Tentamen 1FY808 Fysik - Elektricitetslära och magnetism
25 februari 2012
Hjälpmedel: Physics Handbook eller annan formelsamling samt räknedosa, samt bifogad
formelsamling.
•
För att erhålla full poäng på en uppgift krävs en fullständig lösning. En fullständig lösning är
en som är lätt att förstå och som utan tvivel redovisar din tankegång. Använd gärna figurer!
•
För godkänt krävs minst 13 poäng av 25 möjliga.
1.
Två laddningar Q1 = 3,0 μC och Q2 = – 3,0 μC befinner sig på avståndet 2,0 meter ifrån
varandra i vakuum.
2.
a) Bestäm den elektriska kraften som verkar på laddningarna.
(1p)
b) Bestäm den elektriska fältstyrkan och den elektriska potentialen i den punkt som är
mitt emellan laddningarna. Antag att potentialen är noll volt oändligt långt bort från
laddningarna.
(2p)
c) Bestäm det arbete som fordras för att dra isär laddningarna Q1och Q2 ytterligare 1,0
meter, så att avståndet mellan dem blir 3,0 meter.
(2p)
En plattkondensator med luft mellan plattorna har kapacitansen 520 pF. Laddningens
storlek på vardera plattan är 0,35 μC. Plattavståndet är 0,45 mm.
a) Hur stor är potentialskillnaden mellan plattorna?
b) Vilken area har plattorna?
c) Beräkna den elektriska fältstyrkan mellan plattorna.
3.
(1p)
(1p)
(1p)
Tre motstånd och en amperemeter är kopplade enligt kretsschemat nedan. Amperemeterns
inre resistans är 3 Ω. Då en spänning på 18 V läggs över kretsen så visar amperemetern 2 A.
a) Vilket resistans har motståndet längst till höger?
(2p)
b) Hur stor spänning ligger över motståndet längst till höger?
(2p)
3Ω
4Ω
18 V
R
A
1 (2)
I
4.
5.
En oändligt lång isolerad ledning böjs så att en
cirkel med radien 4 cm bildas enligt figuren till
höger. En ström på 6 A skickas genom
ledningen. Beräkna storlek och riktning på den
magnetiska flödestätheten i cirkelns mittpunkt c.
(4p)
c
I
I
En elektron och en alfapartikel (en dubbelt joniserad heliumatom) rör sig båda två i
samma magnetfält i cirkulära banor med lika stora tangentialhastigheter. Beräkna antalet
varv som elektronen hinner göra under tiden som alfapartiken fullbordar ett varv (vilket
är lika med kvoten av antalet varv per sekund som elektronen gör och antalet varv per
sekund som alfapartikeln gör).
(4p)
Elektronens massa är 9,11 . 10 – 31 kg och dess laddning är 1,60 . 10 – 19 C.
Alfapartikelns massa är 6,65 . 10 – 27 kg och dess laddning är 3,20 . 10 – 19 C.
( Tips: Centripetalkraften är
6.
m ⋅ v2
)
r
En rent induktiv spole med induktansen 7,5 H kopplas i serie med en resistor. Denna
seriekoppling ansluts till en sinusformad växelspänning med effektivspänningen 220 V och
frekvensen 50 Hz. Effektivvärdet på spänningen över spolen är 127 V.
a) Hur stor ström flyter genom kretsen?
(1p)
b) Vilken resistans har resistorn?
(1p)
c) Bestäm effektivspänningen över resistorn.
(1p)
d) Vilken medeleffekt levererar strömkällan till kretsen?
(2p)
2 (2)
