שאלה 4

מסגרת מוליכה מלבנית MNPQ מונחת על לוח אופקי. אורכי צלעות המסגרת הם a וb . המסגרת מחוברת למקור מתח, באופן שזורם בה זרם I. תיל ישר וארוך, שגם בו זורם זרם I, נמצא על הלוח במקביל לצלע MN של המסגרת, ובמרחק a/2 ממנה.
בתרשים א שלפניך מתוארת באופן סכמאטי המערכת ממבט על

נתון:   I = 30A  ,a = 2cm  ,b=18cm

א. חשב את הכוח המגנטי השקול (גודל וכיוון) הפועל על המסגרת MNPQ.

ב. הסבר מדוע בחישוב הכוח המגנטי השקול בסעיף א' אין צורך לחשב את הכוחות המגנטיים שהתיל מפעיל על הצלעות MQ ו-NP.

ג. הסבר מדוע בחישוב הכוח המגנטי השקול בסעיף א' אין צורך להתחשב בכוחות המגנטיים שצלעות המסגרת מפעילות זו על זו.

התלמיד חזר על הניסוי עם תיל אחר (במקום התיל MN) שגם אורכו 1m והוא עשוי מאותו חומר כמו התיל MN ,אך שטח החתך שלו קטן מזה של התיל  MN.

ד. מצא את הגודל ואת הכיוון של הכוח המגנטי, שהמסגרת מפעילה על התיל.

ה. מסלקים את המסגרת מהמערכת, ועל הלוח נשאר התיל בלבד. מבין האפשרויות (6) - (1) שלפניך, מהו הכיוון של השדה המגנטי בנקודה A הנמצאת מעל התיל? (ראה תרשים ב).

(1) כיוון  x       
(2) כיוון  x-
(3) כיוון  y        
(4)  כיוון y-
(5)  כיוון  z        
(6)  כיוון z-

על פי נתוני מכון סאלד

  •  42% מהנבחנים ענו על שאלה זו
  •  ציון ממוצע: 70
  •  התפלגות הציונים נתונה בדיאגרמת העוגה שלפניך:
 

ניתוח סטטיסטי של המדגם והמלצות דידקטיות
 
כ- 37%  מהתלמידים במדגם ענו על שאלה מספר 4.
 
פירוט:
  סעיף א
  סעיף ב
  סעיף ג
  סעיף ד
  סעיף ה