Testy Te sty sprawdzające
Grupa B
6 (1 p.) Dwa identyczne szklane akwaria wypełniono wodą: jedno z nich destylowaną, a drugie – z rozpuszczonymi elektrolitami. Ustawiono je na naładowanych dodatnim ładunkiem Q płytach. Do obydwu wrzucono po jednej z dwóch identycznych, identycznych, naładowanych dodatnim ładunkiem Q ołowianych kulek. Która z poniżej opisanych sytuacji jest niemożliwa? A. Obie kulki zatoną. B. Obie kulki będą się identycznie unosić na wodzie. C. Jedna z kulek zatonie, a druga będzie się unosić. D. Jedna z kulek zawiśnie nad powierzchnią wody.
7 (1 p.) Do kondensatora płaskiego o pojemności C podłączonego do źródła napięcia stałego U wsunięto dielektryk. Co stanie się z ładunkiem na okładkach kondensatora? A. Wzrośnie i taki pozostanie. B. Zmaleje i taki pozostanie. C. Wzrośnie, ale tylko na czas wsuwania dielektryka. Gdy dielektryk zostanie umieszczony nieruchomo między okładkami, napięcie wróci do stanu pierwotnego. D. Zmaleje, ale tylko na czas wsuwania dielektryka. Gdy dielektryk zostanie umieszczony nieruchomo między okładkami, napięcie wróci do stanu pierwotnego.
8 (1 p.) Po wprowadzeniu dielektryka energia zgromadzona w kondensatorze z poprzedniego zadania, w porównaniu z jego energią przed wprowadzeniem dielektryka: A. wzrosła. B. zmalała. C. nie zmieniła się. D. nie da się tego określić, bez posiadania danych liczbowych.
9
(1 p.) Dwie lekkie, naładowane ujemnie kulki zostały zawieszone na nitkach zaczepionych w tym samym punkcie. Pomiędzy kulki wkładano kolejno: nieuziemioną metalową płytę, dielektryk i szklankę z olejem, a potem obserwowano zachowanie kulek. Oceń prawdziwość poniższych zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F – jeśli jest fałszywe. Wstaw obok każdego zdania zna k X w odpowiedniej rubryce. P
1.
Jeżeli włożymy nieuziemioną metalową płytę, to kulki pozostaną w tym samym położeniu.
2.
Jeżeli włożymy dielektryk, to kulki oddalą się nieco od siebie. siebie.
3.
Jeżeli włożymy szklan szklankę kę z olejem olejem,, to kulki zbliżą się nieco nieco do siebie. siebie.
F
10 (1 p.) Metalową kulistą powłokę z ostrzem ustawiono obok zapalonej świecy (patrz rysunek). Następnie powłokę naelektryzowano ujemnie. Zaobserwowano, że płomień świecy odchyla się. Dokończ poniższe zdanie tak, aby było poprawne. Wybierz odpowiedź (A lub B) i jej uzasadnienie (1 lub 2). Wstaw X w odpowiednim miejscu.
A
w prawo,
Płomień świecy odchyla się
1
ujemnych
2
dodatnich
ponieważ w pobliżu ostrza tworzy się „wiatr” jonów B
w lewo,
na skutek przejścia elektronów pomiędzy metalową powłoką a cząsteczkami powietrza.
51
52
Testy sprawdzające
Grupa B
11 W próżni, bez zewnętrznego pola grawitacyjnego, cztery punkty materialne o masach m, jednakowych dodatnich ładunkach q i jednakowych prędkościach v poruszają się ruchem jednostajnym po okręgu o promieniu R. W środku okręgu znajduje się ujemny ładunek Q. Oddziaływania grawitacyjne między punktami materialnymi pomijamy. a) (1 p.) Wymień wszystkie siły dzia łające na dowolny z poruszających się ładunków (w układzie inercjalnym). b) (1 p.) W jaki sposób punkty są rozmieszczone na okręgu? c) (4 p.) Oblicz, jaki ładunek Q znajduje się w środku okręgu.
12 Między dwie równoległe, metalowe, naładowane różnoimiennie płytki kondensatora płaskiego wprowadzono proton tuż przy płytce naładowanej dodatnio. Kondensator jest naładowany do napięcia U = 5 V, a proton wlatuje w jego pole z prędkością skierowaną równolegle do płytek. Przed wprowadzeniem do kondensatora proton został przyspieszony w polu elektrostatycznym o napięciu U 1 = 1000 V. Długość płytek l = 20 cm, a odległość między nimi d = 1 cm. W kondensatorze panuje próżnia.
→
v
a) (3 p.) Opisz słownie ruch cząstki w obszarze kondensatora. b) (4 p.) Czy proton opuści obszar kondensatora? Odpowiedź uzasadnij odpowiednimi obliczeniami.
Testy sprawdzające
Karta odpowiedzi do testu Pole elektryczne (grupa A) Numer zadania 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Poprawna odpowiedź
Punktacja
A C C D B C B A 1. prawda 2. fałsz 3. fałsz
0–1 0–1 0–1 0–1 0–1 0–1 0–1 0–1 0–1
A–2
0–1
a)
Siły: dwie siły elektrostatyczne wynikające z oddziaływania z pozostałymi ładunkami poruszającymi się po okręgu oraz siła elektrostatyczna wynikająca z oddziaływania z ładunkiem znajdującym się w środku okręgu. b) Ładunki są umieszczone w wierzchołkach trójkąta równobocznego. c)
0–1
0–1 0–4
Zasady przyznawania punktów Poprawna odpowiedź – 1 p. Błędna odpowiedź lub brak odpowiedzi – 0 p.
Poprawne zaznaczenie wszystkich odpowiedzi – 1 p. Błędne zaznaczenie odpowiedzi lub jego brak – 0 p. Poprawne zaznaczenie – 1 p. Błędne zaznaczenie odpowiedzi lub jego brak – 0 p. Poprawna odpowiedź – 1 p. Błędna odpowiedź lub jej brak – 0 p.
Poprawna odpowiedź – 1 p. Błędna odpowiedź lub jej brak – 0 p. Rozwiązanie prawidłowe lub jego część – 1–4 p. Rozwiązanie, w którym nie ma istotnego postępu – 0 p.
→
F 1
→
→
F 2
F 3
→
F 2
→
+
Z ]F = mv R ] [F = F ] ]F = F – 2F cos 30 \
F 3
2
2
3
1
2
c
Bok trójkąta równobocznego wpisanego w okrąg o promieniu R wynosi 3 R. kq 2 F2 = F 3 = ^ 3 Rh2 F 1
=
mv 2 R Q 12
a)
=
kqQ R2 =
kqQ R2
mv 2 q kq
–
+
3 kq 3R
2
2
3R 3
Na elektron działa stała siła skierowana wzdłuż linii sił pola w stronę dodatniej płytki. Siła ta nadaje elektronowi stałe przyspieszenie a. Ruch elektronu jest ruchem złożonym z dwóch ruchów: ruchu jednostajnego prostoliniowego z prędkością v odbywającego się wzdłuż płytek oraz z ruchu jednostajnie przyspieszonego pod wpływem sił elektrycznych pochodzących od płytek (odbywającego się prostopadle do płytek). Torem ruchu jest parabola.
0–3
Rozwiązanie prawidłowe – 3 p. – Zauważenie, że ruch elektronu jest ruchem złożonym z dwóch ruchów oraz że jednym z nich jest ruch jednostajny prostoliniowy z prędkością v , odbywający się wzdłuż płytek. – Zauważenie, że drugim ruchem jest ruch jednostajnie przyspie szony pod wpływem sił elektrycznych pochodzących od płytek (odbywający się prostopadle do płytek). – Nazwanie toru ruchu parabolą.
53
