Fizik 2: Elektrik dan Magnetisme: soalan latihan dan soalan peperiksaan

Cas, daya dan medan elektrik, litar AT, kapasitor dan litar RC, serta arus ulang-alik: semester kedua fizik universiti.

Berlatih kursus ini secara percumaBerlatih kursus iniAmbil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.

Pek ulang kaji kilat (PDF)Lembaran formula, langkah kaedah dan soalan latihan dengan penyelesaian penuh, sedia untuk dicetak.

Topik dalam kursus ini

  1. Hukum Coulomb & medan elektrikdaya antara dua cas · medan antara dua cas · daya pada sudut tepatpengiraan
  2. Perintang bersiri & selari3 perintang · 4 perintang · tangga 6 perintangpengiraan
  3. Fana RC & RLpengecasan RC · litar RL · kapasitor dengan cas awalpengiraan
  4. Medan magnet & aruhanmedan arus dan daya magnet · zarah bercas, Faraday dan Lenz · penjana, kearuhan dan alur zarahpengiraan
  5. Impedans AU & fasorRL bersiri · RLC bersiri · voltan kapasitor dan salunanpengiraan

Tip peperiksaan untuk Fizik 2: Elektrik dan Magnetisme

  • Daya dan medan daripada beberapa cas ditambah sebagai vektor: lukis setiap satu sebelum anda menambah.
  • Tukar µC kepada C dan cm kepada m sebelum menggunakan hukum Coulomb.
  • Kapasitor menyekat AT setelah ia dicas; pemalar masa τ = RC menentukan betapa pantasnya itu berlaku.
  • Untuk daya magnet dan arus teraruh, lakar ⊗ dan ⊙ dan gunakan petua tangan kanan setiap kali: kebanyakan markah hilang kerana arah yang salah.

Contoh penyelesaian

Hukum Coulomb & medan elektrikMudah
++4 µC++1 µCr = ?

Cas titik +4 µC dan +1 µC mengenakan daya 20 N antara satu sama lain. Berapa jauh r jarak antara kedua-duanya? Berikan jawapan dalam cm. Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +4 µCq2 = +1 µCF = 20 N

Cari nilai r (cm)

Tunjukkan petunjuk
  1. Susun semula hukum Coulomb untuk r.
  2. r = √(k·|q₁·q₂|/F).
  3. r² = 0.001798 m².
Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Coulomb’s law: two point charges attract or repel with F = k·|q₁·q₂|/r², with k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C². The field of a point charge is E = k·|q|/r², pointing away from a positive charge and towards a negative one. Forces and fields from several charges add as vectors.

Selesaikan untuk jarak

r = √(8.99 × 10⁹·4 × 10⁻⁶·1 × 10⁻⁶/20) = 0.0424 m
r = 4.24 cm

Jawapan

r = 4.24 cm
Perintang bersiri & selariSederhana
R1​ = 6 ΩIR1​R3​ = 3 Ω+−V1​18 VR2​3 ΩAR4​6 ΩB

Cari arus IR1 yang dibekalkan oleh sumber, yang mengalir melalui R1.

V1 = 18 VR1 = 6 ΩR2 = 3 ΩR3 = 3 ΩR4 = 6 Ω

Cari nilai IR1 (A)

Tunjukkan petunjuk
  1. Permudahkan rangkaian langkah demi langkah. Dalam sambungan bersiri, rintangan ditambah. Dua perintang selari bergabung sebagai R₁R₂/(R₁ + R₂).
  2. R₃ dan R₄ membawa arus yang sama, jadi ia bersiri. Cabang itu selari dengan R₂, dan hasilnya bersiri dengan R₁.
  3. Req = 8.25 Ω.
Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Perintang bersiri dan selari: dalam sambungan bersiri arus yang sama mengalir melalui setiap perintang dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam sambungan selari setiap perintang mempunyai voltan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Rangkaian tangga dipermudahkan sepasang demi sepasang sehingga tinggal satu rintangan setara.

R1​ = 6 ΩR3​ = 3 Ω+−V1​18 VR2​3 ΩAR4​6 ΩB

Gabungkan perintang dari hujung yang jauh

Mulakan dari hujung yang paling jauh daripada sumber dan bergerak balik ke arahnya. Perintang yang membawa arus yang sama adalah bersiri; perintang merentasi dua nod yang sama adalah selari.

R3 + R4 = 3 + 6 = 9 Ω
R2 ∥ 9 = 3·9/(3+9) = 2.25 Ω
Req = R1 + 2.25 = 6 + 2.25 = 8.25 Ω

Arus daripada sumber

Sumber hanya melihat Req, jadi hukum Ohm memberikan arus yang dibekalkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

IR1 = V1/Req = 18/8.25 = 2.182 A

Jawapan

IR1 = 2.182 A

Cara latihan berfungsi

  • “Berlatih kursus ini” mencampurkan soalan daripada semua topiknya, seperti peperiksaan sebenar.
  • Setiap soalan mempunyai nilai baharu, jadi anda mempelajari kaedah dan bukannya jawapan.
  • Buntu? Buka petunjuk kecil dahulu, dan penerangan penuh hanya apabila anda memerlukannya.
  • Peperiksaan percubaan adalah bermasa dan tanpa petunjuk, dan anda mendapat skor serta semakan penuh pada akhirnya.

Kalkulator untuk kursus ini

Kalkulator perintang bersiri dan selariKalkulator pembahagi voltanKalkulator pemalar masa RCKalkulator impedans RLCKalkulator hukum CoulombKalkulator hukum Ohm (voltan, arus, rintangan dan kuasa)Kalkulator kod warna perintang (4, 5 dan 6 jalur)Kalkulator kapasitor (siri, selari, cas dan tenaga)Kalkulator medan magnet (wayar, gelung, solenoid dan toroid)

Kursus berkaitan

Asas Kejuruteraan ElektrikLatihan peperiksaan FE Elektrik dan KomputerAnalisis Litar 1Analisis Litar 2: litar AUElektronik 1Sistem Kuasa dan Mesin ElektrikPengukuran dan InstrumentasiFizik 1: Mekanik
Berlatih kursus ini secara percumaBerlatih kursus iniAmbil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.