פתרונות ופורומים ל"אלבום פתרונות" שדה מגנטי- עברית: 2017,4- בורר מהירויות וספקטרומטר מסות

פתרונות ופורומים ל"אלבום פתרונות" שדה מגנטי- עברית

Next: 2. 2016,4- מציאת שדה מגנטי של כדוה"א ,סליל מעגלי דק

1. 2017,4- בורר מהירויות וספקטרומטר מסות

______________________________________________________________________________________

...

בהתאם לכיוון התנועה וכיוון השדה ניתן למצוא את הכוח המגנטי . בהתאם לכיוון הכוח המגנטי ניתן למצוא את הכוח החשמלי

מכלל יד שמאל עם יד שמאל על היון החיובי פועל כוח מגנטי כלפי מעלה .

מכיוון שהיון נע בקו ישר, ניתן לומר שהכוח החשמלי פועל כלפי מטה.

נסמן את הכוח המגנטי ב FB , ואת הכוח החשמלי ב FE, ונסרטט את תרשים הכוחות:

מכיוון שהיון נע בקו ישר, ניתן לומר שהכוח החשמלי פועל כלפי מטה.

נסמן את הכוח המגנטי ב FB , ואת הכוח החשמלי ב FE, ונסרטט את תרשים הכוחות:

1. לא ניתן למצוא את כיוון הכוח החשמלי בלי לדעת את כיוון הכוח המגנטי .

2. גם אם לא כתוב במפורש לסמן את השמות של הכוחות , יש לכתוב את שם הכוח בסמוך לכל ווקטור.

3. יון הוא אטום טעון , מבחנתנו אין הבדל בין גוף טעון לאטום טעון.

2. גם אם לא כתוב במפורש לסמן את השמות של הכוחות , יש לכתוב את שם הכוח בסמוך לכל ווקטור.

______________________________________________________________________________________

...

לוח C1 טעון במטען חיובי. המטען נדחה מהלוח העליון ונמשך ללוח התחתון.

בהתאם לכיוון הכוח החשמלי ניתן למצוא את כיוון השדה ובהתאם לכיוון השדה ניתן לדעת מי מהלוחות טעון במטען חיובי.

המטען הוא חיובי, מהגדרת השדה $bold E with bold rightwards arrow on top bold equals fraction numerator bold F with bold rightwards arrow on top over denominator bold q end fraction$ כיוון השדה ככיוון הכוח - כלפי מטה.

כדי שכיוון השדה בין הלוחות יהיה כלפי מטה, קווי השדה צריכים לצאת מהלוח העליון ולהיכנס ללוח התחתון.

לכן הלוח העליון טעון במטען חיובי ,והלוח התחתון טעון במטען שלילי.

לוח C1 טעון במטען חיובי.

כדי שכיוון השדה בין הלוחות יהיה כלפי מטה, קווי השדה צריכים לצאת מהלוח העליון ולהיכנס ללוח התחתון.

לכן הלוח העליון טעון במטען חיובי ,והלוח התחתון טעון במטען שלילי.

לוח C1 טעון במטען חיובי.

1. ניתן לדעת מי הלוח החיובי בעזרת הכוחות בלבד, בין מטענים זהים בסימנם פועל כוח דחיה .
ובין מטענים שונים בסימנם פועל כוח משיכה.

כדי שהכוח החשמלי יפעל על היון כלפי מטה הוא צריך "להידחות" מהלוח העליון ו"להימשך" ללוח התחתון.
מכאן שהלוח העליון C1 טעון במטען חיובי. והלוח התחתון C2 טעון במטען שלילי.

2. באופן כללי ,כדי שכיוון השדה יהיה כלפי מטה שני הלוחות יכולים להיות חיוביים .
ספציפית בשאלה הזאת, כתוב שאחד הלוחות טעון במטען חיובי ואחד הלוחות טעון במטען שלילי.
לכן, בהכרח הלוח העליון טעון בלוח חיובי.

3. מהגדרת השדה $bold E with bold rightwards arrow on top bold equals fraction numerator bold F with bold rightwards arrow on top over denominator bold q end fraction$ כיוון השדה החשמלי הוא ככיוון הכוח החשמלי על הפועל על מטען בוחן. מטען בוחן הוא תמיד חיובי.
במקרה של מטען שלילי , כיוון השדה הפוך לכיוון הכוח החשמלי.

ובין מטענים שונים בסימנם פועל כוח משיכה.

כדי שהכוח החשמלי יפעל על היון כלפי מטה הוא צריך "להידחות" מהלוח העליון ו"להימשך" ללוח התחתון.

מכאן שהלוח העליון C1 טעון במטען חיובי. והלוח התחתון C2 טעון במטען שלילי.

2. באופן כללי ,כדי שכיוון השדה יהיה כלפי מטה שני הלוחות יכולים להיות חיוביים .

ספציפית בשאלה הזאת, כתוב שאחד הלוחות טעון במטען חיובי ואחד הלוחות טעון במטען שלילי.

לכן, בהכרח הלוח העליון טעון בלוח חיובי.

3. מהגדרת השדה $bold E with bold rightwards arrow on top bold equals fraction numerator bold F with bold rightwards arrow on top over denominator bold q end fraction$ כיוון השדה החשמלי הוא ככיוון הכוח החשמלי על הפועל על מטען בוחן. מטען בוחן הוא תמיד חיובי.

במקרה של מטען שלילי , כיוון השדה הפוך לכיוון הכוח החשמלי.

______________________________________________________________________________________

...

$bold V bold equals bold E over bold B$

חוק ראשון של ניוטון.

היון נע בקו ישר במהירות קבועה , מהחוק הראשון של ניוטון המטען מתמיד בתנועתו .

נכתוב את משוואת התנועה:

$bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space straight capital sigma straight F subscript bold Y bold equals bold 0 space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space bold F subscript bold B bold equals bold F subscript bold E bold B bold times bold q bold times bold V bold times bold sin bold left parenthesis bold alpha bold right parenthesis bold equals bold E bold times bold q$

המטען נע בניצב לשדה המגנטי $bold alpha bold equals bold 90 bold degree$ . נצמצם את המטען q , ונבטא את V:

$bold B bold times down diagonal strike bold q bold times bold V bold times bold sin bold left parenthesis bold alpha bold right parenthesis bold equals bold E bold times down diagonal strike bold q bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space circle enclose bold V bold equals bold E over bold B end enclose$

נכתוב את משוואת התנועה:

$bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space straight capital sigma straight F subscript bold Y bold equals bold 0 space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space space bold F subscript bold B bold equals bold F subscript bold E bold B bold times bold q bold times bold V bold times bold sin bold left parenthesis bold alpha bold right parenthesis bold equals bold E bold times bold q$

המטען נע בניצב לשדה המגנטי $bold alpha bold equals bold 90 bold degree$ . נצמצם את המטען q , ונבטא את V:

$bold B bold times down diagonal strike bold q bold times bold V bold times bold sin bold left parenthesis bold alpha bold right parenthesis bold equals bold E bold times down diagonal strike bold q bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space bold space circle enclose bold V bold equals bold E over bold B end enclose$

1. בהתאם לתכנית הלימודים יש להכיר ,מספר יישומים של השדה המגנטי , בורר המהירות הוא אחד מהם.
בבורר המהירויות המהירות שווה ליחס בין השדה החשמלי לשדה המגנטי.

2. בשאלה זו כתוב במפורש שבתרשים מתואר בורר מהירויות .
יש שאלות העוסקות בבורר מהירויות בלי לציין בצורה מפורשת שמדובר בבורר מהירויות.
חשוב לזהות את בורר המהירויות בשאלה ולהכיר את ביטוי המהירות .

בבורר המהירויות המהירות שווה ליחס בין השדה החשמלי לשדה המגנטי.

2. בשאלה זו כתוב במפורש שבתרשים מתואר בורר מהירויות .

יש שאלות העוסקות בבורר מהירויות בלי לציין בצורה מפורשת שמדובר בבורר מהירויות.

חשוב לזהות את בורר המהירויות בשאלה ולהכיר את ביטוי המהירות .

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

...

לא נדרש להפוך את כיוון השדה החשמלי, שני הכוחות מתהפכים , עדיין שקול הכוחות שווה לאפס.

מציאת כיוון הכוח החשמלי וכיוון הכוח המגנטי כאשר המטען הנע הוא שלילי.

מהסעיפים הקודמים, כיוון השדה החשמלי בין הלוחות הוא כלפי מטה.

כיוון הכוח הפועל על מטען שלילי הפוך לכיוון השדה. כתוצאה מהחלפת היון החיובי ביון שלילי כיוון הכוח החשמלי יתהפך, הכוח החשמלי יפעל כלפי מעלה.

מכלל יד שמאל עם יד ימין , כיוון הכוח המגנטי יהיה כלפי מטה.

החלפת המטען החיובי במטען שלילי יגרום לכוח המגנטי להתהפך, וגם לכוח החשמלי להתהפך, שקול הכוחות יהיה אפס.

לא נדרוש להפוך את כיוון השדה החשמלי.

מכלל יד שמאל עם יד ימין , כיוון הכוח המגנטי יהיה כלפי מטה.

החלפת המטען החיובי במטען שלילי יגרום לכוח המגנטי להתהפך, וגם לכוח החשמלי להתהפך, שקול הכוחות יהיה אפס.

לא נדרוש להפוך את כיוון השדה החשמלי.

1. כדי להגיע למסקנה הנכונה יש לראות את תמונה המלאה, לא להגיע למסקנה רק מהתבוננות על אחד הכוחות.
יש לחשוב על הכוח החשמלי בנפרד , ועל הכוח המגנטי בנפרד. ורק אח"כ להגיע למסקנה.

2.התשובה מפתיעה, המשמעות היא שבורר מהירויות מתאים למטענים חיוביים וגם למטענים שליליים.

יש לחשוב על הכוח החשמלי בנפרד , ועל הכוח המגנטי בנפרד. ורק אח"כ להגיע למסקנה.

2.התשובה מפתיעה, המשמעות היא שבורר מהירויות מתאים למטענים חיוביים וגם למטענים שליליים.

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

...

יון 1 נע במסלול ב'.

יון 2 נע במסלול א'.

יון 3 נע במסלול ג'.

יון 2 נע במסלול א'.

יון 3 נע במסלול ג'.

בעזרת ביטוי רדיוס המסלול בהתאם למטעני היונים ומסותם ניתן למצוא את הגודל היחסי של כל רדיוס מסלול.

מתרשים 2 ,ניתן ללמוד על גודל הרדיוס של כל אחד מהמסלולים.

כל אחד מהמטענים נע בתנועה מעגלית קצובה ,הכוח הצנטריפטלי הוא הכוח המגנטי.

נבטא את רדיוס המסלול ממשוואת התנועה המעגלית:

$Error converting from MathML to accessible text.$

המטען נע בניצב לשדה, הזווית α שווה ל 90 מעלות. נבטא את רדיוס המסלול:

$bold B bold times bold q bold times up diagonal strike bold V bold times bold sin bold left parenthesis bold 90 bold right parenthesis bold equals fraction numerator bold m bold times bold V to the power of up diagonal strike bold 2 end exponent over denominator bold R end fraction circle enclose bold R bold equals fraction numerator bold m bold times bold V over denominator bold B bold times bold q end fraction end enclose$

נבטא את רדיוס המסלול של כל אחד מארבעת המטענים:

$bold R subscript bold 1 bold equals fraction numerator bold M subscript bold 1 bold times bold V over denominator bold B bold times bold Q subscript bold 1 end fraction bold equals fraction numerator bold m bold times bold V over denominator bold B bold times bold q end fraction bold R subscript bold 2 bold equals fraction numerator bold M subscript bold 2 bold times bold V over denominator bold B bold times bold Q subscript bold 2 end fraction bold equals fraction numerator bold m bold times bold V over denominator bold B bold times bold 2 bold q end fraction bold R subscript bold 3 bold equals fraction numerator bold M subscript bold 3 bold times bold V over denominator bold B bold times bold Q subscript bold 3 end fraction bold equals fraction numerator bold 2 bold m bold times bold V over denominator bold B bold times bold q end fraction$

מביטוי רדיוסי המסלולים:

הרדיוס של יון 3 הוא הגדול ביותר, הוא נע במסלול ג'.

הרדיוס של יון 2 הוא הקטן ביותר, הוא נע במסלול א'.

הרדיוס של יו 1 הוא הרדיוס הבינוני , הוא נע במסלול ב'.

כל אחד מהמטענים נע בתנועה מעגלית קצובה ,הכוח הצנטריפטלי הוא הכוח המגנטי.

נבטא את רדיוס המסלול ממשוואת התנועה המעגלית:

$Error converting from MathML to accessible text.$

1. השאלה היא פרמטרית והיא עוסקת בשלושה גופים, כדי לא לטעות חשוב לפתור את השאלה בצורה יסודית ומלאה .

2. הפתרון של סעיף זה מבוסס על ביטוי רדיוס המסלול של מטען הנע בשדה מגנטי. הביטוי לא נמצא בדפי הנוסחאות.
חשוב לדעת לפתח את ביטוי הרדיוס ואת ביטוי זמן המחזור. ביטויים אלו הם הבסיס לפתרון כל שאלות הבגרות בנושא
תנועת מטען בשדה מגנטי.

3. מתרשים 2 ניתן ללמוד על הגודל היחסי של רדיוסי המסלולים .
בעזרת ביטוי הרדיוס ונתוני היונים ניתן למצוא את הגודל היחסי של הרדיוסים.

2. הפתרון של סעיף זה מבוסס על ביטוי רדיוס המסלול של מטען הנע בשדה מגנטי. הביטוי לא נמצא בדפי הנוסחאות.

חשוב לדעת לפתח את ביטוי הרדיוס ואת ביטוי זמן המחזור. ביטויים אלו הם הבסיס לפתרון כל שאלות הבגרות בנושא

תנועת מטען בשדה מגנטי.

3. מתרשים 2 ניתן ללמוד על הגודל היחסי של רדיוסי המסלולים .

בעזרת ביטוי הרדיוס ונתוני היונים ניתן למצוא את הגודל היחסי של הרדיוסים.

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

...

$begin mathsize 20px style top enclose bold OP bold equals bold 0 bold. bold 2 bold m end style$

המרחק OP שווה לפעמיים אורך רדיוס מסלול ג'.

המרחק OP שווה לפעמיים רדיוס מסלול ג'. נחשב את מסלול זה בעזרת נתוני יון 3:

$bold OP bold equals bold 2 bold times bold R subscript bold 3 bold equals bold 2 bold times fraction numerator bold M subscript bold 3 bold times bold V over denominator bold B bold times bold Q subscript bold 3 end fraction bold equals bold 2 bold times fraction numerator bold 2 bold times bold m bold times bold V over denominator bold B bold times bold q end fraction$

נציב את ביטוי המהירות מסעיף ג':
$Error converting from MathML to accessible text.$

אורך הקטע OP הוא 0.2 מטר.

$bold OP bold equals bold 2 bold times bold R subscript bold 3 bold equals bold 2 bold times fraction numerator bold M subscript bold 3 bold times bold V over denominator bold B bold times bold Q subscript bold 3 end fraction bold equals bold 2 bold times fraction numerator bold 2 bold times bold m bold times bold V over denominator bold B bold times bold q end fraction$

נציב את ביטוי המהירות מסעיף ג':

$Error converting from MathML to accessible text.$

אורך הקטע OP הוא 0.2 מטר.

1. מאוד קל לטעות להציב m במקום 2m. תלמידים שמחים שהבינו שהמרחק הוא פעמיים הרדיוס,
לאחר ביטוי הרדיוס והכפלתו פי 2 , חשוב להציב את מטען יון 3.

2. כדי להתמודד בצורה טובה עם שאלות הבגרות, חשוב להיות מרוכזים ויסודיים וזה נכון במיוחד לסעיף האחרון של השאלה.

לאחר ביטוי הרדיוס והכפלתו פי 2 , חשוב להציב את מטען יון 3.

2. כדי להתמודד בצורה טובה עם שאלות הבגרות, חשוב להיות מרוכזים ויסודיים וזה נכון במיוחד לסעיף האחרון של השאלה.

______________________________________________________________________________________