I. Odpowiedz wyczerpująco na pytania (podaj definicje, wzory lub prawa, objaśnienie symboli, jednostki, rysunki lub wykresy tam gdzie jest to celowe, przykłady, zwróć uwagę na logikę rozumowania (max. 25 pkt):

1. Jakie są charakterystyczne cechy błędów przypadkowych a jakie błędów systematycznych? Omów rozkłady tych błędów oraz podaj przykłady ich występowania.

2. Wyjaśnij sens pojęcia potencjału pola elektrostatycznego. Kiedy i po co wprowadza się tę wielkość do opisu pola? Jaki jest związek z natężeniem pola elektrostatycznego?.

3.Sformułuj prawo Biota-Savarta i prawo Ampere'a. W jakich sytuacjach je stosujemy? Podaj przykłady.

4. Podaj i omów co to jest i w jakich warunkach powstaje fala stojąca?

5. Nazwij i zapisz w postaci całkowej i różniczkowej odpowiednie równania Maxwella, które pozwalają przewidzieć istnienie fal elektromagnetycznych.

6. _____________________________________________________________________________

Wybierz prawidłową odpowiedź (tylko jedna odpowiedź jest poprawna). W problemach obliczeniowych przyjmij, że

,

1.	Rysunek pokazuje linie pola elektrycznego w otoczeniu dwóch małych naładowanych sfer (Y i Z). Z tego rysunku wynika, że:
A)	Y jest naładowane ładunkiem ujemnym a Z dodatnim
B)	wartość natężenia pola elektrycznego jest jednakowa wszędzie
C)	największa wartość natężenia pola elektrycznego występuje w połowie odległości pomiędzy Y i Z
D)	wartość natężenia pola elektrycznego jest niezerowa wszędzie (za wyjątkiem nieskończenie dużej odległości od sfer)
E)	Y i Z muszą być naładowane ładunkiem o tym samym znaku

2.	Dwie jednakowe przewodzące kule A i B mają jednakowy ładunek. Odległość pomiędzy kulami jest dużo większa niż promienie kul. Trzecia, taka sama, przewodząca kula C nie jest początkowo naładowana. Następnie kulą C dotykamy najpierw kuli A, potem kuli B, a ostatecznie kulę C usuwamy. W efekcie. siła elektrostatyczna działająca A i B, która początkowo wynosiła F, staje się równa:
	A) F/2 B) F/4 C) 3F/8 D) F/16 E) 0

3.	Cząstka o ładunku Q leży na osi OY w odległości a od początku układu współrzędnych a cząstka o ładunku q leży na osi OX w odległości d od początku układu współrzędnych. Wartość d, dla której składowa x-owa siły działającej na ładunek q jest największa, wynosi:
	A) 0 B) a C) D) a/2 E)

4.	Pojedynczy ładunek punktowy wytwarza pole elektryczne o wartości natężenia E w punkcie oddalonym o 2 m od tego ładunku. Punkt, w którym wartość natężenie pola elektrycznego wynosi E/4 znajduje się:
A)	1 m od tego ładunku	D)	4 m od tego ładunku
B)	0.5 m od tego ładunku	E)	8 m od tego ładunku
C)	2 m od tego ładunku

5.	Dwa obiekty punktowe, jeden o ładunku +8 × 10^-9 C i drugi o ładunku -2 × 10^-9 C, znajdują się w odległości 4 m. Wartość natężenia pola elektrycznego w N/C w połowie odległości między nimi wynosi:
	A) 9 × 10^9 B) 13,500 C) 135,000 D) 36 × 10^-9 E) 22.5

6.	Moment siły wywierany przez pole elektryczne na dipol jest:
A)	równoległy do kierunku wektora natężenia pola elektrycznego i prostopadły do kierunku momentu dipolowego
B)	równoległy do obu kierunków; zarówno natężenia pola elektrycznego jak i momentu dipolowego
C)	prostopadły do obu kierunków: pola elektrycznego i momentu dipolowego
D)	równoległy do kierunku momentu dipolowego i prostopadły do kierunku pola elektrycznego
E)	nie jest związany z kierunkami pola elektrycznego i momentu dipolowego

7.	Gdy wektor momentu dipolowego obraca się w jednorodnym, zewnętrznym polu elektrycznym tak aby ostatecznie ustawić się równolegle do kierunku wektora natężenia pola elektrycznego:
A)	pole wykonuje pracę dodatnią i energia potencjalna wzrasta
B)	pole wykonuje pracę dodatnią i energia potencjalna maleje
C)	pole wykonuje pracę ujemną i energia potencjalna wzrasta
D)	pole wykonuje pracę ujemną i energia potencjalna maleje
E)	pole nie wykonuje żadnej pracy

8.	Jeden elektronowolt to jest jednostka:
A)	siły działającej na elektron w polu elektrycznym o wartości 1 N/C
B)	siły wymaganej aby w polu elektrycznym przesunąć elektron o 1 metr
C)	energii uzyskanej przez elektron, który poruszając się w polu elektrycznym pokonał różnicę potencjałów równą 1 V
D)	energii wymaganej aby przesunąć elektron o 1 metr w dowolnym polu elektrycznym
E)	pracy wykonanej gdy ładunek 1 C jest przesuwany w polu elektrycznym i pokonuje różnicę potencjałów równą 1 V

9.	Różnica potencjałów pomiędzy dwoma końcami 2-metrowego pręta równoległego do kierunku jednorodnego pola elektrycznego wynosi 400 V. Wartość natężenia pola elektrycznego jest równa:
	A) zero B) 100 V/m C) 200 V/m D) 400 V/m E) 800 V/m

10.	Kartka papieru jest utrzymywana w jednorodnym polu elektrycznym tak, że strumień pola elektrycznego przechodzącego przez jedną ze stron kartki wynosi 25 N  m^2/C. Gdy kartka papieru została obrócona o 25 w stosunku do kierunku wektora pola elektrycznego, strumień pola elektrycznego przez kartkę wynosi:
	A) 0 B) 12 N  m^2/C C) 21 N  m^2/C D) 23 N  m^2/C E) 25 N  m^2/C

11.	Ładunek punktowy został umieszczony dokładnie w środku sferycznej powierzchni Gaussa. Strumień pola elektrycznego E ulegnie zmianie gdy:
A)	ta powierzchnia sferyczna zostanie zastąpiona przez sześcian o tej samej objętości
B)	ta powierzchnia sferyczna zostanie zastąpiona przez sześcian o objętości stanowiącej 1/10 objętości kuli
C)	ładunek punktowy zostanie przesunięty ze środka tej powierzchni sferycznej ale pozostanie nadal w jej wnętrzu
D)	ładunek punktowy zostanie przesunięty ze środka tej powierzchni sferycznej całkowicie na zewnątrz
E)	dodatkowy ładunek punktowy zostanie umieszczony na zewnątrz powierzchni sferycznej

12.	Elektron porusza się w ujemnym kierunku osi OX, w jednorodnym polu elektrycznym, które ma kierunek osi OY i zwrot przeciwny do zwrotu osi OY. Siła działająca na elektron w tym polu jest :
A)	skierowana przeciwnie do zwrotu osi OX	D)	skierowana zgodnie ze zwrotem osi OZ
B)	skierowana zgodnie ze zwrotem osi OY	E)	skierowana przeciwnie do zwrotu osi OZ
C)	skierowana przeciwnie do zwrotu osi OY

13.	Pole magnetyczne NIE MOZE:
A)	działać na ładunek	D)	zmienić energii kinetycznej ładunku
B)	nadać przyspieszenia ładunkowi	E)	istnieć
C)	zmienić pędu ładunku

10.	Pole magnetyczne równoległe do osi OX, którego wartość maleje ze wzrostem x lecz pozostaje niezależna od y i z nie może istnieć co jest zgodnie z prawem:
A)	Faraday'a	D)	Gaussa dla magnetyzmu
B)	Ampere'a	E)	drugą zasadą dynamiki Newtona
C)	Gaussa dla elektryczności

12.	Naprężenie struny o liniowej gęstości masy 0.0010 kg/m wynosi 0.40 N. Fala sinusoidalna o częstotliwości 100 Hz w tej strunie ma długość fali:
	A) 0.05 cm B) 2.0 cm C) 5.0 cm D) 20 cm E) 100 cm

13.	Równania Maxwella przewidują, że prędkość światła w próżni jest:
A)	rosnącą funkcją częstotliwości
B)	malejącą funkcją częstotliwości
C)	niezależna od częstotliwości
D)	zależna od odległości od źródła
E)	zależna od rozmiarów źródła

14.	Natężenie światła w odległości 10m od źródła punktowego wynosi 1000W/m^2. Natężenie światła w odległości 100m od tego samego źródła wynosi:
A)	1000W/m^2	D)	1W/m^2
B)	100W/m^2	E)	0.1W/m^2
C)	10W/m^2

15.	Fale na morzu mają długość 300 m i częstotliwość 0,07 Hz. Prędkość rozchodzenia fali wynosi:
	A) 0.00021m/s B) 2.1m/s C) 21m/s D) 210m/s E) żadna z odpowiedzi nie jest prawidłowa

16.	Dwa ładunki punktowe są rozmieszczone jak na rysunku. W którym obszarze należy umieścić trzeci ładunek +1 C, aby jego energia potencjalna w polu pozostałych dwóch ładunków wyniosła zero?
	A) tylko w I B) w I lub II C) tylko w III D) w I lub III E) tylko w II

17.	Zamknięta przewodząca pętla kwadratowa porusza się ze stałą prędkością v wchodząc z obszaru bez pola magnetycznego do obszaru, w którym istnieje jednorodne pole magnetyczne jak na rysunku. Który z pięciu wykresów pokazuje prawidłowo natężenie prądu elektrycznego indukowanego w pętli w funkcji czasu t:
	A) A B) B C) C D) D E) E

18.	Fala bieżąca przemieszcza się w prawo jak na rysunku. Która litera może być przypisana długości tej fali?
A)	A	D)	D
B)	B	E)	E
C)	C

19.	Które z poniższych równań może zostać użyte do wyliczenia wartości natężenia pola elektrycznego powstającego wskutek zmian w czasie jednorodnego pola magnetycznego?
A)		D)
B)		E)	żadne z podanych równań
C)

20.	W obszarze cylindrycznym o promieniu R zawiera się jednorodne pole elektryczne, którego kierunek jest równoległy do osi cylindra. Natężenie pola elektrycznego wynosi zero na zewnątrz cylindra. Jeżeli wartość natężenia pola elektrycznego zmienia się w czasie z szybkością dE/dt, to indukcja pola magnetycznego powstałego w punkcie w odległości R/2 od osi cylindra wynosi:
	A) zero B) 2Rμo εo dE /dt C) R μo εo dE /dt D) (R/2) μo εo dE /dt E) (R/4) μo εo dE /dt

20.	Fala jest opisywana przez y(x,t) = 0.1 sin(3x + 10t), gdzie x jest wyrażone w metrach, y w centymetrach a t w sekundach. Liczba falowa wynosi:
	A) 0.10 rad/m B) 3 rad/m C) 10) rad/m D) 10) rad/m E) 3.0 rad/cm

21.	Rysunek pokazuje ruch elektronów w przewodniku umieszczonym w pobliżu bieguna N magnesu. Siła działająca na przewodnik będzie skierowana:
A)	w kierunku magnesu	D)	w górę
B)	od magnesu	E)	wdłuż jego długości
C)	w dół

22.	Kołowa pętla o promieniu 20 cm wykonana z przewodnika leży w płaszczyźnie xy i przewodzi prąd 2 A, przeciwnie do ruchu wskazówek zegara jeżeli patrzymy na nią z punktu umieszczonego w części dodatniej osi z.. Magnetyczny moment dipolowy wynosi:
A)	0.25 A  m^2 i ma zwrot zgodny z osią z	D)	2.5 A  m^2 i ma zwrot przeciwny do osi z
B)	0.25 A  m^2, i ma zwrot przeciwny do osi z	E)	0.25 A  m^2 i leży w płaszczyźnie xy
C)	2.5 A  m^2 i ma zwrot zgodny z osią z

23.	Magnes porusza się wewnątrz cewki. Rozważ następujące czynniki: I. indukcję pola magnetycznego wytwarzanego przez magnes II. liczba zwojów cewki III. szybkość z jaką porusza się magnes Które z tych czynników wpływają na wartość indukowanej siły elektromotorycznej w cewce?
	A) I tylko B) II tylko C) III tylko D) I i II tylko E) I, II, III

24.	Nieskończenie długi wydrążony w środku cylinder (powłoka cylindryczna) przewodzi prąd i natężeniu A i jednorodnie rozmieszczony na przekroju cylindra. Wartość indukcji pola magnetycznego jest największa::
	A) na wewnętrznej powierzchni powłoki cylindrycznej
	B) na zewnętrznej powierzchni powłoki cylindrycznej
	C) wewnątrz powłoki cylindrycznej blisko środka
	D) w obszarze wydrążenia blisko wewnętrznej powierzchni powłoki cylindrycznej
	E) w obszarze wydrążenia blisko środka

25.	Rysunki poniższe przestawiają trzy obwody złożone z koncentrycznych wycinków kołowych (półokręgów lub ¼ okręgu o promieniach r, 2r, i 3r). W obwodach płynie ten sam prąd elektryczny. Ustaw obwody w kolejności od najmniejszej do największej wartości indukcji pola magnetycznego wytworzonego przez prąd w punkcie C
	A) 1, 2, 3 B) 3, 2, 1 C) 1, 3, 2 D) 2, 3, 1 E) 2, 1, 3

Imię i Nazwisko: Grupa.............................:

Zestaw B

1.	A B C D E
2.	A B C D E
3.	A B C D E
4.	A B C D E
5.	A B C D E
6.	A B C D E
7.	A B C D E
8.	A B C D E
9.	A B C D E
10.	A B C D E
11.	A B C D E
12.	A B C D E
13.	A B C D E
14.	A B C D E
15.	A B C D E
16.	A B C D E
17.	A B C D E
18.	A B C D E
19.	A B C D E
20.	A B C D E
21.	A B C D E
22.	A B C D E
23.	A B C D E
24.	A B C D E
25.	A B C D E

Egzamin z fizyki II (semestr letni) - termin III

19.09.2008

5

Egzamin z fizyki - termin II, 18.06.2005

1

---