Zadanie 17. Proton (5 pkt)(maj 2006 pod)

W jednorodnym polu magnetycznym, którego wartość indukcji wynosi 0,1 T, krąży w próżni

proton po okręgu o promieniu równym 20 cm. Wektor indukcji pola magnetycznego jest

prostopadły do płaszczyzny rysunku i skierowany za tę płaszczyznę.

17.1 (2 pkt)

Zaznacz na rysunku wektor prędkości protonu. Odpowiedź krótko uzasadnij, podając

odpowiednią regułę.

17.2 (3 pkt)

Wykaż, że proton o trzykrotnie większej wartości prędkości krąży po okręgu o trzykrotnie

większym promieniu.

Zadanie 3. (1 pkt)(maj 2007 pod)

Linie pola magnetycznego wokół dwóch równoległych umieszczonych blisko siebie przewodników, przez które płyną prądy elektryczne o jednakowych natężeniach, tak jak pokazano poniżej, prawidłowo ilustruje rysunek

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Zadanie 6. (1 pkt) (maj 2007 pod)

Wiązka dodatnio naładowanych cząstek pochodzenia kosmicznego dociera do Ziemi prostopadle do jej powierzchni w okolicach równika (rys.). W wyniku działania ziemskiego pola magnetycznego zostanie ona odchylona w kierunku

A. północnym.

B. południowym.

C. wschodnim.

D. zachodnim.

Zadanie 7. (1 pkt)(maj 2008 pod)

W cyklotronie do zakrzywiania torów naładowanych cząstek wykorzystuje się

A. stałe pole elektryczne.

B. stałe pole magnetyczne.

C. zmienne pole elektryczne.

D. zmienne pole magnetyczne.

Zadanie 4.4 (2 pkt)(maj 2008 roz)

Do włókna świecącej żarówki zbliżono biegun N silnego magnesu. Zapisz, jak zachowa się włókno żarówki po zbliżeniu magnesu, gdy żarówka jest zasilana napięciem przemiennym, a jak, gdy jest zasilana napięciem stałym.

Zadanie 6. (1 pkt) (styczeń 2003 pod)

Transformatory mają powszechne zastosowanie w technice. Jedne wykorzystywane są w zasilaczach sieciowych radioodbiorników, dostosowując napięcie z sieci do napięcia np. 9 V. Inne, stosowane np. w zasilaczach lamp kineskopowych telewizorów, muszą dostosować napięcie sieciowe o wartości skutecznej 220 V do bardzo wysokiego napięcia 25000 V.

Zakładając, że przekładnia transformatora określona jest jako iloraz liczby zwojów w uzwojeniu wtórnym do liczby zwojów w uzwojeniu pierwotnym, możemy powiedzieć, że przekładnia transformatora stosowanego w zasilaczu lampy kineskopowej wynosi:

A. około 0,0004 B. około 0,009 C. około 113,6 D. około 2778

Zadanie 7. (1 pkt) (styczeń 2003 pod)

Kwadratowa ramka o boku 0,1m ustawiona prostopadle do linii jednorodnego pola magnetycznego o indukcji 0,03T została usunięta z pola ruchem jednostajnym w czasie 0,3s. Bezwzględna wartość siły elektromotorycznej wyidukowanej w ramce wyniosła: A. 0,09 V B. 0,01 V C. 0,009 V D. 0,001 V

Zadanie 8. (1 pkt) (styczeń 2003 pod)

W polu magnetycznym umieszczono przewodnik. Jak zachowa się ten przewodnik, gdy przepuścimy przez niego prąd w kierunku pokazanym na rysunku ?

A. Przewodnik odchyli się w prawo.

B. Przewodnik zostanie przyciągnięty przez biegun N.

C. Przewodnik odchyli się w lewo.

D. Przewodnik zostanie przyciągnięty przez biegun S.

Zadanie 16. (3 pkt) (styczeń 2003 pod)

Przez cewkę o współczynniku samoindukcji L = 2mH przepływa prąd, którego wykres w funkcji czasu przedstawiono na rysunku. Oblicz wartość indukowanej siły elektromotorycznej i narysuj wykres zależności siły elektromotorycznej samoindukcji w funkcji czasu.

Zadanie 20. (3 pkt) (styczeń 2003 pod)

W cyklotronie protony o masie 1,67^.10^-27kg i ładunku 1,6^.10^-19C są rozpędzane do prędkości v=3^.10⁶m/s . Maksymalny promień okręgu, po którym jeszcze może poruszać się proton, wynosi 0,4m. Oblicz wartość indukcji jednorodnego pola magnetycznego w tym cyklotronie oraz okres obiegu protonu podczas przyśpieszania. ( Pomiń ewentualne efekty relatywistyczne ).

Zadanie 26. Naładowana cząstka (9 pkt) (styczeń 2005 roz)

Naładowana cząstka, o określonej energii kinetycznej, poruszała się w polu magnetycznym po okręgu o promieniu R=2cm. Po przejściu przez płytkę ołowianą cząstka dalej poruszała się w tym samym polu magnetycznym, po okręgu o mniejszym promieniu r=1cm.

26. 1 (4 pkt)

Oblicz względną zmianę energii kinetycznej cząstki po przejściu przez płytkę ołowiana, przy założeniu, że wartość jej prędkości jest znacznie mniejsza od prędkości światła.

26.2 (5 pkt)

Oblicz wartość energii kinetycznej cząstki przed i po przejściu przez płytkę ołowianą. Przyjmij, że cząstką tą jest proton oraz że wartość indukcji pola magnetycznego B =1 T. Energię wyraź w eV.

Zadanie 28. Obwód RLC (12 pkt) (styczeń 2005 roz)

Cewkę o indukcyjności L, kondensator o pojemności C i opornik o oporze R połączono szeregowo ze źródłem napięcia przemiennego U, jak na rysunku.

28.1 (8 pkt)

Narysuj wykresy wektorowe (wskazowe) dla wszystkich przypadków podanych w tabeli 28.2.

28.2 (1 pkt)

Uzupełnij poniższą tabelę:

28.3 (3 pkt)

Oblicz, jaką pojemność powinien mieć kondensator w obwodzie, aby przy indukcyjności L=250μH obwód można było nastroić na częstotliwość 500Hz. (Przyjmij, że R=0Ω).

Zadanie 12. Cząstki w polu magnetycznym (2 pkt)(styczeń 2006pod)

Rysunek przedstawia tory ruchu dwóch cząstek 1 i 2, które posiadają taki sam pęd i wpadają w obszar jednorodnego pola magnetycznego.

Wyjaśnij dlaczego:

− tory cząstek zakrzywione są w przeciwne strony,

− promienie krzywizn torów są różne.

Zadanie 6. (1 pkt)(styczeń 2009 pod)

Przez zwojnicę płynie prąd elektryczny o stałym natężeniu. Po włożeniu do zwojnicy żelaznego rdzenia wartość indukcji magnetycznej wewnątrz zwojnicy

A. znacznie zmaleje.

B. znacznie wzrośnie.

C. nieznacznie zmaleje.

D. nieznacznie wzrośnie.

Zadanie 3. (1 pkt) (czerwiec 2004 pod)

Dodatnio naładowana cząstka, poruszając się w próżni wzdłuż prostej m, wpada w obszar zaznaczony na rysunku. Cząstka opuszcza ten obszar wzdłuż prostej n tak jak pokazano na rysunku. Na podstawie powyższych informacji można stwierdzić, że w obszarze tym wytworzono jednorodne pole, które schematycznie przedstawiono na rysunku

A) 1

B) 2

C) 3

D) 4

Zadanie 16. Dyskietka (2 pkt) (czerwiec 2004 pod)

Podaj, jakie zjawisko magnetyczne wykorzystuje się podczas zapisu informacji na dyskietce

komputerowej. Nazwij własności magnetyczne materiału, który wykorzystano jako nośnik

informacji.

Zadanie 5. (1 pkt)(grudzień 2005 pod)

Poruszający się ze stałą prędkością elektron wpada w obszar jednorodnego pola magnetycznego tak, że wektor jego prędkości jest równoległy do wektora indukcji magnetycznej, a zwroty tych wektorów są przeciwne. Elektron w tym polu będzie poruszał się ruchem

A. jednostajnie przyspieszonym.

B. jednostajnie opóźnionym.

C. jednostajnym po okręgu.

D. jednostajnym prostoliniowym.

Zadanie 4. Pole magnetyczne (4 pkt) (grudzień 2007)

W polu magnetycznym o indukcji 1,5T porusza się z prędkością v prostoliniowy przewodnik o długości 0,3m.

4.1. (2 pkt)

Oblicz wartość siły elektromotorycznej powstającej między końcami przewodnika, który porusza się z prędkością 5m/s . Kąt między wektorem indukcji pola magnetycznego a wektorem prędkości jest równy 90°.

4.2. (2 pkt)

Podaj, jaki warunek musi być spełniony, aby między końcami rozważanego przewodnika nie powstawała siła elektromotoryczna.

Zadanie 27. Transformator (10 pkt) (Grudzień 2005 roz)

27.1 (2 pkt)

Podczas wykonywania doświadczenia w szkole uczniowie stwierdzili, że w czasie przepływu prądu przemiennego w cewce (zwojnicy) pierwszej (I) dołączonej do źródła napięcia przemiennego o wartości skutecznej U=9V, w amperomierzu dołączonym do drugiej cewki (II) płynie prąd.

a) Podaj i zapisz nazwę zjawiska, które powoduje przepływ prądu elektrycznego w drugim

obwodzie. (1 pkt)

b) Poniżej wymieniono zjawiska (oznaczone literami od A do E), zachodzące w układzie przedstawionym na rysunku. Wpisz je do diagramu we właściwej kolejności (w pola wpisz litery odpowiadające zjawiskom). (1pkt)

A. wytworzenie zmiennego pola magnetycznego,

B. przepływ prądu przez amperomierz,

C. przepływ prądu przez cewkę I,

D. wytworzenie zmiennego strumienia pola magnetycznego,

E. wytworzenie siły elektromotorycznej indukcji w obwodzie drugim.

27.2 (2 pkt)

Uczniowie mieli do dyspozycji jednakowej wielkości rdzenie (w kształcie walca, o wymiarach zbliżonych do wymiarów zwojnicy) wykonane z aluminium, żelaza i miedzi. Zapisz, który z tych rdzeni po wsunięciu do wnętrza obu cewek jest w stanie, w znaczący sposób, zmienić natężenie prądu płynącego przez amperomierz. Podaj nazwę własności magnetycznych materiału, z którego wykonany jest ten rdzeń.

27.3 (2 pkt)

Końce cewki (II) zostały rozwarte. Napisz, jaką liczbę zwojów powinna mieć cewka (II) w porównaniu z liczbą zwojów jaką posiada cewka (I), aby wartość napięcia na końcach cewki II była większa od wartości napięcia na końcach cewki I. Odpowiedź uzasadnij.

27.4 (2 pkt)

Uczniowie pierwszą cewkę podłączyli do baterii o napięciu U = 4,5 V. Napisz, co zauważą uczniowie obserwując amperomierz dołączony do drugiej cewki. Odpowiedź uzasadnij.

Zad. 27.5 (2 pkt)

Z dwóch cewek i odpowiednio dobranego rdzenia zbudowano transformator. Cewkę pierwszą podłączono do źródła napięcia przemiennego. Do cewki drugiej podłączono diodę D i opornik R (rys.)

Na rysunku 1. przedstawiono zależność napięcia na końcach cewki (uzwojenia) II od czasu.

a) Na rysunku 2. naszkicuj (bez zaznaczania wartości liczbowych) zależność natężenia prądu płynącego przez opornik R od czasu. (1 pkt)

b) Ustal i napisz, który z końców cewki A czy B ma wyższy potencjał podczas przepływu prądu przez opornik. (1 pkt)

Zadanie 2. (1 pkt)(listopad 2006 pod)

Na cząstkę poruszającą się z prędkością v w obszarze pola magnetycznego o indukcji B działa siła F (rys.).Sytuacja przedstawiona na rysunku dotyczy

A. protonu.

B. elektronu.

C. neutronu.

D. cząstki α

Zadanie 8. (1 pkt) (listopad 2006 pod)

Cyklotron jest urządzeniem służącym do przyspieszania naładowanych cząstek. W jego działaniu istotną rolę pełnią pola elektryczne i magnetyczne. Wybierz poprawną odpowiedź.

Zadanie 19. Cząstka w polu magnetycznym (3 pkt) (listopad 2006 pod)

Rysunek przedstawia szkic wykresu ilustrujący zależność f (v) (częstotliwości obiegu naładowanej cząstki od wartości jej prędkości). Cząstka porusza się w próżni w stałym, jednorodnym polu magnetycznym, prostopadle do linii tego pola. Wykaż, wykorzystując odpowiednie zależności fizyczne, że przedstawiony wykres jest poprawny. Sformułuj krótko pisemne uzasadnienie.

22. Elektron (3 pkt) (listopad 2006 pod)

Elektron porusza się w jednorodnym polu magnetycznym po okręgu o promieniu 1^.10^-2m. Długość fali de Broglie′a dla tego elektronu jest równa 2,1^.10^-10m. Oblicz wartość wektora indukcji magnetycznej pola magnetycznego, w którym porusza się ten elektron. Efekty relatywistyczne pomiń.

Zadanie 5. Naładowana cząstka w polu magnetycznym (12 pkt) (listopad 2006 roz)

Naładowana cząstka porusza się w próżni z prędkością o stałej wartości w obszarze jednorodnego, stałego pola magnetycznego prostopadle do linii tego pola.

5.1 (3 pkt)

Wykaż, że w opisanej powyżej sytuacji cząstka porusza się po okręgu o promieniu R=mυ/qB oraz że promień ten jest stały.

5.2 (2 pkt)

W rzeczywistości tory naładowanych cząstek poruszających się w jednorodnym, stałym polu magnetycznym, (np. w cieczy w komorze pęcherzykowej) są najczęściej spiralne (promień krzywizny zmniejsza się patrz rys.). Wyjaśnij, dlaczego tak się dzieje odwołując się do odpowiednich zależności.

5.3 (3 pkt)

W pewnym eksperymencie w obszar jednorodnego pola magnetycznego wstrzeliwano z jednakowymi prędkościami cząstki α i β. Oszacuj stosunek promieni okręgów po jakich poruszają się cząstki wchodzące w skład tych wiązek, przyjmując, że masa protonu lub neutronu jest około 1800 razy większa od masy elektronu.

5.4 (2 pkt)

Cząstki α lub β powstają między innymi w wyniku samorzutnych rozpadów jąder atomowych. Napisz schemat rozpadu jądra
, w wyniku którego powstaje cząstka α oraz schemat rozpadu w wyniku którego powstaje cząstka β.

1. ................................................................................................................................................

2. ................................................................................................................................................

5.5 (2 pkt)

Zapisz nazwy dwóch zasad zachowania, z których korzystamy przy zapisywaniu tych schematów.

1. ................................................................................................................................................

2. ................................................................................................................................................

Zadanie 5. (1 pkt)

Źródło prądu stałego, transformator i woltomierz połączono ze sobą tak, jak przedstawiono to na schemacie. Woltomierz umieszczony w obwodzie wtórnym transformatora wskazuje wartość napięcia równą:

A. 0 V; C. 6 V;

B. 3 V; D. 12 V.

Zadanie 12. (2 pkt)

Maciek miał za zadanie skonstruować zwojnicę do wytwarzania pola magnetycznego o wartości indukcji B = 3,14×10^-2T. Na tekturowy walec o długości 2cm uczeń nawinął 125 zwojów drutu. Oblicz wartość natężenia prądu, który powinien płynąć przez skonstruowany przez Maćka zwojnicę.

Zadanie 20. (3 pkt)

Uczeń wsuwał magnes do zwojnicy i wysuwał go, w wyniku czego w zwojnicy powstawał prąd indukcyjny. Czy magnes podczas takiego ruchu jest przez zwojnicę przyciągany, czy odpychany?

Uzasadnij odpowiedź.

Zadanie 26. (cyklotron) (maj 2002 ark 2)

Na poniższym rysunku zamieszczono schemat wnętrza cyklotronu służącego do przyspieszania deuteronów (jąder deuteru).

W cyklotronie jednorodne pola: elektryczne i magnetyczne są skierowane do siebie prostopadle.

Zmieniające się pole elektryczne występuje jedynie pomiędzy duantami, a stałe pole magnetyczne - wewnątrz duantów. Masa deuteronu wynosi m = 3,3×10^-27kg, a ładunek q = 1,6×10^-19C.

Zadanie 26.1. (4 pkt)

Między duantami wytwarza się różnica potencjałów 1,5×10⁵V. Deuteron wpada z duantu do pola elektrycznego równolegle do jego linii z prędkością 10⁵ m/s. Oblicz wartość prędkości deuteronu po przejściu przez pole elektryczne.

Zadanie 26.2. (1 pkt)

Narysuj na schemacie tor, po którym będzie poruszał się deuteron wewnątrz duantu.

Zadanie 26.3. (3 pkt)

Promień toru deuteronu poruszającego się z prędkością 1,82×10⁷ m/s wewnątrz duantu wynosi 0,25m. Oblicz wartość indukcji pola magnetycznego w cyklotronie.

Zadanie 26.4. (4 pkt)

Maksymalna energia deuteronu przyspieszonego w cyklotronie wynosi 13MeV. Oblicz pęd deuteronu wychodzącego z cyklotronu.

Zadanie 20. (3 pkt)

W cyklotronie protony o masie 1,67x10^-25kg i ładunku 1,6x10^-19C są rozpędzane do prędkości v=3x10⁶m/s. Maksymalny promień okręgu, po którym jeszcze może poruszać się proton, wynosi 0,4m. Oblicz wartość indukcji jednorodnego pola magnetycznego w tym cyklotronie oraz okres obiegu protonu podczas przyśpieszania. ( Pomiń ewentualne efekty relatywistyczne ).

Zadanie 29. Obwód elektryczny (9 pkt) (maj 2005 ark 2)

Obwód drgający, będący częścią odbiornika fal elektromagnetycznych, przedstawiono na rysunku. Obwód ten zawiera kondensator o pojemności 10 µF i zwojnicę. Gdy na okładkę kondensatora doprowadzono ładunek q₀ = 200 µC, w obwodzie pojawiły się drgania elektromagnetyczne opisane wzorem q=q₀ cosωt o okresie równym 12,56·10-6 s. Opory rzeczywiste w tym obwodzie są tak małe, że je pomijamy.

29.1 (3 pkt)

Opisz odpowiednim wzorem zależność napięcia na okładkach kondensatora od czasu. Pewne wielkości w tym wzorze nie zależą od czasu. Oblicz ich wartości. Przyjmij π=3,14.

29.2 (2 pkt)

Opisz krótko proces przemian energii podczas drgań elektromagnetycznych w tym obwodzie.

29.3 (2 pkt)

Zapisz, jak zmieniłaby się długość odbieranych fal elektromagnetycznych przez odbiornik, gdyby do kondensatora wsunięto dielektryk o stałej dielektrycznej ε_r. Odpowiedź uzasadnij.

29.4 (2 pkt)

Obwód drgający II. znajdujący się w stacji nadawczej (rys.) zawiera dwa kondensatory o takiej samej pojemności, jak kondensator rozważanym w zadaniu w obwodzie I. oraz zwojnicę o dwukrotnie mniejszej indukcyjności. Zapisz, czy odbiornik fal elektromagnetycznych, w którym znajduje się obwód I. będzie w rezonansie z nadajnikiem zawierającym obwód II.? Uzasadnij swoją odpowiedź.

---