוללה שהכא"מ שלה ε והתנגדותה הפנימית r, נגד משתנה שהתנגדותו R_LK ונקודת המגע הנייד שלו S, תילים שהתנגדותם זניחה ומכשירי מדידה אידיאליים – מד-מתח V ומד-זרם A.

נגד משתנה בעל התנגדות R_LK ונקודת מגע נייד S; תילים בהתנגדות זניחה; מכשירי מדידה אידיאליים V ו-A

התלמידים שינו את מיקום S חמש פעמים (שניים מן המיקומים בקצוות K ו-L), ורשמו בכל פעם את הוריות A ו-V וחישבו את ההספק P בנגד המשתנה בכל נקודה M_1–M_5

מעגל חשמלי מלבני. בענף העליון מקור מתח ε,r (סימן סוללה) בטור; מד מתח V (עיגול) מחובר במקביל למקור המתח, בקשת חוט מעל הענף. הצד הימני של המעגל יורד ופונה שמאלה במדרגה קטנה עם חץ מסו

גרף P(W) (ציר אנכי, 0 עד 8 בקפיצות של 1) כתלות ב-I(A) (ציר אופקי, 0 עד 4.5 בקפיצות של 0.5). עקומה חלקה בצורת פרבולה הפוכה (קמורה כלפי מעלה) העוברת דרך חמש נקודות מסומנות: M_1 ב-(0.

אותו מעגל כמו בתרשים 1, אך עם החלפת המיקום של מד הזרם A ומד המתח V: מד הזרם A (עיגול) מחובר כעת במקביל למקור המתח ε,r בענף העליון (בקשת חוט מעל הענף, במקום שבו היה V בתרשים 1); מד

סעיף א

התלמידים הזיזו את המגע הנייד S של הנגד המשתנה R_LK לכיוון הקצה L . קבעו אם הוריית מד-המתח V גדלה, קטנה או לא השתנתה. נמקו את קביעתכם.

סעיף ב

התלמידים שינו את המיקום של המגע הנייד S חמש פעמים (שניים מן המיקומים היו בקצוות K ו-L). בכל פעם הם רשמו את ההוריה של מד-הזרם A ומד-המתח V, וחישבו את ההספק P המתפתח בנגד המשתנה R_LK בכל אחת מחמש נקודות המדידה M_1–M_5 . התלמידים סרטטו גרף של ההספק P כפונקציה של הזרם I (ראו תרשים 2).

סעיף ב. בחרו מן הגרף שבתרשים 2 את הנקודה המתאימה לחישוב ההתנגדות המקסימלית של הנגד המשתנה R_LK . חשבו את ההתנגדות המקסימלית של הנגד המשתנה R_LK . פרטו את שיקוליכם בבחירת הנקודה המתאימה ואת שלבי הפתרון.

סעיף ג

חשבו את הכא"מ ε ואת ההתנגדות הפנימית r של הסוללה (תוכלו להיעזר בבחירת שתי נקודות מן הגרף או בכל דרך אחרת שתבחרו). פרטו את שלבי הפתרון.

סעיף ד

בשתי נקודות, M_2 ו-M_4, ההספק שנוצל על ידי הנגד המשתנה R_LK היה זהה.

סעיף ד. האם גם ההספק המבוזבז בסוללה היה אותו הספק בשתי נקודות המדידה האלה? אם כן – נמקו את קביעתכם, אם לא – קבעו באיזו נקודה ההספק המבוזבז גדול יותר, וחשבו פי כמה הוא גדול יותר.

סעיף ה

התלמידים החליפו בין המיקום של מד-הזרם A למיקום של מד-המתח V במעגל (ראו תרשים 3).

סעיף ה. לפניכם ארבעה היגדים 1–4 בנוגע למעגל שבתרשים 3. קבעו מהו ההיגד הנכון, ונמקו את קביעתכם.

  1. הוריית מד-הזרם 0 וגם הוריית מד-המתח היא 0 .
  2. מאחר שלא צוין המיקום של המגע הנייד S על הנגד המשתנה R_LK, אי אפשר לדעת מהי הוריית מכשירי המדידה.
  3. ההוריות של מכשירי המדידה (במעגל שבתרשים 3) זהות להוריות של מכשירי המדידה עבור הנקודה M_5 בגרף שבתרשים 2.
  4. הוריית מד-הזרם 0 והוריית מד-המתח היא ε .
שאלות ותגובות על השאלה

🎓 לא הבנתם משהו? קבלו הסבר נוסף ממרצה

שאלו כאן — ותקבלו מענה מוסמך.

🎓 מרצה עונה כאן — תקבלו מענה מקצועי