حل تشریحی سوالات سؤالات امتحان نهایی درس فیزیک (2) یازدهم خرداد 1403 - امتحان نهایی خرداد 1403

درستی یا نادرستی گزاره‌های زیر را با واژه‌های "درست" یا "نادرست" مشخص کنید. (1)

الف) بار الکتریکی یک جسم نمی‌تواند هر مقدار دلخواهی را داشته باشد.

ب) همه بارهای متحرک، جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند.

پ) دو سیم موازی با جریان‌های همسو، یکدیگر را دفع می‌کنند.

ت) ضریب خودالقاوری سیملوله به جریان عبوری از آن وابسته است.

عبارت درست را از داخل پرانتز انتخاب کنید. (0/75)

الف) برای تنظیم و کنترل جریان در مدار از (رئوستا - ترمیستور) استفاده می‌شود.

ب) تراکم خطوط میدان مغناطیسی در (داخل - خارج) سیملوله بیشتر است.

پ) قبل از انتقال توان الکتریکی از نیروگاه از مبدل‌هایی استفاده می‌شود که تعداد دورهای پیچه ثانویه (کمتر - بیشتر) از تعداد دورهای پیچه اولیه است.

به سؤالات زیر پاسخ کوتاه دهید. (2/25)

الف) صفحات باردار یک خازن تخت که بین آن‌ها شیشه است، به ولت‌سنج وصل می‌کنیم. با خارج کردن شیشه از بین صفحات خازن، عددی که ولت‌سنج نشان می‌دهد چه تغییری می‌کند؟ چرا؟

ب) میلۀ شیشه‌ای را با پارچه ابریشمی مالش می‌دهیم، سپس آن را به کلاهک الکتروسکوپی با بار مثبت نزدیک می‌کنیم ورقه‌های الکتروسکوپ به هم نزدیک‌تر می‌شوند یا دورتر؟ چرا؟

پ) در مدار زیر توسط شمع به میله حرارت می‌دهیم، در نتیجه عدد آمپرسنج افزایش می‌یابد، با ذکر دلیل رسانا یا نیم‌رسانا بودن میله را تعیین کنید.

ت) سیم حامل جریانی در میدان مغناطیسی یکنواختی قرار دارد. نیروی مغناطیسی وارد بر سیم صفر است. علت آن را توضیح دهید.

با توجه به کلمات داده شده جملات زیر را کامل کنید. (دو مورد اضافه است) (1)

 الف) اساس رنگ‌پاشی اتومبیل مبتنی بر ............ است.

ب) تندی‌سنج دوچرخه بر اساس ............ کار می‌کند.

پ) در ساخت دزدگیرها از ............ استفاده می‌شود.

ت) جذب شدن میخ آهنی به آهنربا به دلیل ............ اتفاق می‌افتد.

مطابق شکل دو آونگ فلزی خنثی در تماس با جسم فلزی دوکی‌شکل هستند، به کمک مولد واندوگراف به جسم دوکی‌شکل بار الکتریکی می‌دهیم: (0/75)

الف) چرا آونگ‌ها منحرف می‌شوند؟

ب) کدام آونگ بیشتر منحرف می‌شود؟ چرا؟

دو بار نقطه‌ای $q_1=4\mu C$ و $q_2=3\mu C$ در فاصلۀ $r$ از هم قرار دارند، اگر نیروی بین این دو بار $2/7N$ باشد، فاصلۀ دو بار چند متر است؟ $(k=9\times {10}^{9}N.m^2/C^2)$ (1)

مطابق شکل الکترونی را از نقطۀ $A$ تا $B$ در میدان الکتریکی جابه‌جا می‌کنیم.

به کمک کلمات (افزایش - کاهش - ثابت - مثبت - منفی) جدول را کامل کنید. (1)

در شکل زیر اندازه و جهت میدان الکتریکی برآیند را در نقطۀ $A$ به دست آورید. ؟ $(k=9\times {10}^{9}N.m^2/C^2)$ (1/5)

در مدار فلاش دوربین عکاسی خازنی وجود دارد که با ولتاژ 200 ولت شارژ شده است. اگر فلاش دوربین عکاسی روشن شود، تخلیۀ انرژی در مدت $2\times {10}^{-3}s$ و با توان 4000 وات انجام می‌شود، ظرفیت خازن چند فاراد است؟ (1)

مطابق شکل دو قطعه سیم هم‌جنس و هم‌دما با طول‌های متفاوت و سطح مقطع یکسان، به دو باتری مشابه وصل کرده‌ایم. (1)

الف) کدام آمپرسنج عدد بیشتری را نشان می‌دهد؟ چرا؟

ب) این آزمایش برای بررسی چه موضوعی طراحی شده است؟

در مدار شکل زیر سه مقاومت 6 و 3 و 4 اهمی وجود دارد، توان مصرفی مقاومت $4\Omega$ را به‌دست آورید. (1/5)

در مدار شکل زیر: (1/75)

الف) ${\epsilon }_2$ چند ولت است؟

ب) پتانسیل نقطه $A$ را به‌دست آورید؟

پ) توان مصرفی باتری ${\epsilon }_1$ چند وات است؟

از یک سیملوله آرمانی به طول $12cm$ جریان $800mA$ عبور می‌کند. اگر بزرگی میدان مغناطیسی روی محور سیملوله و دور از لبه‌های آن $40G$ باشد. (1/25)

الف) تعداد حلقه‌های سیملوله را تعیین کنید. $({\mu }_0=12\times {10}^{-7}T.m/A)$

ب) با توجه به ثابت بودن جریان، دو راهکار برای افزایش بزرگی میدان مغناطیسی درون سیملوله پیشنهاد دهید.

ذره‌ای با بار منفی و جرم ناچیز با تندی $3\times {10}^{3}m/s$ در امتداد محور $x$ وارد فضایی می‌شود، که میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی وجود دارد. اگر اندازۀ میدان الکتریکی $450N/C$ باشد، اندازه و جهت میدان مغناطیسی را چنان تعیین کنید که ذره در همان امتداد محور $x$ به حرکت خود ادامه دهد. (1/5)

حلقۀ رسانایی در نزدیکی یک سیم دراز حامل جریان ثابت، در حرکت است. با توجه به جهت جریان القایی در حلقه، جهت حرکت آن را با ذکر دلیل تعیین کنید. (0/75)

پیچه‌ای شامل 1000 دور که مساحت هر حلقۀ آن $50c{m}^2$ است، عمود بر میدان مغناطیسی یکنواختی به بزرگی $0/04T$ قرار دارد. میدان مغناطیسی در مدت $0/01s$ تغییر می‌کند و بزرگی آن به $0/04T$ در خلاف جهت اولیه می‌رسد. اندازۀ نیروی محرکۀ القایی متوسط در پیچه چند ولت است؟ (1)

شکل زیر نمودار جریان سینوسی را نشان می‌دهد که یک مولد جریان متناوب تولید کرده است.

معادلۀ جریان را بر حسب زمان بنویسید. (1)