פתרונות ופורומים ל"אלבום פתרונות" שדה מגנטי- עברית: 2016,4- מציאת שדה מגנטי של כדוה"א ,סליל מעגלי דק

פתרונות ופורומים ל"אלבום פתרונות" שדה מגנטי- עברית

הקודם: 1. 2017,4- בורר מהירויות וספקטרומטר מסות

הבא: 3. 2014,5- בורר מהירויות וספקטרומטר

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

______________________________________________________________________________________

...

ההדק K הוא חיובי . כדי שהמחט תתייצב בכיוון אופקי הזרם צריך לצאת מההדק K.

כלל יד ימין. בכל סוללה הזרם יוצא מההדק החיובי ונכנס להדק השלילי.

כדי שהמחט תתייצב בכיוון האופקי כיוון השדה המגנטי הנוצר מהסליל הדק צריך להיות כלפי מעלה.

נערוך תרשים לשדות המגנטיים:

מכלל יד ימין, כדי שהשדה המגנטי יפעל כלפי מעלה כיוון הזרם בכריכה בצד הקרוב צריך להיות ימינה.

כמוראה באיור הבא:

הזרם יוצא מההדק K, לכן ההדק K הוא חיובי.

מכלל יד ימין

1. כיוון מחט המצפן לפני שהזרם זורם בסליל, הוא כיוון השדה המגנטי של כדור הארץ.
כיוון שדה המגנטי הנוצר מהסליל הדק הוא כלפי מעלה, המחט מתייצבת בכיוון ווקטור השדה המגנטי השקול
לשדה המגנטי של כדור הארץ, ולשדה המגנטי שנוצר מהזרם.

כדי להבין את סעיפי השאלות ואת פעולת המעגל חשוב לערוך תרשים המכיל את כל השדות המגנטיים.

2. יש לענות על השאלה בהתאם לצורה שבה הסליל הדק כרוך באיור.

3. כיוון הזרם האמתי הפוך לכיוון המוסכם, אך אנחנו לא משתמשים בכלל יד ימין ובקביעת הפוטנציאל החיובי בכיוון האמתי
רק בכיוון המוסכם.

כיוון שדה המגנטי הנוצר מהסליל הדק הוא כלפי מעלה, המחט מתייצבת בכיוון ווקטור השדה המגנטי השקול

לשדה המגנטי של כדור הארץ, ולשדה המגנטי שנוצר מהזרם.

כדי להבין את סעיפי השאלות ואת פעולת המעגל חשוב לערוך תרשים המכיל את כל השדות המגנטיים.

2. יש לענות על השאלה בהתאם לצורה שבה הסליל הדק כרוך באיור.

3. כיוון הזרם האמתי הפוך לכיוון המוסכם, אך אנחנו לא משתמשים בכלל יד ימין ובקביעת הפוטנציאל החיובי בכיוון האמתי

רק בכיוון המוסכם.

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

...

התלמיד הזיז את הגררה מנקודה B לנקודה C. כך שההתנגדות השקולה קטנה, הזרם גדל ועוצמת השדה המגנטי גדלה.

ביטוי עוצמת השדה המגנטי במרכז סליל מעגלי דק, חוק אום , והכרת הריאוסטט.

הזווית α הולכת וקטנה, מכאן שהשדה המגנטי הנוצר מהסליל הדק הולך וגדל.

מביטוי עוצמת השדה המגנטי במרכז הסליל ההדק: $begin mathsize 20px style bold B bold equals fraction numerator bold mu subscript bold 0 bold times bold I bold times bold N over denominator bold 2 bold times bold r end fraction end style$ , השדה המגנטי במרכז הכריכה תלוי ביחס ישר בזרם.

כדי השדה המגנטי ילך ויגדל יש להגדיל את עוצמת הזרם במעגל, מחוק אום כדי שהזרם יגדל ההתנגדות השקולה צריכה לקטון,

לכן , התלמיד הזיז את הגררה M לכיוון הנקודה .

1. הפתרון מבוסס על רצף של שלבים הקשורים אחד לשני.
כדי לפתור את השאלה בצורה נכונה, חשוב להבין היטב כל אחד מהשלבים ואת הקשר בין שלב לשלב.

2. ביטוי השדה המגנטי: $begin mathsize 20px style bold B bold equals fraction numerator bold mu subscript bold 0 bold times bold I bold times bold N over denominator bold 2 bold times bold r end fraction end style$ מתאים רק לנקודת מרכז הסליל. יש להתייחס למחט המגנטית כאל גוף המושפע

מהשדות המגנטיים במרכז הסליל.

כדי לפתור את השאלה בצורה נכונה, חשוב להבין היטב כל אחד מהשלבים ואת הקשר בין שלב לשלב.

2. ביטוי השדה המגנטי: $begin mathsize 20px style bold B bold equals fraction numerator bold mu subscript bold 0 bold times bold I bold times bold N over denominator bold 2 bold times bold r end fraction end style$ מתאים רק לנקודת מרכז הסליל. יש להתייחס למחט המגנטית כאל גוף המושפע

מהשדות המגנטיים במרכז הסליל.

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

...

$Error converting from MathML to accessible text.$

ביטוי שדה מגנטי במרכז סליל מעגלי דק. בכיוון האנכי שקול השדות שווה לאפס.

בהתאם לתרשים השדות המגנטיים , כאשר המחט מתייצבת בכיוון האופקי, גודל הרכיב האנכי של השדה המגנטי שווה לגודל השדה המגנטי הנוצר מהזרם:

מתקיים: $Error converting from MathML to accessible text.$

נשתמש בביטוי השדה מגנטי במרכז סליל מעגלי דק:

$Error converting from MathML to accessible text.$

לכן, גודלו של הרכיב האנכי של הכוח המגנטי גודלו: $Error converting from MathML to accessible text.$

מתקיים: $Error converting from MathML to accessible text.$

נשתמש בביטוי השדה מגנטי במרכז סליל מעגלי דק:

$Error converting from MathML to accessible text.$

לכן, גודלו של הרכיב האנכי של הכוח המגנטי גודלו: $Error converting from MathML to accessible text.$

1. בתרשים 2 ניתן לראות שיש שתי כריכות בסליל הדק. שורה מעל התרשים כתוב שיש בסליל 4 כריכות.
באופן כללי האיור הוא להמחשה בלבד, אם יש סתירה בין המלל לאיור המלל הוא הקובע ולא האיור.

2. בכל מדידה קיימות שגיאות מדידה אקראיות, כדי לצמצם את שגיאות המדידה יש לבצע פעולת מיצוע לשגיאות האקראיות.
לכן, לא נכון להגיע למסקנה ממדידה אחת. כדי למצוא את הרכיב האנכי של השדה המגנטי יש לבצע מספר מדידות.

באופן כללי האיור הוא להמחשה בלבד, אם יש סתירה בין המלל לאיור המלל הוא הקובע ולא האיור.

2. בכל מדידה קיימות שגיאות מדידה אקראיות, כדי לצמצם את שגיאות המדידה יש לבצע פעולת מיצוע לשגיאות האקראיות.

לכן, לא נכון להגיע למסקנה ממדידה אחת. כדי למצוא את הרכיב האנכי של השדה המגנטי יש לבצע מספר מדידות.

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

...

עריכת גרף בהתאם לנתוני הטבלה.

בהתאם לנתוני הטבלה נערוך גרף המתאר את ערך ההופכי לזרם בתלות במספר הכריכות:

1. חשוב לציין בצירים של הגרף את היחידות של הגדלים המתוארים , היחידות מופיעות בטבלה.

2.למספר הכריכות אין יחידות. יש לכתוב רק את שמו של הגודל הפיזיקלי.

3. מביטוי הפונקציה ברור שהגרף הוא ליניארי, נתוני הטבלה מבוססים על תוצאות ניסוי
לכן פיזור הנקודות הוא לא בדיוק לאורך קו ישר. יש להוסיף את הישר המסתבר ביותר ורק ממנו להפיק את המסקנות.

2.למספר הכריכות אין יחידות. יש לכתוב רק את שמו של הגודל הפיזיקלי.

3. מביטוי הפונקציה ברור שהגרף הוא ליניארי, נתוני הטבלה מבוססים על תוצאות ניסוי

לכן פיזור הנקודות הוא לא בדיוק לאורך קו ישר. יש להוסיף את הישר המסתבר ביותר ורק ממנו להפיק את המסקנות.

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

...

$Error converting from MathML to accessible text.$

מביטוי הפונקציה בגרף ,ניתן למצוא את ביטוי השיפוע .

נכתוב ביטוי לפונקציה המתוארת בגרף ,מביטוי השדה המגנטי במרכז הסליל המעגלי הדק:

$Error converting from MathML to accessible text.$

ביטוי שיפוע הגרף הוא: $Error converting from MathML to accessible text.$ .

מפונקציית הישר $Error converting from MathML to accessible text.$ ערך שיפוע הישר הוא $Error converting from MathML to accessible text.$ .

נשווה בין ביטוי השיפוע לערכו:

$Error converting from MathML to accessible text.$

גודל הרכיב האנכי של השדה המגנטי של כדור הארץ שווה ל 36.9 מיקרו טסלה.

$Error converting from MathML to accessible text.$

ביטוי שיפוע הגרף הוא: $Error converting from MathML to accessible text.$ .

מפונקציית הישר $Error converting from MathML to accessible text.$ ערך שיפוע הישר הוא $Error converting from MathML to accessible text.$ .

נשווה בין ביטוי השיפוע לערכו:

$Error converting from MathML to accessible text.$

גודל הרכיב האנכי של השדה המגנטי של כדור הארץ שווה ל 36.9 מיקרו טסלה.

1. השיפוע מחושב בעזרת האקסל, במחברת הבחינה יש לחשב את השיפוע בהתאם לשתי נקודות על הישר המסתבר ביותר.

2. בכל שאלה שיש בה גרף צריך להשתמש בעקרונות הפיזיקליים או המתמטיים כדי למצוא את הפונקציה בגרף.

3. בכתיבת ערך שיפוע הפונקציה יש לכתוב את יחידות השיפוע.

4. ברוב השאלות יש העוסקות בשדה המגנטי של כדור הארץ , יש למצוא את רכיב השדה המגנטי האופקי
ולא את רכיב השדה המגנטי האנכי.

עקרונית בשני המקרים יש קשר גיאומטרי בין השדה המגנטי של כדור הארץ לשדה המגנטי הנוצר ממוליך נושא זרם.

במקרה של מציאת רכיב השדה המגנטי האופקי משתמשים בפונקציית הטנגנס . בסעיף זה למציאת רכיב השדה המגנטי
האנכי השתמשנו בפונקציית הסינוס.

באופן כללי יש לערוך לכל מקרה תרשים של ווקטורי השדה המגנטי , ולמצוא את הקשר הגיאומטרי שבין וקטורי השדה.

5. כדי לדעת להעריך את התשובה , חשוב לדעת שעוצמת השדה המגנטי על פני כדור הארץ הוא כמה עשרות מיקרו טסלה.
לרוב בין 30 ל 60 מיקרו טסלה. התוצאה שקבלנו היא סבירה.

2. בכל שאלה שיש בה גרף צריך להשתמש בעקרונות הפיזיקליים או המתמטיים כדי למצוא את הפונקציה בגרף.

3. בכתיבת ערך שיפוע הפונקציה יש לכתוב את יחידות השיפוע.

4. ברוב השאלות יש העוסקות בשדה המגנטי של כדור הארץ , יש למצוא את רכיב השדה המגנטי האופקי

ולא את רכיב השדה המגנטי האנכי.

עקרונית בשני המקרים יש קשר גיאומטרי בין השדה המגנטי של כדור הארץ לשדה המגנטי הנוצר ממוליך נושא זרם.

במקרה של מציאת רכיב השדה המגנטי האופקי משתמשים בפונקציית הטנגנס . בסעיף זה למציאת רכיב השדה המגנטי

האנכי השתמשנו בפונקציית הסינוס.

באופן כללי יש לערוך לכל מקרה תרשים של ווקטורי השדה המגנטי , ולמצוא את הקשר הגיאומטרי שבין וקטורי השדה.

5. כדי לדעת להעריך את התשובה , חשוב לדעת שעוצמת השדה המגנטי על פני כדור הארץ הוא כמה עשרות מיקרו טסלה.

לרוב בין 30 ל 60 מיקרו טסלה. התוצאה שקבלנו היא סבירה.

______________________________________________________________________________________