جواب بدون عنوان صفحه ۶۲ فیزیک (2) - تجربی

۲. در مدار شکل زیر اختلاف پتانسیل دو سر لامپ \(4/0\,\text{V}\) و مقاومت آن \(5/0\,\Omega\) است. در مدت ۵ دقیقه چه تعداد الکترون از لامپ می‌گذرد؟

۳. بررسی کنید اگر متهٔ برقی (دریل) معیوبِ شکل‌های زیر را با دوشاخه (شکل الف) یا سه‌شاخه (شکل ب) به پریز وصل کنیم، چه رخ می‌دهد؟

۴. آذرخش مثالی جالب از جریان الکتریکی در پدیده‌های طبیعی است. در یک آذرخش نوعی \(1/0\times10^{9}\,\text{J}\) انرژی تحت اختلاف‌پتانسیل \(5/0\times10^{7}\,\text{V}\) در بازهٔ زمانی \(0/20\,\text{s}\) آزاد می‌شود.

۵. در آزمایش تحقیق قانون اهم، نتایج جدول زیر به‌دست آمده است.

۶. شکل زیر نمودار \(I\)–\(V\) را برای دو رسانای A و B نشان می‌دهد. مقاومت کدام یک بیشتر است؟ چرا؟

۷. دو رسانای فلزی از یک ماده ساخته شده‌اند و طول یکسانی دارند. رسانای A سیم توپری به‌قطر \(1/0\,\text{mm}\) است. رسانای B لوله‌ای توخالی به شعاع خارجی \(2/0\,\text{mm}\) و شعاع داخلی \(1/0\,\text{mm}\) است. مقاومت رسانای A چند برابر مقاومت رسانای B است؟

۸. در ماشین‌های چمن‌زنی برقی برای مسافت‌های حداکثر تا \(35\,\text{m}\) از سیم‌های مسی نمرهٔ ۲۰ (قطر \(0/08\,\text{cm}\)) و برای مسافت‌های طولانی‌تر از سیم‌های ضخیم‌تر نمرهٔ ۱۶ (قطر \(0/13\,\text{cm}\)) استفاده می‌کنند تا بدین ترتیب مقاومت سیم را تا آنجا که ممکن است کوچک نگه دارند. الف) مقاومت یک

۹ شکل زیر یک مشابهت‌سازی مکانیکی برای درک مقاومت و نیروی محرکهٔ الکتریکی را نشان می‌دهد که در آن بر سطح شیب‌داری میخ‌هایی تعبیه شده و تیله‌ها از ارتفاع بالای سطح شیب‌دار رها می‌شوند و سپس دوباره به بالای سطح شیب‌دار بازگردانده می‌شوند. این مشابهت‌سازی مکانیکی را توجیه کنید.

۱۰ یک باتری را در نظر بگیرید که وقتی به مدار بسته نیست پتانسیل دو سر آن برابر \(12/0\,V\) است. وقتی یک مقاومت \(10/0\,\Omega\) به این باتری بسته شود، اختلاف پتانسیل دو سر باتری به \(10/9\,V\) کاهش می‌یابد. مقاومت داخلی باتری چقدر است؟

۱۱ در شکل زیر آمپرسنج و ولت‌سنج چه عددهایی را نشان می‌دهند؟

۱۲ دو لامپ رشته‌ای در اختیار داریم که از جنس و طول رشتهٔ آنها یکسان است، ولی رشتهٔ لامپ B ضخیم‌تر از رشتهٔ لامپ A است. وقتی لامپ‌ها به ولتاژ یکسانی وصل شوند، کدام لامپ پر نورتر خواهد بود و چرا؟

۱۳ بر روی وسیله‌های الکتریکی، اعداد مربوط به ولتاژ و توان نوشته می‌شود. برای دو وسیلهٔ زیر،

۱۴ تلویزیون و یکی از لامپ‌های خانهٔ خود را در نظر بگیرید و فرض کنید که هرکدام روزی ۸ ساعت با اختلاف پتانسیل ۲۲۰ولت روشن باشد.

۱۵ در شکل زیر، الف) نیروی محرکهٔ الکتریکی و مقاومت

۱۶. به‌نظر شما چرا چراغ‌های خودرو (چراغ‌های جلو، عقب و ...)، به‌طور موازی بسته می‌شوند؟

۱۷. مقاومت یک آمپرسنج برای اندازه‌گیری جریان در یک مدار باید چگونه باشد تا جریان اندازه‌گیری‌شده توسط آمپرسنج با جریان قبل از قرار دادن آمپرسنج، نزدیک به هم باشد؟

۱۸. در شکل زیر، تعدادی لامپ مشابه به طور موازی به هم متصل شده‌اند و هر لامپ با کلیدی همراه است. بررسی کنید که با بستن کلیدها یکی پس از دیگری، عددهایی که آمپرسنج و ولت‌سنج نشان می‌دهند، چه تغییری می‌کند؟

۱۹. دو لامپ با مقاومت مساوی \(R\) را یک بار به طور متوالی و بار دیگر به طور موازی به یکدیگر می‌بندیم. آنها را هر بار به ولتاژ \(V\) وصل می‌کنیم. نسبت توان مصرف شده در حالت موازی به توان مصرف شده در حالت متوالی چقدر است؟

۲۰. در شکل‌های زیر، آیا مقاومت‌ها به طور متوالی بسته شده‌اند یا موازی و یا هیچ کدام؟

۲۱. سه مقاومت مشابه ۱۲ اُهمی را یک‌بار به‌طور متوالی و بار دیگر به‌طور موازی به یکدیگر می‌بندیم و به اختلاف پتانسیل ۱۲ ولت وصل می‌کنیم. در هر بار، چه جریانی از هر مقاومت می‌گذرد؟

۲۲. دو مقاومت موازی ۶/۰ اُهمی و ۱۲ اُهمی به‌طور متوالی به یک مقاومت ۲/۰ اُهمی وصل شده است. اکنون، مجموعهٔ مقاومت‌ها را به دو سر یک باتری آرمانی ۳۶ ولتی می‌بندیم. توان مصرفی در مقاومت ۶/۰ اُهمی را محاسبه کنید.

۲۳. در شکل زیر، وقتی کلید بسته شود چه جریانی از هر لامپ رشته‌ای می‌گذرد؟

۲۴. لامپ‌های A، B و C در شکل زیر همگی یکسان‌اند. با بستن کلید، کدام‌یک از تغییرات زیر در اختلاف‌پتانسیل رخ می‌دهد؟ (ممکن است بیش از یک پاسخ درست باشد.)

۲۵. در سیم‌کشی منازل، همهٔ مصرف‌کننده‌ها به‌طور موازی متصل می‌شوند. یک اتوی ۱۱۰۰W، یک نان برشته‌کن (توستر) ۱۸۰۰W، پنج لامپ رشته‌ای ۱۰۰W و یک بخاری ۱۱۰۰W به یک مدار سیم‌کشی خانگی ۲۲۰V که فیوز آن حداکثر می‌تواند جریان ۱۵A را تحمل کند وصل شده‌اند. آیا این ترکیب مصرف‌کننده‌ها باعث پریدن این فیوز می‌شود یا خیر؟