Tentamen 1FY808 Fysik - Elektricitetslära och magnetism 30 augusti ...

Tentamen 1FY808 Fysik - Elektricitetslära och magnetism30 augusti 2012Hjälpmedel: Physics Handbook eller annan formelsamling samt räknedosa, samt bifogadformelsamling.• För att erhålla full poäng på en uppgift krävs en fullständig lösning. En fullständig lösning ären som är lätt att förstå och som utan tvivel redovisar din tankegång. Använd gärna figurer!• För godkänt krävs minst 13 poäng av 26 möjliga.1. Två laddningar Q 1 = – 2,0 µC µC och Q 2 = – 3,0 µC befinner sig på avståndet 0,25 meterifrån varandra i vakuum.a) Bestäm den elektriska kraften som verkar på laddningarna. (1p)b) Bestäm den elektriska fältstyrkan och den elektriska potentialen i den punkt som ärmitt emellan laddningarna. Antag att potentialen är noll volt oändligt långt bort frånladdningarna.(2p)c) Bestäm det arbete som fordras för att dra isär laddningarna Q 1 och Q 2 ytterligare 0,25meter, så att avståndet mellan dem blir 0,50 meter.(2p)2. Två plattkondensatorer har kapacitanserna 5,0 µF och 7,5 µF. Kondensatorernaseriekopplas och ansluts till ett batteri på 12 V.a) Hur stor laddning har var och en av kondensatorerna? (2p)b) Hur stor energi har var och en av kondensatorerna? (2p)c) De laddade kondensatorerna kopplas loss från batteriet och kondensatorernaslösgjorda ändar förbinds med varandra. Hur stor blir deras laddning och spänning?(1p)3. I kretsschemat nedan har samtliga tre motstånd samma resistans. Amperemeterns inreresistans är 2,0 Ω. Då en spänning på 24 V läggs över kretsen så visar amperemetern 2,0 A.a) Hur stor spänning ligger över de parallellkopplade motstånden till höger? (2p)b) Vilken resistans har varje motstånd? (2p)24 VA1 (2)

4. I en rak lång ledare flyter strömmen I 1 = 5,0 A. I en annan lång ledare, på avståndet0,25 m från den första, flyter strömmen I 2 = 15 A. Ledarna är parallella och strömmarnagår i samma riktning (se figur).I 10,25 mI 2a) Hur stor är den magnetiska flödestätheten mitt emellan ledarna? (2p)b) Beräkna i vilken punkt på förbindelselinjen mellan ledarna som den magnetiskaflödestätheten är noll.(2p)5. I en äldre TV:s bildrör accelereras elektroner i elektronkanonen över spänningen 16 kV.Därefter passerar de ett område med ett homogent magnetfält riktat vinkelrät motelektronernas rörelse. När de passerar magnetfältet följer de en cirkelformad bana medradien 18 cm. Bestäm storleken på den magnetiska flödestätheten.(4p)Elektronens massa är 9,11 . 10 – 31 kg och dess laddning är 1,60 . 10 – 19 C.m ⋅ v2Tips: Centripetalkraften ärr6. En RCL-seriekrets med R = 250 ohm, L = 0,40 H och C = 0,020 µF ansluts till ensinusformad växelspänningskälla.a) Bestäm kretsens resonansfrekvens. (2p)b) Kondensatorn tål en maximal spänning på 650 V. Om spänningskällan ställs in påresonansfrekvensen, vilken är då den högsta spänningen som den får avge utan attkondensatorn överbelastas?(2p)2 (2)