Phy Online pec9.com ตะลุยโจทย โควตามช ี่ 16 าและแม...

Phy Online pec9.com ตะลุยโจทยโควตา มช. บทท่ี 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1) ชุด 1

567

ตะลุยโจทย โควตา มช . 1บทที่ 16 ไฟฟาและแม เหล็ก (1 ) ชุด 1

กระแสไฟฟา ควรทราบ 1) กระแสไฟฟา เปนเพียงกระแสสมมุติ 2) กระแสไฟฟา ไมใชกระแสอิเลคตรอน 3) กระแสไฟฟาจะไหลสวนทางกับอิเลคตรอน 2และกระแสไฟฟาจะไหลทางเดียวกับประจุบวก และกระแสไฟฟาจะมีทิศทางกับสนามไฟฟา (E)

1(มช 40) กําหนดใหสนามไฟฟา (E) มีทิศทางดังรูป การเคล่ือนท่ีของอนุภาคท่ีมีประจุไฟฟา I ท่ีเกิดขึ้นจะเปนจริงดังรูปในขอ

1. 2.

3. 4.

เราสามารถคํานวณหาปริมาณกระแสไฟฟาไดจากสมการ I = t

Q

เมื่อ Q = ปริมาณประจุไฟฟาท่ีไหลผานพ้ืนท่ีหนาตัดตัวนํา ณ.จุดหน่ึงๆ (คูลอมบ) เวลาท่ีประจุไฟฟาไหลผานจุดนั้นๆ (วินาที) t =

I = กระแสไฟฟาท่ีเกิด ( แอมแปร , A)

– – – – –

+ + + + +


568

2. ปริมาณประจุไฟฟาที่เกิดจากกระแส 250 มิลลิแอมแปร ไหลผานตัวนําเปนเวลา 1 นาที มีคาเทาไร

ก. 1.5 x 104 คูลอมบ ข. 1.5 คูลอมบ ค. 1.5 x 106 ไมโครคูลอมบ ง. 1.5 x 107 ไมโครคูลอมบ

วิธีทํา

เราอาจคํานวณหาปริมาณกระแสไฟฟาไดจากอีกสมการหน่ึง คือ 13

I = N e v A

เม่ือ N = ความหนาแนนอิเลคตรอน ( m–3 ) e = 1.6 x 10 –19 C ( คือ ประจุอิเลคตรอน 1 ตัว ) v = ความเร็วลอยเล่ือนของอิเลคตรอน (m /s ) A = พื้นที่หนาตัดของตัวนํา ( m2)

ลวดตัวนําโลหะขนาดสมํ่าเสมอ มีปริมาณกระแสตอหนวยพื้นท่ีเทากับ 1.0 x 106 3(En 44/1) แอมแปรตอตารางเมตร ความหนาแนนของอิเล็กตรอนอิสระเปน 5.0 x 1028 ตอลูกบาศก- เมตร จงหาขนาดของความเร็วลอยเล่ือนของอิเล็กตรอนอิสระในลวด

1. 1.25 x 10–4 m/s 2. 1.50 x 10–4 m/s 3. 1.75 x 10–4 m/s 4. 2.00 x 10–4 m/s วิธีทํา 4(En 21) แบตเตอร่ีซ่ึงมีแรงเคล่ือนท่ีไฟฟา 20

โวลต ลูกหนึ่ง เม่ือตอจายกระแสใหแก 6

ความตานทานขนาด 1.8 โอหม ปรากฏวา กระแสไฟฟาเปล่ียนแปลงตามเวลาดังกราฟ ท่ีแสดง ปริมาณประจุท่ีเคล่ือนผานวงจร ในเวลา 20 นาทีแรก เทากับกี่คูลอมบ



569

กฎของโอหมและความตานทาน

กฏของโอหม กลาววา “ปริมาณกระแสไฟฟาท่ีไหลผานตัวนําหนึ่ง ๆ จะแปรผันตรงกับความตางศักย”

เขียนความสัมพันธจะได I α V I = k V V = k

1 I

V = I R เม่ือ V = ความตางศักย (โวลต) I = ปริมาณกระแสไฟฟา (แอมแปร) R = ความตานทาน (โอหม)

จาก V = I R จะได = I R

V

จะเห็นวา หาก R มาก I จะนอย หาก R นอย I จะมาก

และเก่ียวกับความตานทานของตัวนําใด ๆ

R α A L

R = ρ A L

เม่ือ R = ความตานทาน (โอหม)

ρ = สภาพตานทาน (โอหม . เมตร) L = ความยาว (เมตร) A = พื้นที่หนาตัดของตัวนํา (เมตร2)

5(มช 36) ในการทดลองหาคาสภาพตานทานของสารแทงส่ีเหล่ียมผืนผา 1 เซนติเมตร และมี พื้นที่หนาตัด 0.5 ตารางเซนติเมตรนั้น ทําโดยผานกระแสไฟฟา 1 mA ตามแนวความยาว ของสารแลววัดคาความตางศักยระหวางปลายท้ังสองของสารซ่ึงอานคาได 10–2 โวลต จง หาคาสภาพตานทานของสารในหนวยโอหม.เมตร



570

6(มช 50) สายไฟท่ีทําดวยทองแดงมีเสนผานศูนยกลาง 0.1 มิลลิเมตร ยาว 1 เมตร ถาตองการ เปล่ียนไปใชสายไฟท่ีทําดวยแพลทินัม มีเสนผานศูนยกลาง 0.2 มิลลิเมตร โดยตองการให มีความตานทานเทากัน สายไฟท่ีทําดวยแพลทินัมตองยาวก่ีเมตร กําหนดใหสภาพตานทาน ไฟฟาของทองแดงและแพลทินัมเทากับ 2.0x10–8 และ 10.0x10–8 โอหม.เมตร ตามลําดับ

1. 0.25 2. 0.40 3. 0.80 4. 1.25

วิธีทํา 7(มช 49) ลวดซิลิคอนขนาดสมํ่าเสมอยาว 10 เซนติเมตร เสนผานศูนยกลาง 1 มิลลิเมตร ตอเขากับความตางศักยไฟฟา 20 โวลต จงหาคากระแสไฟฟาท่ีไหลผานลวดซิลิคอนน้ีมีกี่

มิลลิแอมแปร กําหนดให สภาพตานทานไฟฟาของซิลิคอนเทากับ 3.14x10–3 โอหม.เมตร วิธีทํา


571

มช 48) ลวดเงินมีความตานทานจําเพาะ (ρR) = 1.57 x 10–8 โอหม–เมตร และความหนา 8(แนนของอิเล็กตรอน = 6.0 x1028 เมตร–3 ขนาดเสนผานศูนยกลาง 2 มิลลิเมตร ยาว 2 เมตร มีประจุ 60 คูลอมบ เคล่ือนท่ีในเวลา 1 ช่ัวโมง จงหาขนาดของสนามไฟฟาท่ีตก ครอมเสนลวดในหนวยมิลลิโวลต / เมตร


พลังงานไฟฟา และ กําลังไฟฟา

สมการท่ีใชหาพลังงานไฟฟา W = Q V W = I t V จาก Q = I t W = I t I R จาก V = IR W = I2Rt W = R

V t V จาก I = RV

W = R2V t

เม่ือ W = พลังงานไฟฟา (จูล) Q = ประจุไฟฟา (คูลอมบ) V = ความตางศักย (โวลต) I = กระแสไฟฟา (แอมแปร) t = เวลา (วินาที) R = ความตานทาน (โอหม)


572

สมการท่ีใชหากําลังไฟฟา

tW P =

tQV

P = P = I V P = I2 R

R2VP =

เม่ือ P = กําลังไฟฟา (วัตต)

9(En 39) คนขับรถยนตทานหนึ่งดับเคร่ืองยนตแลวลืมปดไฟหนารถ 2 ดวง เปนเวลานาน 9(En 39) คนขับรถยนตทานหนึ่งดับเคร่ืองยนตแลวลืมปดไฟหนารถ 2 ดวง เปนเวลานาน 10 นาที แบตเตอร่ีของรถยนตซ่ึงมีแรงเคล่ือน 12 โวลต จะตองจายไฟเทาใด ถาไฟหนา 10 นาที แบตเตอร่ีของรถยนตซ่ึงมีแรงเคล่ือน 12 โวลต จะตองจายไฟเทาใด ถาไฟหนา กินกระแสดวงละ 5 แอมแปร กินกระแสดวงละ 5 แอมแปร

1. 120 จูล 2. 1200 จูล 3. 36000 จูล 4. 72000 จูล 1. 120 จูล 2. 1200 จูล 3. 36000 จูล 4. 72000 จูล วิธีทําวิธีทํา

10(En 41) เตาไฟฟาขนาด 1200 วัตต เตาอบไมโครเวฟขนาด 900 วัตต และหมอหุงขาวไฟฟา ขนาด 600 วัตต ถาใชท้ังสามเคร่ืองกับไฟฟา 220 โวลต พรอมกันจะใชกระแสไฟฟาเทาใด

1. 8 A 2. 10 A 3. 12 A 4. 15 A วิธีทํา 11(En 36) หองทํางานแหงหนึ่งใชไฟฟาจากแหลงกําเนิด 200 โวลต ภายในหองมีหลอดไฟ

ขนาด 100 วัตต 3 ดวง และมีพัดลมขนาด 200 วัตต 2 เคร่ือง เพื่อปองกันความเสียหาย จากการเกิดไฟฟาลัดวงจรควรจะมีฟวสขนาดเล็กสุดเทาใด

1. 2A 2. 3A 3. 4A 4. 5A



573

12(มช 43) จงหาสภาพตานทานไฟฟาในหนวยโอหม-เมตร ของลวดยาว 2 เมตร พื้นท่ีหนาตัด 10–6 ตารางเมตร เม่ือมีกระแสไฟฟา 1 แอมแปรไหลผาน จะมีอัตราการเปล่ียนแปลง

พลังงานไฟฟาเปนพลังงานความรอน 48 มิลลิวัตต

1. 2.4 x 10–2 2. 4.8 x 10–4 3. 4.8 x 10–8 4. 2.4 x 10–8 วิธีทํา 13(En 36) เคร่ืองใชไฟฟาในบานชนิด 100 วัตต 220 โวลต เม่ือนํามาใชขณะท่ีไฟตกเหลือ 200 โวลต เคร่ืองใชไฟฟานั้นจะใชกําลังไฟฟาเทาใด

1. 78 W 2. 83 W 3. 88 W 4. 93 W วิธีทํา

14(En 41/2) อิเล็กตรอน 9 x 10–31 กิโลกรัม ประจุ 1.6 x 10–19 คูลอมบ ถูกเรงผานความตาง ศักย 100 โวลต ความเร็วของอิเล็กตรอนเปนเทาใด 1. 4 x 106 m/s 2. 6 x 106 m/s 3. 4 x 107 m/s 4. 6 x 107 m/s วิธีทํา


574

15(En 31) แผนตัวนําขนานหางกัน 2.0 cm มีประจุจํานวนหน่ึงอยูบนแผนตัวนําทําใหเกิดสนามไฟฟาสมํ่าเสมอในแนวดิ่ง เม่ือปลอยอิเล็กตรอนจากจุดหยุดนิ่งบนแผนตัวนําอิเล็กตรอนจะเคล่ือนไปยังตัวนําบนในเวลา 4.2x10–10 วินาที ความตางศักยระหวางตัวนําท้ังสองมีกี่โวลต

1. 2.6 x 104 2 . 11.4 x 10–13 3. 2.1 x 104 4. 1.14 x 10–13 วิธีทํา

สมการท่ีใชหาคาไฟฟา คาไฟฟา = ( ) t (ราคาตอหนวย) 1000

P

เม่ือ t = เวลา (ช่ัวโมง)

16(มช 37) เคร่ืองทําน้ําอุนไฟฟาขนาด 3000 วัตต 220 โวลต ถาอาบน้ําอุนเปนเวลา 15 นาที จะเสียคาไฟฟาประมาณ (อัตราคาไฟฟาสําหรับ 5 หนวยแรกเปน 3 บาท/หนวย)

1. 2.25 บาท 2. 5.75 บาท 3. 7.25 บาท 4. เกิน 8.50 บาท วิธีทํา 17(มช 48) บานหลังหนึ่งมีเคร่ืองใชไฟฟา 220 โวลต ท่ีมีความตานทาน 20 โอหม ท่ีเปดใช ตลอดท้ังวันท้ังคืน เจาของบานจะตองจายคาไฟฟาวันละกี่บาท ถาคาไฟฟายูนิต (kWh) ละ 5.0 บาท



575

18(มช 50) นาย ก. มีตูอบไมโครเวฟเกาขนาด 900 วัตต ท่ีใชไมไดแลวอยูเคร่ืองหนึ่ง นาย ก. จึงตองการซ้ือเคร่ืองใหมท่ีมีขนาด 1500 วัตต ถานาย ก. ใชตูอบไมโครเวฟเฉล่ียเดือนละ 10 ช่ัวโมง นาย ก. ตองจายคาไฟฟาเพิ่มข้ึนจากเดิมเดือนละกี่บาท ถาคาไฟฟาหนวยละ 5 บาท และบานนาย ก. ใชไฟฟาซ่ึงมีความตางศักย 220 โวลต

1. 30 2. 45 3. 60 4. 75 วิธีทํา

การตอตัวตานทาน

การตอแบบอนุกรม มีกฏการตอดังนี้ 1) Iรวม = I1 = I2

2) V1 ≠ V2 3) Vรวม = V1 + V2 4) Rรวม = R1 + R2

19(En 47/2) ความตางศักยไฟฟาครอมตัวตานทาน 6 โอหม มีคากี่โวลต

10V

3Ω 4Ω 6Ω 7Ω วิธีทํา


576

20(En 46/2) ตัวตานทาน 25 โอหม ตออนุกรมกับตัวตานทานอีกตัวหนึ่ง แลวนําไปตอกับ แบตเตอร่ี เม่ือวัดความตางศักยครอมแบตเตอร่ีไดคา 10 โวลต และวัดความตางศักยตก ครอมตัวตานทาน 25 โอหม ไดเปน 5.5 โวลต จงหาคาความตานทานตัวท่ีสอง 1. 9 Ω 2. 14 Ω 3. 18 Ω 4. 20 Ω


การตอแบบขนาน มีกฏการตอดังนี้

1) I1 ≠ I2 2) Iรวม = I1 + I2 3) Vรวม = V1 = V2

4) รวมR1 =

1R1 +

2R1

21(มช 48) ตัวตานทาน 60 โอหม และ 90 โอหม ตอกันแบบขนาน แลวตอเขากับแหลงจาย ไฟฟากระแสตรงขนาด 120 โวลต ใหหาคาความตานทานรวมของวงจรในหนวยโอหมและ กระแสที่ไหลผานความตานทาน 60 โอหมในหนวยแอมแปร ตามลําดับ 1. 36 และ 13 2. 36 และ 2.0 3. 120 และ 2.0 4. 120 และ 3.3 วิธีทํา


577

22(มช 39) วงจรในรูป จงหาคากระแสท่ี

ไหลผานความตานทาน 18 โอหม วิธีทํา 23(มช 51) จากรูป จงหาความตางศักยตกครอม

R2

R1 6 V

ความตานทาน RL วามีคากี่โวลต กําหนดให R1 = R2 = RL = 20 กิโลโอหม

1. 1.5 2. 2 3. 3 4. 4 RL วิธีทํา


578

24(มช 49) ตัวตานทาน 150 โอหม และ 300 โอหม ตอกันแบบขนาน แลวไปตออนุกรมกับ ตัวตานทาน R อีกตัวหนึ่ง พบวามีกระแสไหลในวงจร 1 แอมแปร เม่ือตอเขากับแหลงจาย

ไฟฟากระแสตรง 220 โวลต ตัวตานทาน R จะมีคากี่โอหม 1. 120 2. 220 3. 320 4. 450


แรงเคลื่อนไฟฟา

แรงเคล่ือนไฟฟา (E) คือ พลังงานท่ีประจุ 1 คูลอมบใชในการเคล่ือนท่ีจนครบ 1 รอบวงจร E = I (R+r) เม่ือ E คือ แรงเคล่ือนไฟฟา (โวลต) I คือ ปริมาณกระแสไฟฟา (แอมแปร) R คือ ความตานทานภายนอกเซลลไฟฟา (โอหม) r คือ ความตานทานภายในเซลลไฟฟา(โอหม)

25. แบตเตอร่ีมีแรงเคล่ือนไฟฟา 24 โวลต ความตานทานภายใน 2 โอหม เม่ือนําไปตอกับ ความตานทาน 6 โอหม จะมีกระแสไฟฟาไหลผานตัวตานทานน้ีกี่แอมแปร



579

26. แบตเตอร่ีรถยนตอันหนึ่งมีแรงเคล่ือนไฟฟา 12.0 โวลต มีความตานทานภายในเซลล 2.0 โอหม ตออยูกับความตานทาน 70 โอหม จงคํานวณหาความตางศักยระหวางข้ัวแบต-

เตอร่ีอันนี้ วิธีทํา 27(En 47/1) แบตเตอรีมีแรงเคล่ือนไฟฟาเปน 15 โวลต และความตานทานภายในเปน r เม่ือ ตอกับตัวตานทานภายนอก R พบวามีความตางศักยครอม R เปน 10 โวลต และกําลังไฟ

ฟาท่ี R เปน 20 วัตต จงหาความตานทานภายใน r 1. 1.0 Ω 2. 1.5 Ω 3. 2.0 Ω 4. 2.5 Ω

วิธีทํา 28(En 33) แบตเตอร่ีตัวหน่ึงเม่ือตออนุกรมกับความตานทาน R = 148 โอหม ปรากฏวามี กระแสในวงจรเทากับ 0.05 แอมแปร แตเม่ือเพ่ิมความตานทานเปน 248 โอหม จะมี กระแสเพียง 0.03 แอมแปร แบตเตอร่ีตัวนี้มีแรงเคล่ือนไฟฟากี่โวลต วิธีทํา


580

กัลวานอมิเตอร

กัลวานอมิเตอร คือ เคร่ืองมือใชวัดปริมาณกระแสไฟฟา 22

1) ตองตอ กัลวานอมิเตอร แบบอนุกรมเขากับตัวตานทานในวงจร 2) ตองนําซันต(R s) มาตอแบบขนานกับกัลวานอมิเตอร เพื่อลด

ปริมาณกระแสไฟฟาท่ีใหผานกัลวานอมิเตอรใหมีปริมาณนอยลง 3) กัลวานอมิเตอร + ซันต เรียกวา แอมปมิเตอร ใชวัดกระแสไฟฟา า

29(มช 41) การดัดแปลงแกลแวนอมิเตอรเพื่อวัดกระแสไฟฟาสูงสุดท่ีมีคาเกินกระแสสูงสุดของ 29(มช 41) การดัดแปลงแกลแวนอมิเตอรเพื่อวัดกระแสไฟฟาสูงสุดท่ีมีคาเกินกระแสสูงสุดของ แกลแวนอมิเตอรทําไดในขอใด แกลแวนอมิเตอรทําไดในขอใด

1. 2. 1. 2. G

G 3. 4. 3. 4.

วิธีทําวิธีทํา

G

G

30(En 45/2) แกนแวนอมิเตอรมีความตานทาน 1 กิโลโอหม ทนกระแสสูงสุด 0.1 มิลลิ-

แอมแปร ตองใชชันตท่ีมีความตานทานเทาใด จึงจะวัดกระแสไฟฟาไดสูงสุด 20 มิลลิ- แอมแปร 1. 0.5 Ω 2. 5.0 Ω 3. 50.0 Ω 4. 500.0 Ω



581

31(มช 51) ถาตองการนําแกลวานอมิเตอรท่ีมีความตานทาน 1,000 โอหม และกระแสไฟฟาสูง สุด 50 ไมโครแอมแปร มาสรางเปนแอมมิเตอรเพื่อวัดกระแสไฟฟาไดสูงสุด 1 แอมแปร จะตองใชความตานทานกี่โอหมมาตอกับแกลวานอมิเตอร และตออยางไร

1. 0.05 โอหม ตออนุกรม 2. 0.05 โอหม ตอขนาน 3. 20 กิโลโอหม ตออนุกรม 4. 20 กิโลโอหม ตอขนาน วิธีทํา

การวัดความตางศักยไฟฟา 1) ตองตอ กัลวานอมิเตอร แบบขนานกับตัวตานทานในวงจร 2) ตองนํามัลติพลายเออร (Rm) ซึ่งมีคามากๆ มาตอแบบอนุกรม

กับกัลวานอมิเตอร เพื่อใหกระแสไหลมาหากัลวานอมิเตอร นอยๆ ทําใหเหลือกระแสไหลผานตัวตานทาน (R) ใกลเคียง กับกระแสเดิม จะทําใหวัดความตางศักยไดใกลเคียงความจริง

3) กัลวานอมิเตอร + มัลติพลายเออร เรียกวา โวลตมิเตอร ใชวัด

ความตางศักย

32(มช 37) แกลแวนอมิเตอรเคร่ืองหนึ่งมีความตานทาน 1000 โอหม วัดกระแสไฟฟาสูงสุด 100 ไมโครแอมแปร จงหาขนาดของความตานทานท่ีนํามาตอกับแกลแวนอมิเตอรนี้ เพื่อ

ดัดแปลงใหเปนโวลตมิเตอรที่วัดความตางศักยสูงสุด 1 โวลต วิธีทํา


582

33(มช 44) แกลแวนอมิเตอรเคร่ืองหนึ่งมีความตานทาน 0.2 โอหม กระแสไฟฟาสูงสุดท่ีไหล ผานไดมีคา 50 มิลลิแอมแปร ตองหาความตานทานเทาไร (โอหม) มาตอกับแกลแวนอ– มิเตอรนี้ เพื่อใหวัดความตางศักยไดสูงสุด 100 มิลลิโวลต

1. 0.2 2. 1.8 3. 2 4. 2.4


สนามแมเหล็ก และ ฟลักซแมเหล็ก

สมบัติเบื้องตนของแมเหล็ก 1) แทงแมเหล็ก 1 แทงจะมี 2 ข้ัว คือ ข้ัวเหนือและข้ัวใตเสมอ 2) ข้ัวแมเหล็กชนิดเดียวกันจะผลักกัน และข้ัวตางกันจะดูดกันเสมอ 3) บริเวณรอบๆ แทงแมเหล็กซ่ึงปกติจะมีแรง

ทางแมเหล็กแผออกมาตลอดเวลา บริเวณ โดยรอบแทงแมเหล็กนี้เรียก สนามแมเหล็ก สนามแมเหล็กจะเปนปริมาณเวกเตอร ซ่ึงภายนอกแทงแมเหล็ก จะมีทิศออกจากข้ัวเหนือ

เขาหาข้ัวใต และภายในแทงแมเหล็กจะมีทิศจากข้ัวใตไปหาข้ัวเหนือ 4) เสนท่ีเขียนแทนแรงท่ีแมเหล็กแผออกมา

เรียก เสนแรงแมเหล็ก 5) จํานวนเสนแรงแมเหล็ก เรียกวา ฟลักซ

แมเหล็ก (∅) ซ่ึงมีหนวยเปน เวเบอร

เราสามารถคํานวณหา ฟลักซแมเหล็ก ซ่ึงตกบนพ้ืนท่ีรองรับหนึ่งไดจากสมการ

∅ = BA sin θ

เม่ือ ∅ = ฟลักซแมเหล็ก (เวเบอร) ความเขมสนามแมเหล็ก (เวเบอร/m2 , เทสลา) B = พื้นที่ (m2 ) A =

θ = มุมระหวางสนามเมเหล็กกับพื้นท่ีรองรับ


583

34(En 43/1) ขดลวดของมอเตอรไฟฟามีพื้นท่ีหนาตัด 0.4 m2 วางอยูในสนามแมเหล็ก 2 เทสลา โดยมีแนวระนาบของขดลวดทํามุม 30o กับสนามแมเหล็กดังรูป จงคํานวณวา ฟลักซแมเหล็กท่ีผานขดลวดเทากับเทาไร

1. 1.0 Weber 2. 0.8 Weber 3. 0.6 Weber 4. 0.4 Weber


แรงกระทําของสนามแมเหล็กตอประจุไฟฟา

เม่ืออิเลคตรอนหรือประจุลบใด ๆ เคล่ือนท่ีตัดสนามแมเหล็ก จะเกิดแรงกระทําตอประจุ ไฟฟานั้น ซ่ึงสามารถหาทิศของแรงกระทําตออิเลคตรอนน้ีไดโดยใชกฎมือซาย


584

35(มช 40) อิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีดวยความเร็วคงตัว ในแนวต้ังฉากกับสนามแมเหล็ก จงหาทิศทางของแรง ท่ีกระทําตออิเล็กตรอนเปนดังรูปในขอใด

v BF

1. 2. 3. 4. วิธีทํา 36(มช 37) ถามีอิเล็กตรอนวิ่งตามแนวราบไปทางขวาผานสนามแมเหล็กขนาดสมํ่าเสมอซ่ึงมี ทิศพุงออกมาต้ังฉากกับระนาบของแผนกระดาษ แนวทางการเคล่ือนที่ของอิเล็กตรอน คือ 1. วิ่งในแนวราบตามเดิม 2. เบ่ียงเบนจากแนวคิดลงขางลาง 3. เบ่ียงเบนพุงออกมาจากแผนกระดาษตามทิศของสนามแมเหล็ก 4. เบ่ียงเบนจากแนวเดิมข้ึนขางบน วิธีทํา 37(มช 47) จากรูป ก. เปนจอภาพดานหนาของหลอดรังสีแคโทด ในสภาพปกติจะมีลํารังสี

แคโทดวิ่งจากดานหลังมาดานหนาและชนจอภาพ ปรากฏเปนจุดสวางตรงกลาง ดังรูป ก

รูป ก รูป ข จุดสวาง

4

3

2

1

แทงแมเหล็ก N


585

เม่ือนําแทงแมเหล็กข้ัวเหนือวางดานบนของหลอดรังสีแคโทด ดังรูป ข จะเกิดผลอยางไรกับ จุดสวางท่ีปรากฏ

1. จุดสวางเคล่ือนท่ีข้ึนตามทิศหมายเลข 1 2. จุดสวางเคล่ือนท่ีไปทางขวาตามทิศหมายเลข 2 3. จุดสวางเคล่ือนท่ีลงตามทิศหมายเลข 3 4. จุดสวางเคล่ือนท่ีไปทางซายตามทิศหมายเลข 4 วิธีทํา

มช 45) อนุภาคมีประจุ ⊕ เคล่ือนท่ีจากอวกาศมาสูโลกตามทิศทางดังรูป อยากทราบวา 38( อนุภาคเหลานั้นจะเคล่ือนท่ีดวยลักษณะอยางไร เม่ือสังเกตบนพื้นโลกท่ีบริเวณศูนยสูตร 1. อนุภาคเคล่ือนท่ีเปนสวนโคงวงกลมไปทางทิศเหนือ 2. อนุภาคเคล่ือนท่ีเปนสวนโคงวงกลมไปทางทิศใต 3. อนุภาคเคล่ือนท่ีเปนสวนโคงวงกลมไปทางทิศตะวันออก 4. อนุภาคเคล่ือนท่ีเปนสวนโคงวงกลมไปทางทิศตะวันตก


สําหรับขนาดของแรงท่ีกระทําตอประจุลบ เราสามารถหาคาไดจากสมการ F = qv B sin θ เม่ือ q = ประจุ (คูลอมบ) V = ความเร็วของประจุนั้น (m/s) B = ความเขมสนามไฟฟา (เทสลา)

θ = มุมระหวางสนามแมเหล็กกับทิศความเร็ว


586

อิเล็กตรอนท่ีมีความเร็ว 107 เมตร/วินาที ในทิศต้ังฉากกับสนามแมเหล็กขนาด 10–4 39. เทสลา จะมีแรงกระทําเทาใดในหนวยนิวตัน


กรณีตอไปนี้ แรงกระทํามีคาเปนศูนย 1) q = 0 เชนกรณีท่ีนิวตรอนเคล่ือนท่ีตัดสนามแมเหล็ก 2) กรณีความเร็ว (V) มีคาเปนศูนย

กรณีท่ีประจุไฟฟาเคล่ือนขนานกับทิศสนามแมเหล็ก กรณีนี้ θ = 0o จะได 3)

sin θ = sin 0o = 0 ทําใหแรงกระทํามีคาเปนศูนยเชนกัน

40(มช 27) สนามแมเหล็กจะไมมีผล ตอ ก. ประจุไฟฟาท่ีอยูนิ่ง ข. ประจุไฟฟาท่ีเคล่ือนท่ี ค. แมเหล็กถาวรที่อยูนิ่ง ง. แมเหล็กถาวรท่ีเคล่ือนท่ี วิธีทํา

อนุภาคแอลฟาและอนุภาคบีตาเคล่ือนท่ีเขาไปในแนวขนานกับสนามแมเหล็ก B ท่ี 41(En 41) มีคาสมํ่าเสมอดังรูป การเคล่ือนท่ีในสนามแมเหล็กของอนุภาคท้ังสองจะเปนอยางไร 1. เปนเสนตรง 2. เปนวงกลม โดยวิ่งวนคนละทางกัน 3. เปนวงกลม โดยวิ่งวนทางเดียวกัน 4. เปนรูปเกลียว วิธีทํา


587

เม่ือประจุไฟฟาถูกแรงกระทําในสนามแมเหล็ก ประจุไฟฟานั้นจะเคล่ือนท่ีเปนรูปวงกลม ซ่ึงหารัศมีไดจาก

R = qBsinm v θ

หากประจุเคล่ือนท่ีตั้งฉากกับสนามแมเหล็ก จะได

qBosin90m v

R =

นั่นคือ R = เม่ือ m คือ มวลของประจุนั้น (kg) qBm v

หากประจุเคล่ือนท่ีเอียงทํามุมกับสนามแมเหล็ก ประจุนั้นจะเคลื่อนเปนเกลียวสปริง ดังรูป

มช 44) จงหารัศมีทางโคจรของประจุบวก q =4x10–3 42(คูลอมบ มีมวล 9x10–9 กิโลกรัม เคล่ือนท่ีดวยความ เร็ว 8x104 เมตร/วินาที ในทิศต้ังฉากกับสนามแม เหล็ก B = 0.3 เทสลา

1. 0.6 m 2. 60 m 3. 96 m 4. 126 m


มช 48) อิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีดวยความเร็ว 2 x 107 เมตรตอวินาที ในแนวต้ังฉากกับสนาม 43( แมเหล็กขนาด 0.1 เทสลา จงคํานวณหารัศมีความโคงในการเคล่ือนท่ีของอิเล็คตรอนใน

หนวยมิลลิเมตร



588

อิเล็กตรอนท่ีจุด A ดังรูป มีความเร็ว(Vo) 107 m/s 44. ก) จงหาขนาดของความเขมสนามแมเหล็กท่ีทําให

อิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีจาก A ไป B ข) จงหาเวลาท่ีใชในการเคล่ือนท่ีจาก A ไป B


อนุภาคมวล 0.5 กรัม มีประจุไฟฟา –2.5x10–8 คูลอมบ เคล่ือนท่ีในแนวระดับดวย 45. ความเร็วตน 6 x 104 m/s เขาไปในสนามแมเหล็ก แตยังคงเคล่ือนท่ีไปไดในแนวระดับ จงหาขนาดของสนามแมเหล็ก



589

สนามแมเหล็กท่ีเกิดจากกระแสไฟฟาไหลในตัวนํา

เออรเสตด นักฟสิกสชาวเดนมารค เปนผูคนพบวา เม่ือปลอย ใหกระแสไฟฟาไหลผานตัวนําจะเกิดสนามแมเหล็กข้ึนรอบ ๆ ตัวนํา 11

ในทิศทางท่ีเราสามารถหาได โดยใชกฏมือขวาโดยใหใชมือขวา โดย ใชมือขวากําเสนลวดนั้น และใหช้ีนิ้วหัวแมมือไปตามทิศของกระแส จะไดวาทิศของสนามแมเหล็กจะไหลตามทิศส่ี ท่ีกําขดลวด สําหรับขนาดของสนามแมเหล็กหาจาก B = (2x10–7) R

I

เม่ือ B = สนามแมเหล็กเหนี่ยวนํารอบลวดโลหะตัวนํา (Tesla) I = กระแสไฟฟา (A) R = ระยะหางจากตัวนําถึงจุดท่ีวัดคาสนาม (m) โปรดสังเกตุ ทิศของสนามแมเหล็กจะต้ังฉากกับทิศของกระแสไฟฟาเสมอ

46(มช 37) เสนลวดตัวนํา 2 เสน วางขนานกัน มีกระแสไฟฟา 1 แอมแปร เทากันไหลผาน ในทิศเดียวกัน สนามแมเหล็กท่ีตําแหนงกึ่งกลางระหวางเสนลวดตัวนําท้ังสองจะมีคาเปน

1. ศูนย 2. ผลรวมของสนามแมเหล็กท่ีเกิดจากเสนลวด 2 เสน 3. สนามแมเหล็กท่ีเกิดจากเสนลวดท่ี 1 4. สนามแมเหล็กท่ีเกิดจากเสนลวดท่ี 2 วิธีทํา 47(มช 36) ถามีกระแสไฟฟาไหลในลวดตัวนําเสนตรงดังรูป จะมีอะไรเกิดขึ้นกับอนุภาคอิเล็ก-

ตรอน ก และ ข ซึ่งกําลังเคล่ือนท่ีขนานกับเสนลวดนี้ดวยอัตราเร็ว v ดังแสดงในรูป 1. อิเล็กตรอน ก และ ข เคลื่อนที่เขาหาลวดตัวนํา

v

I 2. อิเล็กตรอน ก และ ข เคลื่อนที่ออกจากลวดตัวนํา 3. อิเล็กตรอน ก เคลื่อนเขาหาลวดตัวนํา และ

v อิเล็กตรอน ข เคลื่อนท่ีออกหางจากลวดตัวนํา 4. อิเล็กตรอน ก เคลื่อนที่ออกหางจากลวดตัวนํา และ

อิเล็กตรอน ข เคลื่อนที่เขาหาลวดตัวนํา


590


หากเรามีเสนลวดวางอยูในสนามแมเหล็ก และมี กระแสไฟฟาไหลผาน จะเกิดแรงกระทําตอเสนลวดนั้น เราสามารถหาทิศของแรงท่ีกระทํานั้นได โดยใช กฏมือขวาดังแสดงในรูปภาพ และหาขนาดของแรงกระทํานั้นไดจากสมการ

F = I L B sin θ

เม่ือ F = แรงกระทําตอเสนลวดนั้น (N) I = กระแสที่ไหลผาน (A) L = ความยาวของขดลวด (m)

θ = มุมระหวางทิศกระแสกับสนามแมเหล็ก

48(มช 40) ลวดทองแดง กข. มวล 50 กรัม วางอยูใน แนวระดับบนลวดทองแดง 2 เสน ที่ยึดติดกับแทง ไม และ หางกันเปนระยะทาง 0.1 เมตร ถามีกระ แสขนาด 0.2 แอมแปร ในวงจรไฟฟาและตองการ ใหลวด กข. เคลื่อนท่ีดวยขนาดความเรง 0.04 เมตร- ตอวินาที2 จะตองใชสนามแมเหล็ก B ที่ผานลวด กข ในแนวต้ังขึ้นขนาดเทาใด



591

49(En44/1) ลวดทองแดงยาว 0.5 เมตร มวล 0.02 x x x

x x x

x x x B ลวดทองแดง

กิโลกรัม แขวนอยูในแนวระดับดวยลวดตัวนําเบา ในบริเวณท่ีมีสนามแมเหล็กขนาด 3.6 เทสลา ทิศ ตั้งฉากกับลวด ดังรูป ขนาดของกระแสไฟฟาท่ีทํา ใหเกิดแรงยกบนลวดเทากับน้ําหนักของลวดเองเปน เทาใด

1. 0.11 A 2. 0.18A 3. 0.22 A 4. 0.33 A

วิธีทํา 50(มช 51) ลวดทองแดงยาว 20 เซนติเมตร มวล 50 กรัม วางในแนวนอนต้ังฉากกับสนามแม

เหล็กสมํ่าเสมอ 2 เทสลา โดยท่ีสนามแมเหล็กมีทิศในแนวนอน ถามีกระแสไฟฟา 10 แอมแปร ผานเสนลวดแลวมีผลทําใหลวดเคล่ือนท่ีข้ึนในแนวด่ิง ความเรงของลวดตัวนํามี คากี่ เมตร/วินาที2

1. 30 2. 40 3. 70 4. 80 วิธีทํา


592

51(มช 50) ถานําลวดตัวนํา B ที่มีความยาวเปนสองเทา และมีพื้นท่ีหนาตัดเปนคร่ึงหนึ่งของ ลวด ตัวนํา A มาวางแทนท่ีลวดตัวนํา A ซึ่งวางตัวในแนวต้ังฉากกับสนามแมเหล็ก แลวทําใหกระ แสไหลผานลวดตัวนําท้ังสองมีคาเทากัน แรงที่กระทําตอเสนลวดตัวนํา B จะมีคาเปนก่ีเทา ของลวดตัวนํา A

1. 0.5 2. 1 3. 2 4. 4


แรงกระทําตอขดลวดท่ีอยูในสนามแมเหล็ก และมีกระแสไฟฟาไหลผาน

หากเรานําขดลวดไปไวในสนามแมเหล็ก แลวปลอย กระแสไฟฟาใหเขาไปไหลวนดังรูป จะพบวาแรง

กระทําตอขดลวด 2 ขางจะมีทิศตรงกันขาม จะสง ผล ทําใหขดลวดนั้นเกิดการหมุนตัวเราสามารถหา โมเมนตการหมุนของขดลวดน้ีไดจากสมการ

M = N I A B cos θ

เม่ือ M = โมเมนตของแรงคูควบ (N.m) N = จํานวนรอบของขดลวด A = พื้นท่ีของขดลวด (m2) B = ความเขมสนามแมเหล็ก (เทสลา)

θ = มุมระหวางระนาบพื้นท่ี (A) กับ สนามแมเหล็ก (B)


593

ควรจํา 1) โมเมนตสูงสุดเกิดเม่ือ A ขนานกับ B คือ θ = 0o

โมเมนตต่ําสุดเกิดเม่ือ A ตั้งฉากกับ B คือ θ = 90o 2)

เพราะ M = N I A B cos θ M = N I A B cos 90o

M = N I A B (0) M = 0 M = 0

52(En 42/2) ขดลวดตัวนํารูปส่ีเหล่ียมมีพื้นท่ี 12 ตารางเซนติเมตร มีระนาบอยูในแนวระดับ 52(En 42/2) ขดลวดตัวนํารูปส่ีเหล่ียมมีพื้นท่ี 12 ตารางเซนติเมตร มีระนาบอยูในแนวระดับ วางอยูในบริเวณท่ีมีสนามแมเหล็ก 4 เทสลา ในแนวด่ิง ถาจํานวนขดลวดตัวนําเทากับ 500 วางอยูในบริเวณท่ีมีสนามแมเหล็ก 4 เทสลา ในแนวด่ิง ถาจํานวนขดลวดตัวนําเทากับ 500 รอบ จงหาโมเมนตของแรงคูควบท่ีเกิดข้ึน ณ ตําแหนงนั้น ถาคาของกระแสที่ผานขดลวด รอบ จงหาโมเมนตของแรงคูควบท่ีเกิดข้ึน ณ ตําแหนงนั้น ถาคาของกระแสที่ผานขดลวด เทากับ 5 แอมแปร เทากับ 5 แอมแปร

1. 1.2x106 N.m 2. 6x105 N.m 3. 12.0 N.m 4. 0 N.m 1. 1.2x106 N.m 2. 6x105 N.m 3. 12.0 N.m 4. 0 N.m วิธีทําวิธีทํา 53(มช 47) ขดลวดทองแดงรูปส่ีเหล่ียมผืนผาขนาด 1 เมตร x 1.2 เมตร จํานวน 100 รอบ

วางอยูในสนามแมเหล็กสมํ่าเสมอขนาด 0.1 เทสลา จงหาคาโมเมนตแรงคูควบสูงสุดใน หนวย นิวตัน . เมตร ถามีกระแสผานขดลวดเปน 0.2 แอมแปร

วิธีทํา 54(มช 50) ขดลวดตัวนํารูปส่ีเหล่ียมผืนผาขนาด 10 เซนติเมตร x 12 เซนติเมตร วางอยูใน

สนามแมเหล็กสมํ่าเสมอขนาด 0.2 เทสลา ถามีกระแสไหลผานขดลวด 5 แอมแปร พบวาโมเมนตแรงคูควบสูงสุดมีคา 2.4 นิวตัน เมตร จํานวนขดลวดตัวนํานี้ตองเปนกี่รอบ

1. 100 2. 200 3. 400 4. 500


⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦

Phy Online pec9.com ตะลุยโจทย โควตามช ี่ 16 าและแม...

Documents

Transcript of Phy Online pec9.com ตะลุยโจทย โควตามช ี่ 16 าและแม...