Xαράλαμπος Παπαθεοδώρου · Απαντήσεις ερωτήσεων και...

36

Transcript of Xαράλαμπος Παπαθεοδώρου · Απαντήσεις ερωτήσεων και...

Xαράλαμπος Παπαθεοδώρου

Φυσική Γ΄ Λυκείου

Ομάδων Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών και Σπουδών Υγείας

proto.indd 1 5/8/2019 16:49:28

Εκδόσεις Πατάκη – Bιβλία για την εκπαίδευσηΧαράλαμπος Παπαθεοδώρου, Φυσική Γ΄ Λυκείου, Ομάδων προσανατολισμού θετικών σπουδών και σπουδών υγείας – ΗλεκτρομαγνητισμόςΔιορθώσεις: Νάντια ΚουτσουρούμπαΥπεύθυνος έκδοσης: Νίκος ΚύροςDTP: Γιώργος ΧατζησπύροςCopyright© Σ. Πατάκης ΑΕΕΔΕ (Εκδόσεις Πατάκη) και Χαράλαμπος Παπαθεoδώρου, Αθήνα, 2019Πρώτη έκδοση από τις Εκδόσεις Πατάκη, Αθήνα, Αύγουστος 2019Κ.Ε.Τ. Γ534 – Κ.Ε.Π. 584/19ISBN 978-960-16-8359-1

Επικοινωνία με τον συγγραφέα Χαράλαμπο Παπαθεοδώρου: τηλ.: 210.61.30.139, 6937559171, e-mail: [email protected], [email protected] blog: kopernikos1.blogspot.com

ΠΑΝΑΓΗ ΤΣΑΛΔΑΡΗ (ΠΡΩΗΝ ΠΕΙΡΑΙΩΣ) 38, 104 37 ΑΘΗΝΑ,ΤΗΛ.: 210.36.50.000, 210.52.05.600, 801.100.2665, ΦΑΞ: 210.36.50.069ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΔΙΑΘΕΣΗ: ΕΜΜ. ΜΠΕΝΑΚΗ 16, 106 78 ΑΘΗΝΑ, ΤΗΛ.: 210.38.31.078YΠOKΑΤΑΣΤΗMA BOPEIAΣ EΛΛAΔAΣ: KOPYTΣAΣ (TEPMA ΠONTOY – ΠEPIOXH B΄ KTEO), 570 09 KAΛOXΩPI ΘEΣΣAΛONIKHΣ, Τ.Θ. 1213, ΤΗΛ.: 2310.70.63.54, 2310.70.67.15, ΦΑΞ: 2310.70.63.55 Web site: http://www.patakis.gr • e-mail: [email protected], [email protected]

Το παρόν έργο πνευματικής ιδιοκτησίας προστατεύεται κατά τις διατάξεις της ελληνικής νομο-θεσίας (Ν. 2121/1993, όπως έχει τροποποιηθεί και ισχύει σήμερα) και τις διεθνείς συμβάσεις περί πνευματικής ιδιοκτησίας. Απαγορεύεται απολύτως η άνευ γραπτής αδείας του εκδότη κατά οποιονδήποτε τρόπο ή μέσο (ηλεκτρονικό, μηχανικό ή άλλο) αντιγραφή, φωτοανατύπωση και εν γένει αναπαραγωγή, εκμίσθωση ή δανεισμός, μετάφραση, διασκευή, αναμετάδοση στο κοινό σε οποιαδήποτε μορφή και η εν γένει εκμετάλλευση του συνόλου ή μέρους του έργου.

Θέση υπογραφής δικαιούχου δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας, εφόσον η υπογραφή προβλέπεται από τη σύμβαση.

proto.indd 2 5/8/2019 16:49:28

Στην εγγονή μου Σοφία

proto.indd 3 5/8/2019 16:49:28

proto.indd 4 5/8/2019 16:49:28

Πeριεχομενα

Πρόλογος . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Ενότητα 1: ηΛΕΚτΡόΜαΓνητΙΣΜόΣ

Κεφάλαιο 1: Μαγνητικό πεδίο . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Κεφάλαιο 3: Μαγνητικό πεδίο κυκλικού ρευματοφόρου αγωγού . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Κεφάλαιο 4: Μαγνητικό πεδίο σωληνοειδούς . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Κεφάλαιο 5: Δύναμη Laplace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Κεφάλαιο 6: Η ύλη μέσα στο μαγνητικό πεδίο . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Κεφάλαιο 7: Μαγνητική ροή . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111

Κεφάλαιο 8: Ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

Κεφάλαιο 9: Επαγωγικό ρεύμα – Κανόνας του Lenz – Νόμος Neumann . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

1o Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

2o Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

Κεφάλαιο 10: Ευθύγραμμος αγωγός κινούμενος σε ομογενές μαγνητικό πεδίο . . . . . . . . . . . 165

1o Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

2o Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

Κεφάλαιο 11: Στρεφόμενος αγωγός . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

5

proto.indd 5 5/8/2019 16:49:28

Φυσική Γ΄ Λυκείου

6

Ενότητα 2: ΕναΛΛαΣΣόΜΕνό ΡΕΥΜα

Κεφάλαιο 12: Εναλλασσόμενο ρεύμα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

1ο Επαναληπτικό Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289

2ο Επαναληπτικό Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

3ο Επαναληπτικό Κριτήριο Αξιολόγησης . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

Απαντήσεις ερωτήσεων – Λύσεις ασκήσεων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

Απαντήσεις ερωτήσεων και λύσεις ασκήσεων του σχολικού βιβλίου . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357

proto.indd 6 6/8/2019 13:11:37

7

Προλογοσ

Στο βιβλίο αυτό παρουσιάζονται με αναλυτικό τρόπο οι νέες ενότητες της διδακτέας ύλης 2019-2020

της Φυσικής Γ΄ Γενικού Λυκείου των Ομάδων Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών και Σπουδών

Υγείας.

Σε κάθε κεφάλαιο περιέχονται:

• Θεωρία με μορφή ερωτήσεων, ώστε ο μαθητής να επικεντρώνεται στο συγκεκριμένο θέμα.

• Παρατηρήσεις που βοηθούν τον μαθητή να κατανοήσει βασικά σημεία και να αποφύγει τυχόν

«παγίδες» που θα τον οδηγήσουν σε λανθασμένη επίλυση. Οι παρατηρήσεις αυτές θα βοηθήσουν

τον μαθητή ιδιαίτερα στην επανάληψη που θα κάνει για τις Πανελλαδικές εξετάσεις του Ιουνίου.

• Βασικές ασκήσεις υποδειγματικά λυμένες. Στη διαδικασία της επίλυσης παρουσιάζονται σε πλαί-

σιο «σημεία-κλειδιά» που βοηθούν τον μαθητή να βγάλει χρήσιμα συμπεράσματα και τα οποία

μπορεί να χρησιμοποιήσει για τη λύση των ασκήσεων.

• Ερωτήσεις που καλύπτουν όλο το φάσμα της διδακτέας ύλης και βοηθούν στην καλύτερη κατα-

νόηση της θεωρίας.

• Ασκήσεις και Προβλήματα προς λύση, των οποίων το πλήθος και η πολυμορφία εξασφαλίζουν τη

σωστή προετοιμασία του μαθητή.

• Κριτήρια αξιολόγησης για να ελέγξει ο μαθητής τις γνώσεις του.

Μετά την ανάπτυξη των κεφαλαίων της διδακτέας ύλης, παρατίθενται τρία επαναληπτικά κριτήρια

αξιολόγησης.

Στο τέλος του βιβλίου βρίσκονται οι απαντήσεις στις ερωτήσεις και οι λύσεις των ασκήσεων, των προ-

βλημάτων και των κριτηρίων αξιολόγησης, καθώς και οι απαντήσεις-λύσεις των ερωτήσεων-ασκήσεων

του σχολικού βιβλίου.

Ευχαριστώ όλους τους συναδέλφους και τους μαθητές μου που με τις παρατηρήσεις τους βοήθη-

σαν στη συγγραφή του βιβλίου αυτού και ευελπιστώ στις υποδείξεις τους για την περαιτέρω βελτίω-

σή του.

Ο συγγραφέας

proto.indd 7 5/8/2019 16:49:28

proto.indd 8 5/8/2019 16:49:28

ΕΝΟΤΗΤΑ 1 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ

01.indd 9 5/8/2019 23:25:07

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1OΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ∆ΙΟ

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΦΑΣΜΑ ΡΑΒ∆ΟΜΟΡΦΟΥ ΜΑΓΝΗΤΗ

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ∆ΙΟ - ΕΝΤΑΣΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕ∆ΙΟΥ

01.indd 10 5/8/2019 23:25:07

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1OΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ∆ΙΟ

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΦΑΣΜΑ ΡΑΒ∆ΟΜΟΡΦΟΥ ΜΑΓΝΗΤΗ

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ∆ΙΟ - ΕΝΤΑΣΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕ∆ΙΟΥ

11

01.indd 11 5/8/2019 23:25:08

∆ΥΝΑΜΙΚΕΣ ΓΡΑΜΜΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕ∆ΙΟΥ

ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ OERSTED

∆ΥΝΑΜΗ ΠΟΥ ΑΣΚΕΙ ΜΑΓΝΗΤΗΣ ΣΕ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟ ΑΓΩΓΟ

(2)

(1)

12

Φυσική Γ΄ Λυκείου

01.indd 12 5/8/2019 23:25:08

∆ΥΝΑΜΙΚΕΣ ΓΡΑΜΜΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕ∆ΙΟΥ

ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ OERSTED

∆ΥΝΑΜΗ ΠΟΥ ΑΣΚΕΙ ΜΑΓΝΗΤΗΣ ΣΕ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟ ΑΓΩΓΟ

(2)

(1)

Κεφάλαιο 1: Μαγνητικό πεδίο

13

01.indd 13 5/8/2019 23:25:08

ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ Ι∆ΙΟΤΗΤΩΝ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ

(1)

(2)

ΤΡΟΠΟΙ ΑΠΟΜΑΓΝΗΤΙΣΗΣ ΥΛΙΚΩΝ

ΤΡΟΠΟΙ ΜΑΓΝΗΤΙΣΗΣ ΥΛΙΚΩΝ

S

N

14

Φυσική Γ΄ Λυκείου

01.indd 14 5/8/2019 23:25:09

ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ Ι∆ΙΟΤΗΤΩΝ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ

(1)

(2)

ΤΡΟΠΟΙ ΑΠΟΜΑΓΝΗΤΙΣΗΣ ΥΛΙΚΩΝ

ΤΡΟΠΟΙ ΜΑΓΝΗΤΙΣΗΣ ΥΛΙΚΩΝ

S

N

Κεφάλαιο 1: Μαγνητικό πεδίο

15

01.indd 15 5/8/2019 23:25:09

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2OΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ∆ΙΟ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΟΥ

ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟΥ ΑΓΩΓΟΥ

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ∆ΙΟ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟΥ ΑΓΩΓΟΥ «ΑΠΕΙΡΟΥ ΜΗΚΟΥΣ»

Br

B

01.indd 16 5/8/2019 23:25:10

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2OΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ∆ΙΟ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΟΥ

ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟΥ ΑΓΩΓΟΥ

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ∆ΙΟ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟΥ ΑΓΩΓΟΥ «ΑΠΕΙΡΟΥ ΜΗΚΟΥΣ»

Br

B

17

01.indd 17 5/8/2019 23:25:10

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ

1

0

(Ι) (ΙΙ)

B B

0 r0

(Ι) (ΙΙ)

B B

0 r

2

B B

B

Z

B1B1

B1

B2

B1 B2

B2

A

(1) (2)

1 2B2

χ

∆Γ

r

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

I

I

μ

Z

B1B1

B1

B2

B2

B1 B2

B2

(1) (2)

1 2

χ΄

A ∆Γr

(1)

1

Γr1

Φυσική Γ΄ Λυκείου

18

01.indd 18 5/8/2019 23:25:10

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ

1

0

(Ι) (ΙΙ)

B B

0 r0

(Ι) (ΙΙ)

B B

0 r

2

B B

B

Z

B1B1

B1

B2

B1 B2

B2

A

(1) (2)

1 2B2

χ

∆Γ

r

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

I

I

μ

Z

B1B1

B1

B2

B2

B1 B2

B2

(1) (2)

1 2

χ΄

A ∆Γr

(1)

1

Γr1

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού

19

01.indd 19 5/8/2019 23:25:10

I

I

M

B1

B2

(2)(1)

2

r

1

BM

B1B1

B1

B2

B1 B2

B2

(1) (2)

1 2B2

χ

r

ΓΔ Ωε Ω

Ω

Ωμ

Φυσική Γ΄ Λυκείου

20

01.indd 20 5/8/2019 23:25:11

I

I

M

B1

B2

(2)(1)

2

r

1

BM

B1B1

B1

B2

B1 B2

B2

(1) (2)

1 2B2

χ

r

ΓΔ Ωε Ω

Ω

Ωμ

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού

21

01.indd 21 5/8/2019 23:25:12

α Ι Ι

Ι

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

Φυσική Γ΄ Λυκείου

22

01.indd 22 5/8/2019 23:25:12

α Ι Ι

Ι

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού

23

01.indd 23 5/8/2019 23:25:12

0

(1) (2) (3)

0

B

0

B B

0

(1) (2) (3)

0

B

0

B B

0

(1) (2) (3)

0

B

0

B B

0

(1) (2) (3)

0r

B

0 r

B B

r0

(1) (2) (3)

0r

B

0 r

B B

r0

(1) (2) (3)

0r

B

0 r

B B

r

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ

r2

AB

r1

(1) (2)

1 2

Γr/3

r

Φυσική Γ΄ Λυκείου

24

01.indd 24 5/8/2019 23:25:13

0

(1) (2) (3)

0

B

0

B B

0

(1) (2) (3)

0

B

0

B B

0

(1) (2) (3)

0

B

0

B B

0

(1) (2) (3)

0r

B

0 r

B B

r0

(1) (2) (3)

0r

B

0 r

B B

r0

(1) (2) (3)

0r

B

0 r

B B

r

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ

r2

AB

r1

(1) (2)

1 2

Γr/3

r

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού

25

01.indd 25 5/8/2019 23:25:13

(1) (2)

1 2

Γr/2

r

(1) (2)

1 2

ΓΑ ∆

r

(1) (2)

1 2

Γr

r

ΑΣΚΗΣΕΙΣ

0 r(cm)2 4

1

Β2

Β( 10–4Τ)

Φυσική Γ΄ Λυκείου

26

01.indd 26 5/8/2019 23:25:13

(1) (2)

1 2

Γr/2

r

(1) (2)

1 2

ΓΑ ∆

r

(1) (2)

1 2

Γr

r

ΑΣΚΗΣΕΙΣ

0 r(cm)2 4

1

Β2

Β( 10–4Τ)

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού

27

01.indd 27 5/8/2019 23:25:14

21

(2)(1)

r

Φυσική Γ΄ Λυκείου

28

01.indd 28 5/8/2019 23:25:14

21

(2)(1)

r

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού

29

01.indd 29 5/8/2019 23:25:14

ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ

21

(2)(1)

Γr1

r

(1) (2)

1 2

r

(1) (2)

1 2

M

r

Φυσική Γ΄ Λυκείου

30

01.indd 30 5/8/2019 23:25:15

ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ

21

(2)(1)

Γr1

r

(1) (2)

1 2

r

(1) (2)

1 2

M

r

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού

31

01.indd 31 5/8/2019 23:25:15

(1) (2) (3)

r1 r2

Φυσική Γ΄ Λυκείου

32

01.indd 32 5/8/2019 23:25:15

(1) (2) (3)

r1 r2

Κεφάλαιο 2: Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού

33

01.indd 33 5/8/2019 23:25:15

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

0

Β1

Β2=4B1

Β

1 2

(1) (2)

1 2

Γ

r

r/4

B1

1

2

(1)(2)

φ

Κριτήριο Α

ξιολόγησης

34

01.indd 34 5/8/2019 23:25:16

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

0

Β1

Β2=4B1

Β

1 2

(1) (2)

1 2

Γ

r

r/4

B1

1

2

(1)(2)

φ

Κριτήριο Α

ξιολόγησης

35

01.indd 35 5/8/2019 23:25:16