Elektryczność i magnetyzm - testy dla gimnazjum
E.Krawczyk, W. Dindorf (ze zbioru "Przyjazne testy - fizyka" WSzPWN 2001 - nakład wyczerpany)
W zadaniach dotyczących obwodów elektrycznych będziemy - dla uproszczenia zapisu - posługiwali się żargonem stosowanym w życiu codziennym. Zamiast pisać "żarówka, która zasilana ze źródła o napięciu 220 wolt pobiera moc 60 watów" napiszemy: żarówka (220V, 60W).
Przypominamy podstawowe (a innych w poniższych zadaniach nie potrzebujemy) związki: Natężenie prądu I (A amper - jednostka podstawowa) Ładunek elektryczny Q = It (C = As kulomb = amper sekunda) Napięcie elektryczne U = L/Q (V = J/C wolt = dżul/kulomb) Opór przewodnika R = U/I ( W = V/A om = wolt/amper) Praca (energia) prądu elektrycznego L = Uit (J = VAs dżul = wolt amper sekunda) Moc prądu elektrycznego P = UI (W = VA wat = wolt amper) |
E1. Dla odświeżenia pamięci przypomnijmy, że jeśli mówiąc o tym co dzieje się w obwodzie elektrycznym używamy słów: płynie, wydziela się, panuje na końcach opornika, to mamy na myśli odpowiednio:
E2. Gdy chcemy określić elektryczne właściwości jakiegoś elementu obwodu to zwykle myślimy o
E3. Który z wymienionych elementów nie jest niezbędny w najprostszym obwodzie elektrycznym?
E4. Obwód elektryczny konstruujemy zawsze w tym celu aby elektronom znajdującym się w przewodniku
E5. Gdy w obwodzie zamkniętym płynie prąd, natężenie prądu na wyjściu ze źródła
E6. Kiedy przychodzi do domu inkasent z elektrowni to w tym celu by rozliczyć nas za:
E7. Kilowatogodzina (cena około 0.20 zł) to 3 600 000
E8. Za 20 groszy można (teoretycznie - patrz zadanie E7) wydźwignąć 60 kilogramowego turystę na wysokość
E9 - 13 Trzy żaróweczki (2V,0.1W) choinkowe: zieloną, czerwoną i niebieską podłączono do źródła o napięciu 3V tak jak pokazuje schemat
E9. Jeśli opór elektryczny jednej żaróweczki wynosi R, to opór trzech żaróweczek połączonych jak na rysunku powinien wynosić:
E10. Trzy zaznaczone na rysunku wartości natężenia prądu elektrycznego musza spełniać zależność:
E11. Żaróweczka zielona (Z) świeci pełnym światłem (tzn pobiera moc 0.1W). Z czterech zdań dotyczących tej informacji wybierz zdanie fałszywe
E12. Gdyby przerwało się włókno niebieskiej żaróweczki to w porównaniu z sytuacją poprzednią
E13. Gdybyś chciał takimi żaróweczkami oświetlić choinkę zasilając je z sieci 220 wolt to musiałbyś
Zadania E14 - 16 dotyczą tego samego rysunku.
Rysunek przedstawia fragment obwodu elektrycznego, w którym płynie prąd o natężeniu * .
Prąd musi się rozdzielić na dwie gałęzie w których zainstalowano opory o wartości R i 2R.
E14. Zasada zachowania energii wymaga by w gałęzi z oporem 2R popłynął prąd o natężeniu:
E15. Gdyby w zadaniu E14 zmienić kierunek przepływu prądu na przeciwny, to poprawną odpowiedzią na tak samo postawione pytanie byłaby odpowiedź:
E16. Ktoś zechciał zlikwidować rozgałęzienie ale tak, by w tej części obwodu nadal płynął prąd o natężeniu I.
Między punktami A i B należało więc wstawić opór o wartości
E17. Informacja: Przy ustalonej odległości między dwoma ładunkami siła z jaką ładunki się
odpychają (lub przyciągają) zależy od każdego z ładunków. Zależy tak, że jeśli jeden z nich
zwiększy się dwukrotnie to siła oddziaływania będzie dwa razy większa.
Na podstawie tej informacji wybierz jedno z czterech zdań, które uznasz, że nie jest wnioskiem z powyższej informacji.
E18. Na rysunku zaznaczone są trzy obszary na zewnątrz i pomiędzy ładunkami elektrycznymi o wielkościach + 2q i -1q . W którym z obszarów można umieścić trzeci ładunek o wielkości +1q tak aby oddziaływujące nań oba pozostałe ładunki dawały w sumie siłę równą zero?
E19. Rysunek przedstawia dwa balony zawieszone na jednakowo długich niciach na tym samym haczyku oraz linię pionową przeprowadzoną od miejsca zawieszenia balonów. Balony się odpychają, ich nici tworzą taki sam kąt z linią pionową.
Można z tego wywnioskować, że
E20. Jeśli cztery ładunki elektryczne: Q, G, P i H zachowują się tak, że Q i G się przyciągają,
zaś P i H odpychają się, to która z kombinacji odnośnie znaków ładunków jest możliwa:
Q G P H
E21. Niektóre samochody, szczególnie przeznaczone do przewozu materiałów łatwopalnych posiadają proste urządzenia utrudniające gromadzenie się (przez tarcie) ładunku elektrycznego na obudowie pojazdu podczas jazdy. Takie urządzenia to
E22. Gdy dotykasz metalowego przedmiotu (np. klamki u drzwi) odczuwasz a nawet zauważasz czasem przeskok iskry. Zdarza się to znacznie częściej w zimie niż np. latem. Dlaczego? Wybierz odpowiedź, którą uznasz za najbardziej przekonywującą:
E23. Rysunek przedstawia dwa jednakowe dodatnie ładunki Q1 i Q2 umieszczone w pewnej odległości od siebie. Mały dodatni ładunek q umieszczono tak, że trzy ładunki Q1, Q2 i q stanowią wierzchołki trójkąta równobocznego. Która z czterech strzałek przedstawia kierunek w jakim ładunek q ruszyłby z miejsca gdyby był wolny?
E24. Gdyby Q2 zmienić na taki sam ładunek tylko ujemny to odpowiedzią na pytanie z zadania E23 byłaby odpowiedź:
E25. Która z czterech kombinacji ładunków musiałaby mieć miejsce aby poprawną odpowiedzią na
pytanie zadane w zadaniu E23 była odpowiedź - wektor 5 ?
Q1 Q2 q
E26. Błyskawica w czasie burzy to jeden z dowodów na to że;
E27. Grzejnik elektryczny ma przełącznik umożliwiający ustawienie pracy grzejnika na trzy możliwości: duża moc, średnia moc, mała moc. Zbudowany jest on tylko z dwóch jednakowych oporów (elementów grzejnych), które są łączone w zależności od wybranej pozycji przełącznika albo
Który z podanych zestawów poprawnie przedstawia uszeregowanie mocy odpowiadające pozycji przełącznikaE28. Jeden z oporów z zadania E27 spalił się w czasie pracy. Zanim specjalista wymienił go na nowy
E29. Który z niżej wymienionych urządzeń - twoim zdaniem - nie ma nic wspólnego, lub ma najmniej wspólnego z faktem, że rożne materiały mogą (z różnych przyczyn) zmieniać swój stan naelektryzowania?
E30. Gdy podłączę bieguny akumulatora samochodowego do końców cienkiego oporowego przewodu to otrzymam prąd 1 ampera. Jakiego prądu - twoim zdaniem - można by oczekiwać przy podłączeniu do takiego akumulatora dwa razy dłuższego przewodnika ale podwójnie grubego (jak dwa biegnące równolegle)?
E31. Natężenie prądu w obwodzie można zmieniać w rozmaity sposób: stosując zmienne opory, zmieniając temperaturę elementu obwodu, zmieniając oświetlenie elementu obwodu, zmieniając ciśnienie wywierane na element obwodu. Ten ostatni z wymienionych sposobów wykorzystany jest
E32. Elektret , to nazwa stosowana do określenia
E33-36 Cztery obwody zawierają identyczne baterie do których podłączone są w podany na rysunkach sposób jednakowe żarówki.
E33. Który układ spowoduje najszybsze wyczerpanie się baterii?
E34. W którym układzie znajduje się żarówka (lub żarówki) święcąca najsłabiej?
E35. Który układ daje najmniej światła?
E36. W jednym z układów spalenie się jednej żarówki nie daje natychmiastowej informacji która żarówka jest spalona. W którym układzie?
E37. Obraz telewizyjny powstaje na ekranie gdy
E38. Na rysunku przedstawiono dwie pary płytek (1-3) i (2-4) mogących odchylać wiązkę elektronów. Punkt O na rysunku oznacza ślad wiązki w środku ekranu, gdy płytki są na potencjale zerowym.
Jeśli chcemy aby wiązka trafiła w punkt oznaczony przez X musimy nadać płytkom potencjały o znakach przedstawionych w poniższej tabeli w rzędzie:E39. Na poziomym stole umieszczono blisko obok siebie równolegle dwa walce: magnes i nie namagnesowany pręt żelazny. Oba przytrzymywane palcami.
Jedno z poniższych zdań poprawnie opisuje zachowanie się walców. Które?E40. Na poziomym stole umieszczono blisko obok siebie równolegle dwa walce. (rys jak w poprzednim zadaniu): magnes i nie namagnesowany walec stalowy. Oba przytrzymywane palcami. Jedno z poniższych zdań fałszywie opisuje zachowanie się walców gdy jednemu z nich, lub obu pozwoli się poruszać. Które zdanie jest fałszywe?
E41. Magnetyczne właściwości niektórych metali muszą mieć związek z ich strukturą elektronową. Można tak sądzić wiedząc, że
E42. Jeśli przewodnik przez który płynie prąd o stałym natężeniu przebija kartkę tej książki prostopadle w miejscu zaznaczonym przez X, to opiłki żelaza rozsypane na kartce ułożą się tak jak pokazuje rysunek:
E43. Jeśli połączysz przewodami elektrycznymi dwa czułe mierniki analogowe elektrodynamiczne (z magnesem, cewką i wskazówką) i będziesz delikatnie poruszał jednym z nich, to wskazówka drugiego też się poruszy. Będzie to dobry przykład na to, że
E44. Tramwaje i pociągi elektryczne, hamując przy zbliżaniu się do stacji, wykorzystują energię ruchu
do wytwarzania prądu elektrycznego, którym w zimie ogrzewa się wnętrza pojazdu, a w każdej
porze roku doładowuje się akumulatory potrzebne np. do oświetlenia.
Takie hamowanie polega na:
E45. Jeśli silnikiem elektrycznym nazwiemy urządzenie, które przetwarza energię elektromagnetyczną na energię kinetyczną to silnikiem (motorem) nie jest:
E46. Oto zestaw urządzeń elektrycznych: miernik analogowy elektrodynamiczny (np. amperomierz), głośnik, dzwonek elektryczny, wentylator, pralka, suszarka do włosów, starter samochodowy, transformator, tramwaj, żarówka, telewizor. Ile z wymienionych urządzeń musi być zasilanych prądem zmiennym?
E47. Odpowiednikiem kurka przy baterii w łazience, którym można nie tylko włączać ale i regulować ilość przepływu wody, jest w układach elektrycznych
E48. W butlach gazowych stosuje się przewężenia - reduktory - by ochronić przed niebezpieczeństwem jakie mogłoby się zdarzyć, gdyby cała zawartość butli wydostała się na zewnątrz. W systemach elektrycznych (np. w twoim domu) jako ochrony przed nadmiarem ładunku jaki płynąc w przewodach mógłby spowodować pożar, stosuje się
E49. Z pokazanego niżej wykresu zależności natężenia prądu od czasu przepływu można wywnioskować, że
E50. Rysunek przedstawia schemat obwodu elektrycznego w którym zapomniano nazwać mierniki zaznaczone jako 1, 2 i 3.
Jeśli pamiętasz o zasadach pomiaru natężenia prądu (w amperach) i napięcia (w woltach) to wybierzesz poprawne nazwy dla tych trzech mierników:E51. Rysunek przedstawia pętlę z przewodnika która może swobodnie odchylać się lub obracać. W pobliżu pętli umieszczono nieruchomy magnes sztabkowy. Obserwując zachowanie się pętli można
E52. Gdyby zamiast źródła napięcia podłączyć do pętli bardzo czuły miernik prądu, to podczas wahadłowego ruchu pętli
E53. Bezpieczniki w instalacji domowej stosuje się
E54. W obwód przedstawiony na rysunku należy włączyć miernik, który najrzetelniej zmierzy natężenie prądu w tym obwodzie. Na schemacie zaznaczono miejsca ponumerowane od 1 do 5. Jaki miernik i gdzie należy podłączyć?
E55. Gdyby chcieć wyliczyć wszystkich wielkich ludzi zasłużonych w dziedzinie badań nad
elektrycznością i magnetyzmem lista byłaby ogromna:
Wymienimy tylko czterech przedstawicieli dwóch krajów.
Oto ta czwórka Galvani, Volta, Faraday i Gilbert. Z jakich krajów pochodzili?