Instuderingsuppgifter: El och magnetism

Extra instuderingsuppgifter till ellära och magnetism.
Lisa Ranudd
Fysik åk 9
Instuderingsuppgifter: El och magnetism
Testa dig själv 9.1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
•
Vilka delar består en atom av och vilken laddning har delarna?
Vilken slags laddning får ett föremål som har ett
a) överskott av elektroner
b) underskott av elektroner
Vad händer när två föremål kommer nära varandra om de har
a) samma slags laddning
b) olika slags laddning
Ge exempel på en säker plats när åskan går.
Varför är en atom elektriskt neutral?
Varför ska du undvika att befinna dig på öppet vatten när det åskar?
Vad är en åskledare?
Du kammar dig med en plastkam. Kammen och håret blir elektriskt laddat. Förklara vad som
händer.
Förklara hur åska uppkommer.
När du drar av dig en tröja kan det uppstå små blixtar och ett sprakande ljud. Vad beror det på?
Testa dig själv 3.2
1
10
Ett batteri har två poler.
a) Vad kallas polerna?
b) Vid vilken av polerna finns ett överskott av elektroner?
I vilken enhet mäts
a) spänning
b) ström
Vad används en strömbrytare till?
Vad menas med en elektrisk ledare?
Ge ett exempel på en
a) ledare b) isolator
Vilken riktning säger vi att strömmen har i en krets?
Rita en bild som visar hur en glödlampa ser ut inuti.
Vad är elektrisk ström?
Vilka tal saknas?
a) 0,2 A = ? mA
b) 75 mA = ? A
Vilken eller vilka lampor lyser?
11
12
•
Förklara varför silver leder ström men inte glas.
Förklara vad det är för skillnad mellan elektrisk spänning och elektrisk ström.
I en sluten krets brukar man säga att strömmen går runt. Varför är det egentligen fel att säga så?
2
3
4
5
6
7
8
9
Testa dig själv 3.3
1
2
3
4
5
Rita symbolen för
a) en glödlampa
b) en voltmeter
c) ett batteri.
Rita ett kopplingsschema över en krets med två seriekopplade batterier, en glödlampa och en
strömbrytare.
Hur stor spänning får du om du parallellkopplar två 1,5 V-batterier med varandra?
Varför slocknar alla lampor om du skruvar ur en lampa ur en adventsljusstake?
a) Rita ett kopplingsschema över en krets med ett batteri och två parallellkopplade lampor.
b) Om den ena lampan slocknar, vad händer då med den andra?
Extra instuderingsuppgifter till ellära och magnetism.
6
7
8
9
10
11
12
•
Lisa Ranudd
Fysik åk 9
a) Rita ett kopplingsschema med ett batteri, en amperemeter och en glödlampa i seriekoppling.
b) Antag att amperemetern visar 0,2 A. Vad visar amperemetern om du låter amperemetern och
lampan byta plats?
I ett vägguttag finns två uttag. Till det ena kopplar du en lampa och till det andra en radio.
a) Blir lampan och radion serie- eller parallellkopplade?
b) Hur vet du det?
Titta på bilden.
a) Lyser någon lampa innan du trycker på någon av strömbrytarna?
b) Vilken eller vilka lampor lyser, när du trycker på strömbrytare 2?
c) Vilken lampa lyser starkast när du trycker på båda strömbrytarna?
d) Hur många sladdar behöver du för att göra kopplingen?
Familjen Welén köper en julgransbelysning med 16 lampor. Hur hög spänning behöver varje
lampa för att lysa för fullt? Avrunda till hela volt.
Två glödlampor är kopplade till ett batteri som bilden visar.
a) Är lamporna serie- eller parallellkopplade?
b) Rita ett kopplingsschema. Markera med pilar hur strömmen går.
En glödlampa är kopplad till ett batteri på det sätt som bilden visar. I kretsen finns två
amperemetrar.
a) Vilken amperemeter visar mest ström?
b) Förklara hur du tänker.
Du har 6 st 1,5 V-batterier som du kopplar till en lampa. Lampan ska lysa lika starkt som när den
är ansluten till ett 4,5 V-batteri, men den ska lysa dubbelt så länge. Rita ett kopplingsschema som
visar hur du ska koppla ihop batterierna.
Två batterier är kopplade till två glödlampor men lamporna lyser inte. Naturligtvis kan du
vända på det ena batteriet. Då lyser båda lamporna normalt. Men samma resultat kan du få
genom att koppla in en sladd till i kretsen. Hur då?
Extra instuderingsuppgifter till ellära och magnetism.
Lisa Ranudd
Fysik åk 9
Testa dig själv 3.4
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
I vilken enhet mäts resistan?
Vilken har störst resistans
a) en lång eller en kort tråd?
b) en grov eller en tunn tråd?
Vilket ämne har störst resistans, koppar eller järn?
Vad används en resistor till?
Hur ritar man en resistor i ett kopplingsschema?
Hur fungerar en glödlampa?
Vilken av trådarna i tabellen har minst respektive störst resistans?
Tillverkad av
Längd
Tjocklek
koppar
1m
1 mm
kromnickel
0,5 m
1,5 mm
järn
1,5 m
1 mm
koppar
0,5 m
2 mm
kromnickel
2m
0,5 mm
Alla trådarna i tabellen här ovanför kopplas till samma spänning. Genom vilken av trådarna blir
strömmen störst?
Bild 1 visar en lampa som är kopplad till ett batteri. I bild 2 är två likadana lampor kopplade till
samma slags batteri. I vilken koppling är
1
2
a) batteriets spänning störst?
b) strömmen i kretsen störst?
c) resistansen störst?
10. Fyra likadana glödlampor är inkopplade i en krets. Vi tänker oss att vi kopplar in amperemetrar i
de punkter som är markerade med a, b, c, d och e i bilden. Vilken eller vilka amperemetrar visar
störst respektive minst ström?
•
I våra bostäder använder vi lampor med olika watt-tal. Det finns till exempel lampor på 25 W
och 60 W. En 60 W-lampa lyser starkare eftersom det går starkare ström genom den än genom en
25 W-lampa. Vad tror du att det är för skillnad mellan de båda lampornas glödtrådar?
Extra instuderingsuppgifter till ellära och magnetism.
Lisa Ranudd
Fysik åk 9
Testa dig själv 3.5
1
2
3
●
Nämn två sätt som vi producerar elektrisk energi på.
Nämn en fördel och en nackdel med elektrisk energi.
Varför är elektrisk energi en energiform av hög kvalitet?
På en elräkning kan du se hur stor ”elförbrukning” du har. Varför är det egentligen fel att tala
om ”elförbrukning”?
Testa dig själv 9.5
1
2
3
Ge tre exempel på strålningsenergi.
Hur lagras strålningsenergi i växterna?
Hur kan växter och djur frigöra den lagrade energin?
Testa dig själv 10.1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
I vilken enhet mäts
a) spänning
b) ström
c) resistans
Vilka fyra egenskaper påverkar resistansen hos elektriska ledare?
Hur stor är resistansen om spänningen är 24 V och strömmen 2 A?
Vilken riktning
a) säger man att strömmen har i en elektrisk krets
b) har elektronerna
Titta på bilden.
a) Hur är batterierna
kopplade?
b) Hur är lamporna
kopplade?
c) Vilken lampa lyser starkast, om det är samma slags lampor?
d) Lampa A skruvas ur.
Vad händer då med lamporna B och C?
Beräkna med Ohms lag de värden som saknas i tabellen nedan.
spänning
ström
resistans
a)
10 V
0,2 A
?
b)
?
0,5 A
10 Ω
c)
24 V
?
30 Ω
d)
3V
60 mA
?
Erik har seriekopplat två 1,5 V-batterier och en lampa. Han mäter strömmen i kretsen till 0,3 A
och räknar ut att lampans resistans är 5 . Har Erik räknat rätt?
Vad är en supraledare och vad kan vi använda sådana till?
Vad menas med resistivitet?
I koppling 1 visar ampere-metern 0,03 A och volt-metern 3,6 V.
Extra instuderingsuppgifter till ellära och magnetism.
Lisa Ranudd
Fysik åk 9
a) Hur stor resistans har glödlampan?
b) I koppling 2 har en likadan glödlampa och en amperemeter till kopplats in i kretsen. Vad visar
de tre mätinstrumenten nu?
•
Ledtråd: Strömmen genom en voltmeter är så liten att man inte behöver ta hänsyn till den.
I en sovvagn på ett tåg är sänglampa och taklampa kopplade på följande sätt:
– När taklampan är släckt kan man tända och släcka sänglampan.
– När taklampan är tänd kan man inte tända sänglampan.
Rita ett kopplingsschema som visar hur kretsen ser ut.
Testa dig själv 10.2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Vilken färg har en skyddsjordledare?
Hur kan du skilja ett jordat vägguttag från ett ojordat?
Hur hög är spänningen i ett vanligt vägguttag?
Ange två orsaker till varför en propp kan gå sönder.
Varför ger en jordfelsbrytare bättre skydd än en propp?
Varför måste du vara extra försiktig med elektricitet i våtutrymmen?
Förklara vad som menas med kortslutning.
Hur fungerar en säkring?
Rita ett kopplingsschema till en krets med ett batteri, två glödlampor och en strömbrytare. Båda
lamporna ska lysa svagt innan du trycker på strömbrytaren. När du trycker på strömbrytaren ska
den ena lampan slockna och den andra lysa starkt.
Alla tre lamporna i kopplingen bredvid lyser ganska svagt. Vad händer med ljusstyrkan hos de
tre lamporna om du kopplar ihop punkterna x och y med en koppartråd?
Tre glödlampor kopplas till ett batteri på det sätt som bilden visar. Hur lyser lamporna
a) innan du trycker på strömbrytaren
b) när du trycker på strömbrytaren
Extra instuderingsuppgifter till ellära och magnetism.
•
Lisa Ranudd
Fysik åk 9
Om du kopplar något med liten resistans till ett batteri så kan strömmen i kretsen bli flera
ampere. Är det då farligt att ta i lednings-trådarna om de inte är isolerade?
Testa dig själv 10.3
1
2
3
4
5
6
7
8
•
Ge några exempel på hur vi använder oss av magneter.
Vad händer om
a) två olika magnetändar förs mot varandra
b) två lika magnetändar förs mot varandra
Var ligger jordens magnetiska sydände?
a) Vad kallas linjen på bilden?
b) Vi tänker oss att vi placerar magnetnålar i de två punkter som är markerade med P och Q. Hur
ställer de båda magnetnålarna in sig? Rita magnetnålarna som pilar, där spetsen föreställer
magnetnålens nordände.
Tänk dig att vi sågar av nordänden på en magnet. Vad händer om vi sedan för de avsågade
ändarna mot varandra?
Vad är influens?
Vad menas med magnetisk missvisning?
Vad beror norrsken på?
Du står på den magnetiska sydpolen och håller i en magnetnål som kan röra sig i alla riktninger.
Hur ställer den in sig?
Testa dig själv 10.4
1
2
3
4
5
6
Vem var det som upptäckte att elektricitet och magnetism hör ihop?
Vilken är den viktigaste skillnaden mellan en naturlig magnet och en elektromagnet?
Ge exempel på vad elektromagneter kan användas till.
Vad är en spole för någonting?
Du har ett batteri, en järnspik och en bit koppartråd. Beskriv hur du med hjälp av den materielen
kan göra en elektromagnet.
På en vagn ligger en magnet. Framför vagnen finns en spole med en järnkärna i. När det går
ström genom spolen åker vagnen iväg åt höger.
Extra instuderingsuppgifter till ellära och magnetism.
7
Lisa Ranudd
Fysik åk 9
a) Förklara varför.
b) Vad skulle hända om de båda sladdarna till spolen bytte plats?
c) Hur stark ström går genom järnkärnan?
Rita av bilden och rita hur magnetfältet runt ledaren ser ut.
8
9
Förklara hur en elektromagnet kan få en ringklocka att ringa.
En ledare där strömmen går utåt ritas som en ring med en punkt i. Runt ledaren nedan finns en
fältlinje utritad. I punkterna P och Q placeras magnetnålar. Rita av bilden och rita hur
magnetnålarna ställer in sig.
•
En magnet delas på längden i två bitar. Vad händer när de båda delarna närmas varandra på det
sätt som bilden visar?
Extra instuderingsuppgifter till ellära och magnetism.
Lisa Ranudd
Fysik åk 9
Testa dig själv 13.1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
•
Vad händer om du närmar två lika magnetändar mot varandra?
Ge exempel på apparater i hemmet som innehåller elmotorer.
Vilken slags energiomvandling är det som sker i en elektrisk motor?
Vad kallas den roterande delen i en elmotor?
Rita en bild av en spole som är kopplad till ett batteri. Rita in strömriktningen och markera
spolens nord- och sydände.
Bilden visar en spole som befinner sig i ett magnetfält. Det går ström genom spolen i den riktning
som pilarna visar.
a) Var får spolen sin nord- och sydände?
b) Vad händer med spolen?
Hur kan man få en spole inuti en hästskomagnet att rotera?
Förklara hur en kommutator fungerar.
Magnetnålen vrider sig som pilen visar. Är det A eller B som är batteriets pluspol?
Bilden visar en modell av en amperemeter. Visaren är fäst vid en spole som finns mellan nordoch sydänden på en hästskomagnet. På bilden har spolen ett enda varv. Det går ström genom
spolen och visaren rör sig då åt höger. Är det A eller B som är kopplad till batteriets pluspol?
Testa dig själv 13.2
1
2
3
Vad kallas en elektrisk maskin som skapar ström?
Hur hög är spänningen i ett vanligt vägguttag?
Vad för slags ström får du från
a) ett vägguttag
b) ett batteri
Extra instuderingsuppgifter till ellära och magnetism.
4
5
6
7
8
9
•
Lisa Ranudd
Fysik åk 9
Vad för slags energiomvandling sker i en generator?
Ge exempel på var man använder generatorer.
Beskriv hur du kan skapa elektrisk ström med en spole, en magnet och några sladdar.
En dynamo är mycket mindre än en generator i ett vindkraftverk. Men vilken är den viktigaste
skillnaden i hur de fungerar?
Förklara skillnaden mellan likström och växelström.
Vilka faktorer inverkar på hur stark en induktionsström blir.
Från våra vägguttag får vi växelström, det vill säga strömmen svänger fram och tillbaka.
Strömmen går först i en riktning, stannar upp och går sen i motsatt riktning. Om du kopplar in
en lampa till ett vägguttag borde väl i så fall lampan blinka. Varför gör den inte det?
Testa dig själv 13.3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
•
I vilken enhet mäts
a) spänning
b) ström
c) resistans
En hårfön kan ha effekten 1 500 W. Skriv effekten i kilowatt (kW).
I vilken enhet mäts vanligtvis elektrisk energi?
En tvättmaskin med effekten 2,5 kW körs under två timmar. Hur mycket energi har den då
använt?
Två lampor kopplas till ett vägguttag. Den ena lampan har effekten 25 W och den andra 40 W.
a) Genom vilken lampa är strömmen störst?
b) Varför?
Förklara vad som menas med överbelastning.
En 40 W glödlampa ansluts till 230 V. Hur mycket energi förbrukar lampan om den är tänd i 6 h?
En lampa är kopplad till en spänningskälla. Spänningen är 40 V och strömmen 0,8 A. Beräkna
effekten och resistansen.
Hur stor blir strömmen genom en 60 W-lampa om den ansluts till 230 V? Avrunda till två
decimaler.
Hur många 60 W-lampor kan man ansluta till ett vägguttag som är kopplat till en säkring på 10
A innan säkringen går sönder?
Ett elektriskt värmeelement är kopplat till ett vägg-uttag. Elementet har resistansen 100. Hur stor
effekt har elementet? Svara i watt och avrunda till tiotal.
På en glödlampa står det 230 V/40 W. Hur stor blir effekten om lampan kopplas till en spänning
på 200 V? Avrunda till hela watt.
Vad tror du skulle hända om vi kopplar en liten 3,5 V/ 0,6 W-lampa i serie med en vanlig 40 W
lampa till ett vägguttag?
Testa dig själv 13.4
1
2
3
4
5
6
7
Vad använder vi transformatorer till?
Vad kallas de båda spolar som finns i en transformator?
Vad slags ström måste transformatorn kopplas till för att fungera?
Vilken av de båda spolarna ska ha flest varv, om vi vill transformera upp spänningen?
Beskriv hur en transformator är uppbyggd.
Vid våra kraftverk transformerar vi upp spänningen innan strömmen skickas iväg i de långa
kraftledningarna. Varför?
Titta på bilden.
Extra instuderingsuppgifter till ellära och magnetism.
8
9
•
Lisa Ranudd
Fysik åk 9
a) Vad visar voltmetern?
b) Vad skulle voltmetern visa om primärspolen i stället hade 60 varv?
c) Går det någon ström genom järnkärnan?
I en transformator har sekundärspolen 600 varv. En lampa avsedd för 230 V kopplas till
sekundärspolen. Till primärspolen kopplas en växelspänning på 10 V. Hur många varv måste
primärspolen ha, om lampan ska lysa för fullt? Avrunda till hela varv.
En 3,5 V-lampa kopplas till spänningen 230 V via en transformator. Hur många varv ska
sekundärspolen ha för att lampan ska lysa för fullt om primärspolen har 600 varv? Avrunda till
hela varv.
Varför fungerar en transformator med växelström men inte alls med likström?