แบบฝึกหัดเรื่องไฟฟ้าและแม่เหล็ก 1

 

คำถาม

16.1 กระแสไฟฟ้า 

 1.  กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร

2.  การนำไฟฟ้าในโลหะเกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคชนิดใด

3.  นักวิทยาศาสตร์กำหนดทิศของกระแสไฟฟ้าอย่างไร

 4.  กระแสไฟฟ้าและกระแสอิเล็กตรอนต่างกันอย่างไร

 

16.2 ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ 

5.  เส้นตรง A และ B ในรูปแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์เป็นตัวนำสองชนิด ตัวนำใด (A หรือ B) มีความต้านทานมากกว่า

รูปสำหรับคำถามข้อ 5

รูปสำหรับคำถามข้อ 6

 

6.  ถ้าความต่างศักย์ระหว่างปลายของตัวนำชนิดหนึ่งเพิ่มเป็นสองเท่า พบว่ากระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวนำเพิ่มเป็นสามเท่า ตัวนำนี้มีพฤติกรรมที่เป็นไปตามกฎของโอห์มหรือไม่ อธิบาย

7.   จงอธิบายการทำงานของเครื่องวัดปริมาณน้ำมันซึ่งประกอบด้วยตัวต้านทานที่แปรค่าได้ R สวิตช์ S แบตเตอรี่ E และแอมมิเตอร์ A ที่หน้าปัดแสดงปริมาณน้ำมัน ดังรูป

 

16.3 พลังงานไฟฟ้าในวงจร 

8.  แรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต่างศักย์แตกต่างกันอย่างไร

9. ภายใต้เงื่อนไขที่ความต่างศักย์ระหว่างขั้วของแบตเตอรี่จะเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้า และความต่างศักย์ระหว่างขั้วของแบตเตอรี่จะมีค่ามากกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าได้หรือไม่

 

16.4 การต่อตัวต้านทานและแบตเตอรี่ 

10.  เมื่อต่อตัวต้านทานจำนวนหนึ่งแบบ ก.อนุกรม และ ข.ขนาน สำหรับตัวต้านทานแต่ละตัว ปริมาณใดต่อไปนี้มีค่าเท่ากัน ความต่างศักย์ กระแสไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า

11.   ต่อหลอดไฟกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง 6 โวลต์ โดยใช้สายต่อสั้น จะให้ความสว่างมากกว่าเมื่อต่อด้วยสายต่อที่ยาวมาก หรือไม่ เพราะเหตุใด

12.   ราวหลอดไฟที่ประดับตามต้นไม้ รั้วและอาคาร เมื่อหลอดหนึ่งขาด หลอดอื่นๆ ยังสว่าง จะอธิบายได้อย่างไร

13. \displaystyle A_1, A_2 และ \displaystyle A_3  เป็นแอมมิเตอร์ที่ต่อไว้ใกล้จุด P และเป็นส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้า ดังรูป  ถ้าแอมมิเตอร์ \displaystyle A_2  อ่านได้ 2 แอมแปร์ แอมมิเตอร์\displaystyle A_3 จะอ่านได้เท่าใด  

รูปสำหรับคำถามข้อ 13  

16.5 การวิเคราะห์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงเบื้องต้น

14.  จากรูป เมื่อต่อเครื่องใช้ไฟฟ้ากับจุด 1 และ 2 ความต่างศักย์ได้ \displaystyle V_0  ขณะที่ต่อกับเครื่องใช้ไฟฟ้ากับเมื่อไม่ต่อกับเครื่องใช้ไฟฟ้า ค่าที่อ่านได้จะเหมือนหรือแตกต่างกัน เพราะเหตุใด

15.  P  Q  และ R  เป็นหลอดไฟที่เหมือนกันทุกประการ และนำมาต่อเป็นวงจรกับแบตเตอรี่ ดังรูป ถ้าสับสวิตช์  S  ความสว่างของหลอดไฟ P และ Q จะเปลี่ยนแปลงอย่างไร

                                                                                     

        รูปสำหรับคำถามข้อ 14                                                                 รูปสำหรับคำถามข้อ 15

 

รูปสำหรับคำถามข้อ  16

16. แบตเตอรี่ หลอดไฟสี่หลอด(\displaystyle L_1, L_2 L_3 และ \displaystyle L_4)  สวิตช์ (\displaystyle S_1, S_2 S_3, S_4, S_5 และ \displaystyle S_6)  ต่อกันเป็นวงจรไฟฟ้า ดังรูป หลอดใดสว่างถ้า
                  ก. สับสวิตช์ \displaystyle S_2 เท่านั้น 

                 ข. สับสวิตช์ \displaystyle S_3 เท่านั้น 

                 ค. สับสวิตช์ \displaystyle S_3 และ \displaystyle S_4  เท่านั้น
 
17.  วงจรไฟฟ้าดังรูป a  b  c และ d เป็นตัวต้านทานมีความต้านทานเท่ากัน  1, 2, 3, 4 และ 5 เป็นจุดไม่มีความต้านทาน

               ก.  จุดใดที่มีกระแสไฟฟ้าผ่านน้อยที่สุด

               ข.  จุดคู่ใดที่มีความต่างศักย์เท่ากับศูนย์

               ค.  จุดคู่ใดที่มีความต่างศักย์มากที่สุด

 

รูปสำหรับคำถามข้อ 16

 

16.6 เครื่องวัดไฟฟ้า 

18.  ถ้านำแอมมิเตอร์ไปต่อดังนี้ แอมมิเตอร์จะเสียหายหรือไม่ เพราะเหตุใด       

                ก.  ต่อขนานกับตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้า         ข.  ต่อโดยตรงกับขั้วของแบตเตอรี่

19.  ถ้านำโวลต์มิเตอร์ไปวัดความต่างศักย์ระหว่างจุด a  และ  b ของวงจรไฟฟ้า ดังรูป  ความต่างศักย์ที่อ่านได้เป็นอย่างไร เพราะเหตุใด

                                                          

รูปสำหรับคำถามข้อ 19                                                                รูปสำหรับคำถามข้อ 20  

 

 

20.  การวัดความต้านทาน \displaystyle R_x ของตัวต้านทานในวงจรดังรูป โดยใช้มัลติมิเตอร์จะต้องทำอย่างไร
21.  โอห์มมิเตอร์ที่ใช้วัดความต้านทานระหว่างจุด a และ b ของวงจรไฟฟ้าดังรูป จะอ่านค่าได้เท่าใด
                      ก.  เมื่อสับสวิตช์ \displaystyle S_1 โดย  \displaystyle S_2   ยังเปิดอยู่
                      ข.  เมื่อสับสวิตช์ \displaystyle S_2 โดย  \displaystyle S_1  ยังเปิดอยู่
                      ค.  เมื่อสับสวิตช์ ทั้ง \displaystyle S_1  และ \displaystyle S_2
 

รูปสำหรับคำถามข้อ 21

 

16.7 ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

22.  แท่งโลหะกับแท่งแม่เหล็กที่มีรูปทรงเหมือนกันทุกประการ จะทราบอย่างไรว่าแท่งใดเป็นแม่เหล็ก

23.  ช้อนเงิน ทองเหลือง สังกะสี และนิกเกิลที่มีรูปร่างเหมือนกัน ต่างก็ชุบด้วยโครเมียม ซึ่งเป็นโลหะที่ไม่ใช่สารแม่เหล็ก

จะแยกช้อนนิกเกิลออกมาได้อย่างไร

24.  เมื่อนำปลายของแท่งโลหะสามแท่งดังรูป มาวางใกล้กันผลคือ เมื่อ A และ B ใกล้กัน A กับ B ดูดกัน เมื่อ A กับ C ใกล้กัน A กับ C ดูดกัน แต่เมื่อ C กับ D ใกล้กัน C กับ D ผลักกัน จากข้อมูลนี้ แท่งโลหะใดเป็นแท่งแม่เหล็ก

 

รูปประกอบคำถาม 24

                                                              

                                                           รูปประกอบคำถาม 25                                                                  รูปประกอบคำถาม 26  

 

25.  เขียนชนิดของขั้วแม่เหล็กในรูป โดยสังเกตจากการวางตัวของเข็มทิศแล้วใส่ลูกศรกำหนดทิศของเส้นสนามแม่เหล็กในรูปให้สมบูรณ์

26.  เขียนเส้นสนามแม่เหล็กของแท่งแม่เหล็กสองแท่งที่เหมือนกันทุกประการ และวางทำมุมฉากกันดังรูป (ลองทำดู)

27.  สมมติที่บริเวณขั้วโลก สนามแม่เหล็กโลกมีทิศตั้งฉากกับผิวโลก ถ้าอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจากอวกาศพุ่งมายังบริเวณขั้วโลกในทิศตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กโลก จงเขียนแผนภาพแสดงแนวการเคลื่อนที่ของอนุภาคนั้น พร้อมคำอธิบาย

28.  การวางตัวของเข็มทิศก่อนสับสวิตช์ S เป็นดังรูป เมื่อสับสวิตช์ S เข็มทิศจะวางตัวในลักษณะใด

29.  ถ้านำลวดตัวนำโลหะเส้นเล็กๆ มาทำเป็นโซเลนอยด์เมื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่าน ความยาวของโซเลนอยด์จะเปลี่ยนแปลงหรือไม่ อย่างไร

รูปสำหรับคำถามข้อ 28

 

30. สนามแม่เหล็กสม่ำเสมอมีทิศ +x  จะต้องวางลวดตัวนำวงกลมในสนามแม่เหล็กอย่างไร เพื่อทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กผ่านขดลวดมีค่า

(ก) มากที่สุด (ข) น้อยที่สุด

31.  โปรตอนเคลื่อนที่ทิศ  +x  ในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กทิศ +z จงหาทิศของแรงแม่เหล็กที่กระทำต่อโปรตอน

32.  ถ้าอนุภาคแอลฟาเคลื่อนที่เป็นแนวตรงผ่านบริเวณหนึ่งจะสามารถบอกได้หรือไม่ว่าบริเวณนั้นไม่มีสนามแม่เหล็ก จงอธิบาย

33.  ลักษณะการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า สามารถใช้ระบุทิศของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าได้อย่างไร

34.  สนามแม่เหล็กสม่ำเสมอสามารถเปลี่ยนอัตราเร็วของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าได้ คำกล่าวนี้ถูกต้องหรือไม่ จงอธิบาย

35.  ลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าจะไม่ถูกแรงแม่เหล็กกระทำ เมื่ออยู่ในสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมออย่างเหมาะสม คำกล่าวนี้ถูกหรือไม่ จงอธิบาย

36.  เพราะเหตุใดลวดขนานสองเส้นที่มีกระแสไฟฟ้าในทิศตรงกันข้าม จึงผลักกัน

37.จงเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างโมเมนต์ของแรงคู่ควบที่กระทำต่อขดลวดกับมุมที่ระนาบของขดลวดทำกับสนามแม่เหล็ก

38.  มอเตอร์จะหมุนเร็วขึ้นหรือช้าลง ถ้า (ก) ให้กระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดตัวนำมากขึ้น (ข) ให้สนามแม่เหล็กในมอเตอร์มีค่ามากขึ้น

อธิบายเหตุผลประกอบ

 

16.8 การประยุกต์ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

39. การสร้างแกลแวนอมิเตอร์โดยใช้ขดลวดตัวนำขนาดใหญ่ที่ทนกระแสไฟฟ้าได้มากกับการสร้างแกลแวนอมิเตอร์โดยใช้ขดลวดขนาดเล็ก

แต่ใช้ชันต์ประกอบ วิธีสร้างแบบใดจะให้ผลดีกว่า

40. แม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยขดลวดและแกนเหล็กอ่อน จงบอกเหตุผลที่ใส่แกนเหล็กอ่อนและเหตุใดจึงใช้แกนที่ทำด้วยเหล็กอ่อน

แทนที่จะเป็นเหล็กกล้า จะทำสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กไฟฟ้าให้เพิ่มขึ้น ได้อย่างไร บอกสองวิธี

41.   จากรูป 16.66 จงอธิบายการทำงานของสวิตช์อัตโนมัติ และสวิตช์แบบสัมผัส

 

ปัญหา

16.1 กระแสไฟฟ้า

1. ถ้ามีกระแสไฟฟ้า 1.25 แอมแปร์ ในเส้นลวดโลหะเส้นหนึ่ง ประจุไฟฟ้าทั้งหมดที่ผ่านพื้นที่หน้าตัดของเส้นลวดโลหะเส้นนั้นในเวลา 5.0 นาที

จะมีค่าเท่าใด

2.  ถ้าต่อเส้นลวดโลหะกับแบตเตอรี่ ปรากฏว่ามีกระแสไฟฟ้าผ่านเส้นลวดนี้ 3.20 แอมแปร์ จงหาจำนวนอิเล็กตรอนอิสระที่ผ่านพื้นที่หน้าตัด

ของลวดโลหะนั้นในเวลา 5.0 วินาที (อิเล็กตรอนมีประจุไฟฟ้า\displaystyle 1.6x10^{ - 19}คูลอมบ์)
3.  แบตเตอรี่ก้อนหนึ่งสามารถจ่ายประจุไฟฟ้าได้ทั้งหมด \displaystyle 5.0x10^{ 28 }
คูลอมบ์ ตลอดเวลาที่ใช้งาน ถ้าแบตเตอรี่นี้จ่ายกระแสไฟฟ้า 20 มิลลิแอมแปร์ อย่างสม่ำเสมอ จะสามารถใช้แบตเตอรี่ได้นานกี่ชั่วโมง

4.  ลวดโลหะเส้นหนึ่งมีอิเล็กตรอนอิสระ 5.0 x 1028 ตัวต่อลูกบาศก์เมตร ลวดมีพื้นที่หน้าตัด 2.5 ตารางมิลลเมตร ถ้าอิเล็กตรอนแต่ละตัวเคลื่อนที่ด้วยขนาดความเร็วลอยเลื่อน 0.30 มิลลิเมตรต่อวินาที จะมีกระแสไฟฟ้าเท่าใดในเส้นลวดนี้

 

16.2 ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์

5.  จากการทดลองวัดความต่างศักย์ระหว่างปลายของตัวต้านทาน และกระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทาน ซึ่งต่ออยู่กับแหล่งกำเนิดไฟฟ้าต่างๆ เขียนกราฟความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าได้กราฟ ดังรูป จงหาความต้านทานของตัวต้านทาน

 

รูปสำหรับปัญหาข้อ 5 

 

6.  จะต้องต่อตัวต้านทาน 1.0 เมกะโอห์ม กับความต่างศักย์เท่าใด จึงจะมีกระแสไฟฟ้า 1.0 มิลลิแอมแปร์ ผ่านตัวต้านทานดังกล่าว

7.  ลวดโลหะเส้นหนึ่งยาว 1.00 เมตร มีพื้นที่หน้าตัด 0.10 ตารางมิลลิเมตร และความต้านทาน 0.1 โอห์ม ลวดนี้ทำจากโลหะอะไร

8.  สายไฟทำด้วยทองแดงสองเส้น เส้นแรกมีความยาว 10 เมตร และมีพื้นที่หน้าตัด 0.20 ตารางมิลลิเมตร เส้นที่สองมีพื้นที่หน้าตัดเป็นสองเท่าและยาวเป็นครึ่งหนึ่งของเส้นแรก จงหาความต้านทานของสายไฟทั้งสองเส้นนั้น

9.  แผ่นโลหะสี่เหลี่ยมชิ้นหนึ่งกว้าง x หนา y และยาว x ดังรูป ถ้าโลหะนี้มีสภาพต้านทาน \displaystyle \rho ความต้านทานระหว่างด้านที่แรเงามีค่าเท่าใด

รูปสำหรับปัญหาข้อ 9

 

10.  ตัวต้านทาน a มีแถบสีส้ม ดำ แดงและทอง ตัวต้านทาน b มีแถบสีน้ำตาล เทา ส้ม และเงิน และตัวต้านทาน c มีแถบสีเขียว น้ำเงิน เหลืองและทอง ตัวต้านทานแต่ละตัวมีความต้านทานเท่าใด

 

16.3 พลังงานไฟฟ้าในวงจร 

11.  วงจรไฟฟ้าดังรูป แสดงการทดลองเพื่อหาแรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ ส่วนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์ระหว่างขั้วของแบตเตอรี่ C และกระแสไฟฟ้าที่ผ่านแบตเตอรี่ C เมื่อความต้านทานเปลี่ยนไป เส้นกราฟตัดแกน X และ Y ที่ค่า x และ y ตามลำดับ จงหาแรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ C

 

รูปสำหรับปัญหาข้อ 11

 

12.  แบตเตอรี่ก้อนหนึ่งมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 12.0 โวลต์ และความต้านทานภายใน 2.0 โอห์ม ต่อกับตัวต้านทาน 70 โอห์ม จงหาความต่างศักย์ระหว่างขั้วแบตเตอรี่ ค่าที่คำนวณได้นี้จะแตกต่างกับค่าที่วัดด้วยโวลต์มิเตอร์ที่มีความต้านทานสูงมากโดยไม่มีตัวต้านทานต่ออยู่หรือไม่ เพราะเหตุใด

13.  ต่อแบตเตอรี่แอลคาไลน์ 1.5 โวลต์ 2 ก้อน แบบอนุกรม ทำให้สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้า 20 มิลลิแอมแปร์ กับวิทยุขนาดเล็กได้นาน 20 ชั่วโมง ถ้าแบตเตอรี่ราคาก้อนละ 15 บาท จงหาค่าไฟฟ้าต่อพลังงานไฟฟ้า 1 หน่วย

 

16.4 การต่อตัวต้านทานและแบตเตอรี่

14.  ตัวต้านทานสามตัว แต่ละตัวมีความต้านทาน 1 โอห์ม ถ้านำตัวต้านทานทั้งสามมาต่อกัน จะได้ความต้านทานรวมเท่าใดบ้าง

15.  ตัวต้านทานสี่ตัว แต่ละตัวมีความต้านทาน 10 โอห์ม จะต้องนำมาต่อกันอย่างไร จึงจะได้ความต้านทานรวม 2.5 โอห์ม และ 25 โอห์ม

16.  a  b และ c  เป็นตัวต้านทานที่มีความต้านทาน 10 โอห์ม 20 โอห์ม และ 30 โอห์ม ตามลำดับ จะต้องนำตัวต้านทานทั้งสามนี้มาจัดวางในแผนภาพตามรูปข้างล่างอย่างไร จึงทำให้ความต้านทานรวม

ก. มีค่าน้อยที่สุด    ข. มีค่ามากที่สุด

                               

                                                  รูปสำหรับปัญหาข้อ 16                                                                       รูปสำหรับปัญหาข้อ 17

 

17.  จากรูป ความต้านทานรวมมีค่าเท่าใด เมื่อ (ก) สวิตช์ S เปิด (ข) สวิตช์ S ปิด

18. ความต้านทานของลวดเหล็กกล้าเส้นหนึ่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 เซนติเมตร จะลดลงเหลือหนึ่งในสามเมื่อถูกเคลือบด้วยทองแดง จงหาความหนาของทองแดงที่เคลือบ กำหนดให้สภาพต้านทานของเหล็กกล้าและทองแดงเท่ากับ\displaystyle 1.98x10^{ - 7} และ \displaystyle 1.7x10^{ - 8}โอห์ม เมตร ตามลำดับ
19.  เมื่อนำแบตเตอรี่ที่เหมือนกันสองก้อน มาต่อแบบอนุกรมจะมีกระแสไฟฟ้า 0.25 แอมแปร์ ผ่านตัวต้านทาน 8 โอห์ม ถ้าต่อแบตเตอรี่แบบขนานจะมีกระแสไฟฟ้า 0.16 แอมแปร์ จงหาแรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต้านทานภายในแบตเตอรี่

 

16.5 การวิเคราะห์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงเบื้องต้น 

20.  ตัวต้านทานสามตัวมีความต้านทาน 10 โอห์ม 100 โอห์ม และ 1 กิโลโอห์ม ตามลำดับ ต่อกันแบบอนุกรมและต่อกับแบตเตอรี่ 12 โวลต์ จะมีกระแสไฟฟ้าเท่าใดในวงจร ถ้าต่อตัวต้านทานทั้งสามแบบขนาน จะมีกระแสไฟฟ้าในวงจรเท่าใด

21.  เมื่อนำแบตเตอรี่สี่ก้อนซึ่งต่อกันแบบอนุกรมไปต่อกับตัวต้านทานขนาด 5.6 โอห์ม กระแสไฟฟ้าในวงจรจะมีค่าเท่าใด ถ้าแบตเตอรี่แต่ละก้อนมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1.5 โวลต์ และความต้านทานภายใน 0.1 โอห์ม

22.  วงจรไฟฟ้าดังรูป C เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้า A เป็นแอมมิเตอร์ และ V เป็นโวลต์มิเตอร์ จงหา

ก. ความต้านทานรวมระหว่าง x และ y

ข.  กระแสไฟฟ้าที่อ่านได้จากแอมมิเตอร์ A

ค.  กระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทาน 4 โอห์ม

ง.  อัตราของพลังงานไฟฟ้าที่สิ้นเปลืองไปกับตัวต้านทานขนาด 4 โอห์ม

จ.  พลังงานไฟฟ้าที่สิ้นเปลืองไปในตัวต้านทานทั้งสองในวงจร ในเวลา 30 วินาที

 

รูปสำหรับปัญหาข้อ 22

 

23. ตัวต้านทานสามตัวมีความต้านทาน 1 โอห์ม 100 โอห์ม และ 1000 โอห์ม ถ้านำตัวต้านทานแต่ละตัวไปต่อกับแบตเตอรี่ที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 3 โวลต์ และความต้านทานภายใน 0.5 โอห์ม ความต่างศักย์ระหว่างปลายของตัวต้านทานเป็นเท่าใด

24.  แบตเตอรี่วิทยุเครื่องหนึ่งมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 9 โวลต์ ขณะที่ให้กระแสไฟฟ้า 0.4 แอมแปร์วัดความต่างศักย์ระหว่างขั้วแบตเตอรี่ได้ 8.8 โวลต์ ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่มีค่าเท่าใด

25.  จากรูป ความต่างศักย์ระหว่างจุด A และ B มีค่าเท่าใด เมื่อนำตัวต้านทาน 30 โอห์ม ต่อระหว่างจุด A และ B ความต่างศักย์ระหว่างจุด A และ B ในครั้งนี้จะมีค่าเท่าใด

26.  วงจรไฟฟ้า ดังรูป  ถ้าแบตเตอรี่ไม่มีความต้านทานภายใน ความต่างศักย์ระหว่างปลายของตัวต้านทาน 3 โอห์ม มีค่าเท่าใด

27.  วงจรไฟฟ้าดังรูป จงหาอัตราส่วนของกระแสไฟฟ้า\displaystyle I_1 :I_2 :I_3

รูปสำหรับปัญหาข้อ 25

                                        

                                                      รูปสำหรับปัญหาข้อ 26                                                                 รูปสำหรับปัญหาข้อ 27

 

28.  วงจรไฟฟ้าดังรูป จงหาแรงเคลื่อนไฟฟ้า E ของแบตเตอรี่ และกระแสไฟฟ้าที่ผ่านแบตเตอรี่

                                          

                                                               รูปสำหรับปัญหาข้อ 28                                                      รูปสำหรับปัญหาข้อ 29

 

29.  วงจรไฟฟ้าดังรูป ประกอบด้วยสวิตช์  \displaystyle S_1  และสวิตช์  \displaystyle S_2 โวลต์มิเตอร์ V แบตเตอรี่ C และตัวต้านทานขนาด 3 โอห์ม และ 6 โอห์ม เมื่อสับสวิตช์ \displaystyle S_1  อย่างเดียวโวลต์มิเตอร์อ่านได้ 12 โวลต์ เมื่อสับสวิตช์ \displaystyle S_2 อย่างเดียวโวลต์มิเตอร์อ่านได้ 16 โวลต์

          ก.  จงหาความต้านทานภายในของแบตเตอรี่

          ข.   ถ้ายังไม่ได้สับสวิตช์ \displaystyle S_1 และ \displaystyle S_2  โวลต์มิเตอร์อ่านได้เท่าใด

30. หลอดไฟ 6 w 12 V  ต้องใช้แบตเตอรี่ที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1.5 โวลต์ และความต้านทานภายใน 1 โอห์ม จำนวนเท่าใดเพื่อทำให้หลอดไฟฟ้าสว่าง

31. จุ่มลวดให้ความร้อนเส้นหนึ่งที่ต่อกับความต่างศักย์ 220 โวลต์ ลงในน้ำที่มีมวล 1 กิโลกรัม อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ปรากฏว่าน้ำเดือดในเวลา 5 นาที จงหากำลังไฟฟ้าของลวดให้ความร้อน กำหนดให้ความจุดความร้อนจำเพาะของน้ำเท่ากับ 4.2 กิโลจูลต่อกิโลกรัม เคลวิน

 

16.6 เครื่องวัดไฟฟ้า

32.  แกลแลนอมิเตอร์เครื่องหนึ่งมีความต้านทาน 0.50 โอห์ม และกระแสไฟฟ้าสูงสุดเท่ากับ 50 มิลลิแอมแปร์ จะต้องทำอย่างไร เมื่อต้องการสร้างเป็น

                ก. แอมมิเตอร์ที่วัดกระแสได้สูงสุด 1 แอมแปร์

                ข. โวลต์มิเตอร์ที่วัดความต่างศักย์ได้สูงสุด 100 โวลต์

33.  แอมมิเตอร์เครื่องหนึ่งวัดกระแสไฟฟ้าได้สูงสุด 50 มิลลิแอมแปร์ ถ้าต้องการใช้วัดกระแสไฟฟ้าได้สูงสุด 100 มิลลิแอมแปร์ จะต้องทำอย่างไร

34.  โวลต์มิเตอร์เครื่องหนึ่งมีความต้านทาน 10000 โอห์ม ใช้วัดความต่างศักย์ได้สูงสุด 100 โวลต์ ถ้าต้องการใช้วัดความต่างศักย์ได้สูงสุด 500 โวลต์ จะต้องทำอย่างไร

                                              

                                                      รูปสำหรับปัญหาข้อ 35                                                                รูปสำหรับปัญหาข้อ 36

รูปสำหรับปัญหาข้อ 37

 

35.  ในการดัดแปลงแกลแวนอมิเตอร์เครื่องหนึ่งที่มีความต้านทาน 100 โอห์ม และ\displaystyle S_1 กระแสไฟฟ้าสูงสุด 50 ไมโครแอมแปร์ โดยต่อตัวต้านทาน \displaystyle S_2 และ S2 ดังรูป เมื่อบิดสวิตช์ S ไปที่ a จะวัดกระแสไฟฟ้าในช่วง  0 - 100 มิลิแอมแปร์ เมื่อบิดสวิตช์ S ไปที่ b จะวัดกระแสไฟฟ้าในช่วง  0 - 500 มิลลิแอมแปร์  จงหาความต้านทานทั้งสอง

36.  ถ้านำแกลแวนอมิเตอร์ในข้อ 35 มาดัดแปลงเป็นโวลต์มิเตอร์ โดยต่อตัวต้านทาน \displaystyle M_1  และ \displaystyle M_2 ดังรูป  ถ้าบิดสวิตช์ S ไปที่ a จะวัดความต่างศักย์ในช่วง 0 - 3 โวลต์ เมื่อบิดสวิตช์ S ไปที่ b จะวัดความต่างศักย์ในช่วง 0 - 30 โวลต์ จงหาความต้านทานของตัวต้านทานทั้งสอง

37.  โอห์มมิเตอร์เครื่องหนึ่งประกอบด้วยตัวต้านทานแปรค่า แบตเตอรี่ 9 โวลต์  และแกลแวนอมิเตอร์ที่มีความต้านทาน 2 กิโลโอห์มดังรูป สามารถวัดกระแสไฟฟ้าได้สูงสุด 50 ไมโครแอมแปร์ เมื่อนำหัววัด x และ y ของโอห์มมิเตอร์แตะกัน และเมื่อปรับความต้านทานแปรค่าให้เป็น \displaystyle R_0  ปรากฏว่าเข็มชี้เต็มสเกล แต่ถ้านำตัวต้านทานที่มีความต้านทาน\displaystyle R_x มาต่อระหว่างหัววัด x และ y ปรากฏเข็มชี้กึ่งกลางสเกลพอดี จงหาความต้านทาน \displaystyle R_0   และ\displaystyle R_x

 

16.7 ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

38.  สนามแม่เหล็กขนาดสม่ำเสมอ 1.0 เทสลา จงหาขนาดฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านระนาบที่มีพื้นที่ 10 ตารางเซนติเมตร ขณะทำมุม 0 องศา และ 90 องศา

กับสนามแม่เหล็ก

39.  อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า \displaystyle + 3.2x10^{ - 19}คูลอมบ์ เคลื่อนที่เข้าไปในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กขนาด 1.2 เทสลา ด้วยความเร็ว \displaystyle 2.5x10^5 เมตรต่อวินาที ในทิศตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก จงหาขนาดของแรงแม่เหล็กที่กระทำต่ออนุภาคนี้

40.  อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว \displaystyle 5x10^5 เมตรต่อวินาที ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ ถูกแรงกระทำ \displaystyle + 4x10^{ - 6}นิวตัน ในทิศตั้งฉากกับระนาบของความเร็วและสนามแม่เหล็ก จงหาขนาดและทิศของสนามแม่เหล็ก

41. อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว \displaystyle 2.0x10^6  เมตรต่อวินาที ในทิศตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอขนาด     \displaystyle 5.0x10^{ - 2}เทสลา  และมีแรงขนาด \displaystyle 4.8x10^{ - 14}นิวตันกระทำต่ออนุภาค จงหาประจุไฟฟ้าของอนุภาค

42. อิเล็กตรอนตัวหนึ่งถูกทำให้เคลื่อนที่จากหยุดนิ่งด้วยความต่างศักย์ 1.82 โวลต์ เข้าไปในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอขนาด 4.0 เทสลา โดยมีทิศการเคลื่อนที่ตั้งฉากกับทิศของสนามแม่เหล็ก จะมีแรงกระทำต่ออิเล็กตรอนเท่าใด

43.  ลวดตัวนำยาว 3.0 เซนติเมตร วางตัวในแนวตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กขนาด 0.40 เทสลา ถ้าลวดตัวนำมีกระแสไฟฟ้าผ่าน 5.0 แอมแปร์ แรงที่กระทำต่อเส้นลวดตัวนำมีค่าเท่าใด

44.  ลวดอะลูมิเนียม CD มวล m วางบนลวดอะลูมิเนียมสองเส้นที่อยู่ในแนวระดับและห่างกัน l ถ้ากระแสไฟฟ้าในวงจรเท่ากับ I และมีสนามแม่เหล็ก\mathord{\buildrel{\lower3pt\hbox{$\scriptscriptstyle\rightharpoonup$}}\overB} ผ่านลวด CD ในทิศลง ดังรูป

                ก. แรงที่กระทำต่อลวด CD มีขนาดและทิศใด

                ข. ถ้าไม่คิดความเสียดทาน ลวด CD มีขนาดความเร่งเท่าใด

รูปสำหรับปัญหาข้อ 44

รูปสำหรับปัญหาข้อ 45

 

45. เมื่อวางแท่งอะลูมิเนียม AC มวล 50 กรัม ยาว 0.4 เมตร บนขอบแผ่นโลหะซึ่งเอียงทำมุม 37 องศา กับแนวระดับ แท่งอะลูมิเนียมจะไถลลงตามขอบแผ่นโลหะ (ไม่คิดความเสียดทาน) แต่ถ้ามีกระแสไฟฟ้า I ผ่านแท่งอะลูมิเนียมในทิศจาก A ไป C และสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอขนาด 0.20 เทสลา

ในทิศขึ้น แท่งอะลูมิเนียมจะอยู่นิ่งบนขอบแผ่นโลหะเอียงดังรูป จงหากระแสไฟฟ้า I

46.  แท่งตัวนำยาว 10 เซนติเมตร มวล 0.05 กิโลกรัม มีกระแสไฟฟ้าผ่าน 25 แอมแปร์ เมื่ออยู่ในสนามแม่เหล็กขนาดสม่ำเสมอ ปรากฏว่าแท่งตัวนำนี้สามารถอยู่นิ่งในสนามแม่เหล็กได้ จงหาขนาดของสนามแม่เหล็กและเขียนรูปประกอบ (สมมติน้ำหนักของสายไฟที่ต่อกับแท่งตัวนำมีค่าน้อยมากจนไม่ต้องนำมาคำนวณ)

47. ขดลวดจำนวน 20 รอบ มีพื้นที่ 800 ตารางเซนติเมตร มีกระแสไฟฟ้าผ่าน 0.5 แอมแปร์ และระนาบของขดลวดขนานกับสนามแม่เหล็กที่มีขนาด 0.3

เทสลา โมเมนต์ของแรงคู่ควบที่กระทำต่อขดลวดมีค่าเท่าใด

48. ขดลวดสี่เหลี่ยมผืนผ้ามีพื้นที่ 120 ตารางเซนติเมตร จำนวน 40 รอบ มีกระแสไฟฟ้าผ่าน 2 แอมแปร์ และอยู่ในสนามแม่เหล็กขนาด 0.25 เทสลา

โดยระนาบของขดลวดทำมุม 0 องศา กับสนามแม่เหล็ก จงหาโมเมนต์ของแรงคู่ควบที่กระทำต่อขดลวด

49. ขดลวดตัวนำรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาด 3 x 5 ตารางเซนติเมตร จำนวน 20 รอบ อยู่ในสนามแม่เหล็กขนาดสม่ำเสมอ 0.5 เทสลา โดยระนาบของขดลวดอยู่ในแนวเดียวกับสนามแม่เหล็กและด้านของขดลวดที่มีความยาว 5 เซนติเมตร ตั้งฉากกับฟลักซ์แม่เหล็กเมื่อให้กระแสไฟฟ้า 5 แอมแปร์ ผ่านขดลวดนี้ จงหาขนาดของแรงที่กระทำต่อขดลวดแต่ละต้าน และโมเมนต์ของแรงคู่ควบที่กระทำต่อขดลวด