מבחן מעגלים חשמליים לכיתה ט׳: תרגילים עם תשובות
- כיתה ט’
- חשמל ומעגלים
- 10 שאלות
מבחן חשמל כיתה ט׳ לתרגול עצמי: 10 שאלות במעגלים חשמליים, מהקלה אל הקשה. זרם, מתח והתנגדות, חוק אוהם, נגדים בטור ובמקביל, נורות, מד־זרם ומד־מתח, הספק ואנרגיה. מתחת לכל שאלה יש תשובה סופית לבדיקה עצמית.
מה במבחן
השאלות מסודרות לפי נושאים ולפי רמת קושי. כדאי לפתור לפי הסדר, כי כל פרק נשען על הקודם:
- זרם, מתח וחוק אוהם — 3 שאלות
- נגדים בטור ובמקביל — 3 שאלות
- נורות, מד־זרם ומד־מתח — 2 שאלות
- הספק ואנרגיה — 2 שאלות
למי זה מיועד: תלמידי כיתה ט׳ לפני מבחן בפרק החשמל. זו רמת חטיבת הביניים, בלי חוק קולון. תלמידי תיכון שמתכוננים לבגרות ימצאו תרגילים קשים יותר במבחן החשמל לבגרות, ושאלות על כל נושאי השנה נמצאות במבחן התרגול לכיתה ט׳. כל המבחנים באתר מרוכזים בעמוד מבחנים בפיזיקה.
זרם, מתח וחוק אוהם
לפני שמתחילים — ההסבר המלא על זרם ומתח, וההסבר על התנגדות וחוק אוהם.
שימו לב: בכל השאלות במבחן מניחים שלחוטים ולסוללה אין התנגדות, ושההתנגדות של כל נגד ושל כל נורה קבועה. הנוסחאות לפרק הזה: I = q / t ו־V = I · R.
שאלה 1
דרך נורה עובר מטען של 30 קולון בכל 60 שניות.
א. מהי עוצמת הזרם בנורה?
ב. כמה מטען עובר דרך הנורה בשתי דקות?
ג. התאימו לכל גודל את היחידה שלו: זרם, מתח, התנגדות. היחידות: וולט, אוהם, אמפר.
תשובה סופית
א. 0.5 אמפר.
ב. 60 קולון.
ג. זרם באמפר, מתח בוולט, התנגדות באוהם.
שאלה 2
נגד של 20 אוהם מחובר לסוללה של 6 וולט, כמו בשרטוט.
א. מהי עוצמת הזרם במעגל?
ב. מחליפים את הסוללה בסוללה של 12 וולט. מה יהיה הזרם עכשיו?
ג. כמה פעמים גדל הזרם, וכמה פעמים גדל המתח?
תשובה סופית
א. 0.3 אמפר.
ב. 0.6 אמפר.
ג. שניהם גדלו פי 2.
שאלה 3
תלמידים חיברו נגד למקורות מתח שונים, ומדדו את הזרם בכל פעם. אלה התוצאות:
במתח של 3 וולט עבר זרם של 0.2 אמפר.
במתח של 6 וולט עבר זרם של 0.4 אמפר.
במתח של 9 וולט עבר זרם שלא נמדד.
א. מהי ההתנגדות של הנגד?
ב. מה היה הזרם במתח של 9 וולט?
ג. איזה מתח צריך כדי שיעבור בנגד זרם של אמפר אחד?
תשובה סופית
א. 15 אוהם.
ב. 0.6 אמפר.
ג. 15 וולט.
נגדים בטור ובמקביל
לפני שמתחילים — ההסבר המלא על נגדים, בטור ובמקביל.
שימו לב: בחיבור בטור עובר אותו זרם בכל הנגדים, וההתנגדות השקולה היא R = R₁ + R₂. בחיבור במקביל יש אותו מתח על כל הנגדים, וההתנגדות השקולה מתקבלת מ־1/R = 1/R₁ + 1/R₂.
שאלה 4
שני נגדים, של 4 אוהם ושל 8 אוהם, מחוברים בטור לסוללה של 6 וולט.
א. מהי ההתנגדות השקולה של המעגל?
ב. מהי עוצמת הזרם בכל אחד מהנגדים?
ג. מה המתח על כל נגד? בדקו שסכום המתחים שווה למתח הסוללה.
תשובה סופית
א. 12 אוהם.
ב. 0.5 אמפר, אותו זרם בשני הנגדים.
ג. 2 וולט ו־4 וולט. הסכום 6 וולט, כמו מתח הסוללה.
שאלה 5
שני נגדים, של 6 אוהם ושל 3 אוהם, מחוברים במקביל לסוללה של 6 וולט.
א. מה המתח על כל נגד?
ב. מהי עוצמת הזרם בכל נגד?
ג. מהו הזרם שיוצא מהסוללה?
ד. חשבו את ההתנגדות השקולה, ובדקו בעזרתה את התשובה לסעיף ג.
תשובה סופית
א. 6 וולט על כל נגד.
ב. 1 אמפר בנגד של 6 אוהם, ו־2 אמפר בנגד של 3 אוהם.
ג. 3 אמפר.
ד. 2 אוהם.
שאלה 6
יש לכם שני נגדים זהים, של 10 אוהם כל אחד.
א. מהי ההתנגדות השקולה כשמחברים אותם בטור?
ב. מהי ההתנגדות השקולה כשמחברים אותם במקביל?
ג. מחברים כל אחד מהחיבורים לסוללה של 10 וולט. מה הזרם שיוצא מהסוללה בכל מקרה?
ד. נסחו כלל: מה ההתנגדות השקולה של שני נגדים זהים במקביל?
תשובה סופית
א. 20 אוהם.
ב. 5 אוהם.
ג. בטור 0.5 אמפר, במקביל 2 אמפר (פי 4).
ד. חצי מההתנגדות של נגד אחד.
נורות, מד־זרם ומד־מתח
לפני שמתחילים — ההסבר המלא על מעגל חשמלי, ממה הוא בנוי ולמה נורה נדלקת רק במעגל סגור.
שאלה 7
יש שני מעגלים, ובכל אחד סוללה של 6 וולט ושתי נורות זהות. במעגל א הנורות מחוברות בטור, ובמעגל ב הן מחוברות במקביל.
א. מה המתח על כל נורה בכל אחד מהמעגלים?
ב. באיזה מעגל הנורות מאירות חזק יותר? הסבירו.
ג. במעגל א נורה אחת נשרפה. מה יקרה לנורה השנייה?
ד. במעגל ב נורה אחת נשרפה. מה יקרה לנורה השנייה?
ה. בבית, המכשירים החשמליים מחוברים בטור או במקביל? הסבירו בעזרת סעיפים ג ו־ד.
תשובה סופית
א. במעגל א 3 וולט על כל נורה, במעגל ב 6 וולט.
ב. במעגל ב.
ג. היא תיכבה.
ד. היא תמשיך לדלוק באותה עוצמה.
ה. במקביל.
שאלה 8
תלמידים רוצים למדוד את הזרם בנגד ואת המתח עליו. הם חיברו מד־זרם ומד־מתח כמו בשרטוט.
א. איך מחובר מד־הזרם, בטור או במקביל? ואיך מחובר מד־המתח?
ב. מד־המתח מראה 7.5 וולט, ומד־הזרם מראה 0.25 אמפר. מהי ההתנגדות של הנגד?
ג. למה את מד־הזרם מחברים דווקא בטור, ואת מד־המתח דווקא במקביל?
תשובה סופית
א. מד־הזרם בטור, מד־המתח במקביל לנגד.
ב. 30 אוהם.
ג. מד־זרם מודד את הזרם שעובר דרכו, ומד־מתח מודד את המתח בין שתי נקודות.
הספק ואנרגיה
לפני שמתחילים — ההסבר המלא על הספק חשמלי, ומה ההבדל בין הספק לאנרגיה.
שימו לב: הנוסחאות לפרק הזה הן P = V · I ו־E = P · t. כשההספק בוואט והזמן בשניות, האנרגיה יוצאת בג׳אול.
שאלה 9
נורה מחוברת לסוללה של 12 וולט, ועובר בה זרם של 0.5 אמפר.
א. מהו ההספק של הנורה?
ב. מהי ההתנגדות של הנורה?
ג. מחברים לאותה סוללה, במקביל לנורה הראשונה, עוד נורה זהה. מהו הזרם שיוצא מהסוללה, ומהו ההספק הכולל של שתי הנורות?
תשובה סופית
א. 6 ואט.
ב. 24 אוהם.
ג. 1 אמפר, והספק כולל של 12 ואט.
שאלה 10
קומקום חשמלי בהספק של 2,000 ואט פועל 3 דקות.
א. כמה אנרגיה חשמלית צרך הקומקום, בג׳אול?
ב. כמה זמן צריכה לדלוק נורה בהספק של 10 ואט, כדי לצרוך את אותה אנרגיה?
ג. חשבו את האנרגיה שצרך הקומקום בקילוואט־שעה, היחידה שמופיעה בחשבון החשמל.
תשובה סופית
א. 360,000 ג׳אול.
ב. 10 שעות.
ג. 0.1 קילוואט־שעה.
הטעות הכי נפוצה בתרגילי מעגלים
בחיבור בטור הזרם שווה בכל הנגדים, והמתח מתחלק ביניהם. בחיבור במקביל המתח שווה, והזרם מתחלק. לפני שמציבים בחוק אוהם, בודקים על איזה נגד מדובר, ומה הזרם והמתח שלו דווקא.
טעות נוספת במקביל: לחשב את 1/R ולשכוח להפוך את התוצאה בסוף. בדיקה מהירה: ההתנגדות השקולה במקביל תמיד קטנה מהנגד הקטן ביותר.
שאלות נפוצות
איפה הפתרונות לשאלות?
מתחת לכל שאלה יש תשובה סופית, כדי שתוכלו לבדוק את עצמכם. כדאי לפתור קודם לבד, ורק אז לפתוח את התשובה. ההסבר המלא של כל נושא, בסרטון, נמצא בקורס הפיזיקה לכיתה ט׳.
מה ההבדל בין המבחן הזה למבחן החשמל לבגרות?
המבחן הזה ברמת כיתה ט׳: זרם, מתח, חוק אוהם, נגדים בטור ובמקביל, הספק ואנרגיה. מבחן החשמל לבגרות כולל גם את חוק קולון והתנגדות פנימית של סוללה, והתרגילים בו ארוכים יותר.
איך זוכרים איך מחברים מד־זרם ומד־מתח?
מד־זרם צריך שהזרם יעבור דרכו, ולכן הוא נכנס לתוך המעגל, בטור. מד־מתח משווה בין שתי נקודות, ולכן מחברים אותו לשני הקצוות של הרכיב, במקביל.
רוצים ללמוד את כל פרק החשמל?
בקורס הפיזיקה לכיתה ט׳ כל נושא מוסבר בסרטון, ולכל תרגיל בחוברת יש סרטון פתרון, שלב אחר שלב. משלמים פעם אחת, והקורס נשאר אצלכם.
לקורס כיתה ט׳או מתחילים בחינם: עוד תרגילים בחוברת, להורדה