Kontakt: Jonas Strandberg jonas.strandberg@cern.ch Hj¨alpmedel: Minir¨aknare och formelsamling, alternativt ett eget A4-ark med formler
Betyg F: ≤11 po¨ang E: 12 po¨ang D: 13-14 po¨ang C: 15-18 po¨ang B: 19-20 po¨ang A: 21+ po¨ang
Problem 1
En ladding q = −6 µC befinner sig i punkten P .
a) Ber¨akna storlek och riktning p˚a kraften som p˚averkar q. [3p]
b) Ber¨akna potentialen i punkten P . [1p]
P
6 cm3 cm
3 cm
−6 Cµ
+5 C
+5 Cµ µ
En laddad partikel med laddning q = −2 nC r¨or sig i ett elektriskt och ett magnetiskt f¨alt.
a) Ber¨akna storlek och riktning p˚a den elektriska kraften som verkar p˚a partikeln.
[1p]
b) Ber¨akna storlek och riktning p˚a den magnetiska kraften som verkar p˚a par- tikeln. [2p]
b) Ber¨akna storlek och riktning p˚a den totala kraften som verkar p˚a partikeln.
[1p]
E=500 V/m
B=0.5 T
v=1000 m/s
q=−2 nC
Ett batteri p˚a 12 V kopplas till tre resistorer som visas i bilden.
a) Ber¨akna str¨ommen som flyter i kretsen. [2p]
b) Ber¨akna potentialen ¨over R3. [1p]
R R
R
1
2
3
=20
=30
=15 Ω
Ω
Ω 12 V
c) Om man vill m¨ata str¨ommen som flyter genom R3, b¨or man koppla in Am- perem¨ataren enligt i) eller ii) nedan? [1p]
A R
3i)
A
R 3
ii)
Ett v¨axelsp¨anningsaggregat med frekvensen 40 Hz kopplas i serie med en resistor, en kondensator och en spole.
a) Ber¨akna str¨ommen som flyter i kretsen. [4p]
C 220 V
L 80 mH R
40
Ω125 F
µProblem 5
Ett objekt befinner sig 0.8 m framf¨or en konkav spegel med radie 1 m.
a) Vad ¨ar avst˚andet fr˚an spegeln till bilden som objektet ger upphov till, och vad
¨ar f¨orstoringsfaktorn? [3p]
b) Visa hur ett ungef¨arligt svar kan f˚as genom att rita ett str˚aldiagram. [1p]
d
o=0.8 m r
o f=+0.5 m
Bl˚att ljus med v˚agl¨angden λ = 400 nm lyses p˚a en metall. Metallen har uttr¨adesfunktionen W = 1.6 eV (1 eV = 1.6 · 10−19 J). Genom att detektera en str¨om ovanf¨or metallytan kan man bevisa att elektroner slagits ut ur metallen.
a) Vilken ¨ar den maximala hastighet som man kan uppm¨ata f¨or dessa elektroner?
[4p]
e−
e−
=400 nm λ
W=1.6 eV
vmax?
Anv¨andbara konstanter
k = 9 · 109 NmC22 e = 1.6 · 10−19 C me = 9.11 · 10−31 kg h= 6.63 · 10−34 Js c = 3 · 108 m/s mp = 1.67 · 10−27 kg
