Issuu on Google+

แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 1 ใบงานที่ 1 ปรากฏการณ์ธรรมชาติของไฟฟ้ า นักปราชญ์ชาวกรี กชื่อ ทาลีส ได้สงั เกตพบตั้งแต่ 60 ปี ก่อนพุทธศักราช ว่าเมื่อนาแท่งอาพัน (ยางสนที่แข็งตัวเกือบกลายเป็ น หิ น) มาถูกบั ผ้าขนสัตว์ แท่งอาพันสามารถดูดของเบาๆ เช่น ฟาง ขนนก การที่แท่งอาพันดูดขนนกแสดงว่ามีแรงกระทาต่อกัน ประจุไฟฟ้ า เมื่อถูแผ่นพีวซี ีดว้ ยผ้าสักหลาดแล้วนาแผ่นพีวซี ีเข้าใกล้กระดาษชิ้นเล็กๆ แผ่นกระดาษถูกแผ่นพีวซี ีดึงดูด แสดงว่าแผ่นพีวซี ี มีแรงกระทากับกระดาษ แสดงว่ามีแรงกระทาระหว่างกัน ต้นเหตุของแรงคือ ประจุไฟฟ้า เรี ยกสั้นๆว่าประจุ ประจุ เรี ยกแรงนี้วา่ แรง ระหว่ างประจุ วัสดุ เบนจามิน แฟรงคลิน นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริ กนั เป็ นบุคคลแรกที่จาแนกชนิดประจุไฟฟ้ า แก้ว เป็ นประจุบวกและประจุลบ โดยเรี ยกประจุที่เกิดบนแท่งแก้วเมื่อถูดว้ ยผ้าไหมเป็ น ประจุบวก ส่วน เส้นผม ประจุที่เกิดบนแท่งอาพันเมื่อถูผา้ ขนสัตว์น้ นั เป็ น ประจุลบ เปอร์สเปกซ์ ประจุ มีสองชนิด ประจุเดียวกันจะผลักกัน และประจุต่างชนิดกันจะดึงดูดกัน ไนลอน เมื่อนาวัตถุสองชนิดมาถูกนั พลังงานความร้อนที่เกิดจากงานของแรงเสี ยดทานจะทาให้ ผ้าสักหลาด อิเล็กตรอนหลุดจากอะตอมของวัตถุหนึ่งไปอยูบ่ นอะตอมของอีกวัตถุหนึ่ง วัตถุแรกจึงมีประจุเป้ นบวก ผ้าไหม และวัตถุหลังมีประจุเป็ นลบ ผ้าฝ้ าย ลาดับของการเกิดชนิดประจุจากการถูวสั ดุคู่หนึ่ง เป็ นดังตาราง วัสดุที่อยูต่ าแหน่งที่เหนือกว่า อาพัน จะเป็ นประจุบวก ต่ากว่าจะเป็ นประจุลบ พอลิไวนิลคลอไรด์(พีวซี ี) กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้ า เทฟลอน การทาให้วตั ถุมีประจุไฟฟ้ าไม่ใช่การสร้างประจุไฟฟ้ าขึ้นมาใหม่ แต่เป็ นเพียงการย้ายประจุ จากจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยที่ผลรวมของจานวนประจุท้ งั หมดของระบบที่พิจารณาจะเท่าเดิมเสมอ ฉนวนและตัวนาไฟฟ้ า ฉนวนไฟฟ้ า เป็ นวัตถุที่ได้รับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแล้วอิเล็กตรอนนั้นยังคงอยู่ ณ บริ เวณเดิมต่อไป เรี ยกสั้นๆ ว่า ฉนวน ตัวนาไฟฟ้ า เป็ นวัตถุที่ได้รับอิเล็กตรอนแล้ว อิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายโอนสามารถเคลื่อนสามารถเคลื่อนที่กระจายไปตลอดเนื้อ วัตถุได้ง่าย เรี ยกสั้นๆว่า ตัวนา การเหนี่ยวนาไฟฟ้ า เป็ นวิธีทาให้เกิดประจุบนตัวนา โดยนาวัตถุที่มีประจุเข้าใกล้วตั ถุที่เป็ นตัวนาไฟฟ้ าจะทาให้เกิดประจุชนิดตรงข้าม ด้านของตัวนาที่ใกล้วตั ถุ โฟมที่ทาเป็ นทรงกลมเล็กเมื่อฉาบด้วยโลหะแล้วนามาแขวนด้วยด้ายให้หอ้ ยอยูใ่ นแนวดิ่ง สามารถใช้เป็ นอุปกรณ์ตรวจ ประจุไฟฟ้ า เรี ยกว่า อิเล็กโทรสโคปลูกพิท และเรี ยกทรงกลมเล็กว่า ลูกพิท เราจะนาวัตถุที่ตอ้ งการตรวจสอบเข้าใกล้ลูกพิทที่แขวนอยู่ ถ้าลูกพิทถูกดึงดูดเข้าหาวัตถุ แสดงว่าวัตถุที่นามาตรวจสอบมีประจุ วัตถุที่มีประจุ อุปกรณ์ตรวจสอบประจุอีกชนิดหนึ่งคือ อิเล็กโทรสโคปแผ่นโลหะ ดังรู ป ซึ่งอธิบายได้ดงั นี้ เมื่อนาวัตถุที่มีประจุลบเข้าใกล้จานโลหะของอิเล็กโทรสโคป อิเล็กตรอนอิสระบนจาน อิเล็ก โลหะจะถูกผลัก ทาให้บริ เวณจานโลหะมีประจุบวกเป็ นส่วนใหญ่ และบริ เวณก้านโลหะกับแผ่นโลหะบาง โทร ของอิเล็กโทรสโคปจะมีประจุลบเป็ นส่วนใหญ่ นัน่ คือ ประจุบนก้านโลหะกับแผ่นโลหะบางเป็ นประจุชนิด สโคป เดียวกัน จึงส่งแรงผลักกัน ทาให้แผ่นโลหะบางกางออก การต่อสายดินแทนด้วยสัญลักษณ์ การทาให้ แผ่นโลหะบางของอิเล็กโทรสโคปยังคงกางออก เมื่อนาวัตถุที่ มีประจุออกห่างจากอิเล็กโทรสโคป แสดงด้วยภาพดังนี้

ก.

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com

ข.

ค.

ง.


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 2 แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล...........................................................................................................ชั้น ม. 6/…….เลขที่.............. 1. ทรงกลมโลหะ A และ B วางสัมผัสกันโดยยึดไว้ดว้ ยฉนวน เมื่อนาแท่งอิโบไนท์ ซึ่ งเป็ นประจุลบเข้าใกล้ทรงกลม A ดังรู ป จะ มีประจุชนิดใดเกิดขึ้นที่ตวั นาทรงกลมทั้งสอง ก. ทรงกลมทั้งสองจะมีประจุบวก A B ข. ทรงกลมทั้งสองจะมีประจุลบ ค. ทรงกลม A มีประจุบวก และทรงกลม B มีประจุลบ ง. ทรงกลม A มีประจุลบ และทรงกลม B มีประจุบวก ่ นฐานที่เป็ นฉนวน ถ้านาประจุบวกขนาดเท่ากันมาใกล้ปลายทั้งสอง 2. โลหะทรงกระบอกยาวปลายมนเป็ นกลางทางไฟฟ้ าตั้งอยูบ ข้างพร้อมกัน โดยระยะห่างจากปลายเท่าๆกัน ตามลาดับ การกระจายของประจุบนส่วน A ส่วน B และ C ของทรงกระบอกเป็ น อย่างไร ก. A และ C เป็ นลบ แต่ B เป็ นกลาง B C A ข. A และ C เป็ นกลาง แต่ B เป็ นบวก ค. A และ C เป็ นบวก แต่ B เป็ นลบ ง. A และ C เป็ นลบ แต่ B เป็ นบวก 3. นาวัตถุที่มีประจุลบมาเข้าใกล้จานโลหะ หลังจากนั้นใช้สายไฟที่ปลายข้างหนึ่งต่อโยงกับตัวนาที่ฝังใต้ดินชื้นๆ แล้วนาอีกปลาย หนึ่งมาแตะจานโลหะ ดังแสดงในรู ป จงเลือกข้อที่เกิดขึ้นจริ ง

ก .

ข .

ค .

ง .

4. ถ้าต้องการให้อิเล็กโทรสโคปมีประจุบวก ควรมีข้ นั ตอนในการกระทาอย่างไร 1) นาวัตถุที่มีประจุบวกเข้าใกล้จานโลหะของอิเล็กโทรสโคป 2) นาวัตถุที่มีประจุลบเข้าใกล้จานโลหะของอิเล็กโทรสโคป 3) ต่อสายดินกับจานโลหะของอิเล็กโทรสโคป 4) ดึงวัตถุที่มีประจุออก 5) ดึงสายดินออก

ก. 1), 3), 4), 5) ข. 1), 3), 5), 4) ค. 2), 3), 4), 5) ง. 2), 3), 5), 4) 5. เมื่อให้ประจุอิสระแก่จานโลหะ A ของอิเล็กโทรสโคปแบบแผ่นโลหะ แล้วนาวัตถุ B ซึ่ งมีประจุเข้ามาล่อใกล้จาน A ปรากฏว่า แผ่นโลหะของอิเล็กโทรสโคปกางน้อยลง เมื่อนาวัตถุ B เข้าใกล้จาน A เข้าไปอีก แผ่นโลหะจะยิง่ หุบลง และถ้าเลื่อนวัตถุ B เข้าใกล้ยงิ่ ขึ้น แผ่นโลหะจะเริ่ มกางออก จานโลหะ A และวัตถุ B มีประจุชนิดใด ก. A มีประจุลบ และ B มีประจุบวก ข. A มีประจุบวก และ B มีประจุบวก ค. A มีประจุลบ และ B มีประจุลบ ง. A มีประจุบวก และ B เป็ นกลาง ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 3 ใบงานที่ 2 แรงระหว่างประจุและกฎของคูลอบ์ 1 จากการทดลอง พบว่า F  r 2 และ F  Q1Q2 Q Q KQ Q ดังนั้น F  1r 2 2 นัน่ คือ F = r12 2 เมื่อ F คือ ขนาดของแรงระหว่างประจุ Q1 และ Q2 (F มีหน่วย นิวตัน ประจุมีหน่วย คูลอมบ์ ( C ) ) r คือ ระยะระหว่างประจุ Q1 และ Q2 มีหน่วย เมตร K คือค่าคงตัว มีค่าเท่ากับ 9  109 นิวตัน(เมตร)2/(คูลอมบ์)2 เรี ยกความสัมพันธ์น้ ีวา่ กฎของคูลอมบ์ (Coulomb’s Law) แบบทดสอบ 6. ลูกพิธสองลูกแต่ละลูกมีประจุ 1.0 ไมโครคูลอมบ์ เมื่อวางห่ างกันเป็ นระยะ 50 เซนติเมตร และถือว่าลูกพิธทั้งสองนี้ มีขนาดเล็ก มากจนถือได้วา่ เป็ นจุดประจุ แรงระหว่างประจุที่เกิดขึ้นมีค่าเท่าใด (นิวตัน) ก. 9.0  109 ข. 3.6  109 ค. 3.6  1010 ง. 3.6  10–2 ่ ่างกัน 20 เซนติเมตร ถ้านาประจุทดสอบขนาด 7. ประจุขนาด +5.0  10–6 คูลอมบ์ และ -3.0  10–6 คูลอมบ์ วางอยูห +1.0  10–6 คูลอมบ์ มาวางไว้ที่จุดกึ่งกลางระหว่างประจุท้ งั สอง โดยกาหนดค่าคงที่

K = 9  109

นิวตัน(เมตร)2/(คูลอมบ์)2 ขนาดและทิศทางของแรงที่กระทาต่อประจุทดสอบคือ ข้อใด ก. 0.72 นิวตัน ทิศชี้เข้าหาประจุลบ ข. 1.8 นิวตัน ทิศชี้เข้าหาประจุบวก ค. 7.2 นิวตัน ทิศชี้เข้าหาประจุลบ ง. 7.2 นิวตัน ทิศชี้เข้าหาประจุบวก

8. สามเหลี่ยมด้านเท่ารู ปหนึ่งมีความยาวด้านละ 30 เซนติเมตร และที่แต่ละมุมของสามเหลี่ยมนี้ มีจุดประจุ +2, -2, +5

ไมโครคูลอมบ์วางอยู่ อยากทราบว่าขนาดของแรงไฟฟ้ าบนประจุ +5 ไมโครคูลอมบ์มี���่ากี่นิวตัน ก. 0 ข. 1 ค. 2 ง. 2

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 4 ่ ี่จุด A, B และ C ดังรู ป จงหาว่า แรงกระทาที่มีต่อประจุ 9. ประจุไฟฟ้ า -3  10–4 C , +2  10-3 และ +4  10–4 C วางอยูท +2  10–3 C มีขนาดกี่นิวตัน C +4  10–4 C ก. 6  102 ข. 8  102 3m ค. 1  103 ง. 1.4  103 -3  10–4 C –3 A

3m

B +2  10

C

10. จุดประจุ 26  10-3 คูลอมบ์ วางไว้ที่จุด B และจุดประจุชนิดตรงข้าม –Q วางไว้ที่จุด D ดังรู ป ถ้านาประจุ P ไปวางที่จุด C

หรื อ A จะเกิดแรงผลัก ประจุ P ไปทางขวามือ และซ้ายมือ ของจุด B ตามลาดับ และขนาดแรงผลักทั้งสองมีค่าเท่ากัน จงหาค่า ขนาดของ –Q (หน่วย คูลอมบ์) ก. – 7  10–3 –Q 26  10 –3 C ข. – 8  10–3 A B C D ค. – 9  10–3 ง. – 1  10–3 3m 5m 2m

11. ตัวนา A และ B มีมวลและประจุเท่ากัน คือ m และ +q เมื่อวาง B อยูก่ บั พื้นและวาง A เหนือ B ปรากฏว่า A ลอยสูงจาก B +q

A

เป็ นระยะ r ดังรู ป จงหาว่า q มีค่าเท่าใด ก.

r B

ข. +q

พื้น

ค. ง.

m 2 gr 2 k mgr k mg r 2 k mg r 2 k

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


ใบงานที่ 3 แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 5 สนามไฟฟ้ า ชื่อ-สกุล............................................................................................ชั้น ม. 6/ .............เลขที่.................... เมื่อนาวัตถุที่มีประจุไปวาง ณ ตาแหน่งตางๆ ในบริ เวณรอบๆอีกประจุหนึ่ง จะพบว่ามีแรงไฟฟ้ ากระทาต่อประจุที่นาไปวาง เสมอ กล่าวได้วา่ บริ เวณนั้นมีสนามไฟฟ้ า (electric field) เรี ยกประจุที่นาไปวางว่าประจุทดสอบ โดยทัว่ ไปจะใช้ประจุบวก และ แทนด้วยสัญลักษณ์ +q แรงที่กระทาต่อประจุบวกขนาดหนึ่งหน่วยซึ่งวาง ณ ตาแหน่งใดๆ คือ สนามไฟฟ้า ณ ตาแหน่งนั้น เขียนแทนด้วย F

สัญลักษณ์ E ดังนั้น E = +q สนามไฟฟ้ ามีหน่วยเป็ น นิวตันต่อคูลอมบ์ ขนาดและทิศทางของสนามไฟฟ้ า ณ ตาแหน่งใดๆ หมายถึงขนาดและทิศทางของแรงที่กระทาต่อประจุบวกหนึ่งหน่วยซึ่ง วาง ณ ตาแหน่งนั้น ่ ี่ตาแหน่งซึ่งอยูห่ ่างจากประจุ +Q เป็ น ถ้าจุดประจุทดสอบ +q วางอยูท ระยะทาง r มีแรงกระทาต่อประจุทดสอบ +q คือ F=

KQq r2

+Q +

KQq F KQ 2 E= = r = 2 q q r

นัน่ คือ E=

ทิศทางสนามไฟฟ้ าจากประจุ +Q

KQ r2

ในการหาสนามไฟฟ้ าเนื่องจากจุดประจุสองจุด สนามไฟฟ้ าลัพธ์ E ที่จุดใดๆ ได้จากผลรวมแบบเวกเตอร์ของสนามไฟฟ้ า เนื่องจากจุดประจุแต่ละจุด คือ E = E1 + E2 ดังรู ป 𝐸1 C

ดังนั้นสนามไฟฟ้ าที่ตาแหน่งหนึ่งเนื่องจาก สมการได้วา่

𝐸 𝐸2

Q1 + A

n ประจุ จึงเขียนเป็ น

n

_ Q2

E=

Ei i=1

B

สนามไฟฟ้ าเนื่องจากจุดประจุ Q1 และ Q2 ณ จุด C

แบบทดสอบ 12. ถ้าถือว่าโลกมีรูปร่ างทรงกลมซึ่งมีรัศมีเท่ากับ 6400 กิโลเมตร และพบว่าบริ เวณใกล้ๆผิวโลกมีความเข้มสนามไฟฟ้ าขนาด เท่ากับ 100 โวลต์ต่อเมตร จงหาปริ มาณประจุไฟฟ้ าบนผิวโลก ก. 9  10 –2 C ข. 5  103 C ค. 5  105 C ง. 9  105 C

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 6 ่ ่างกัน 4 cm ที่ตาแหน่ง A และ B ตามลาดับ สนามไฟฟ้ าที่จุด C จะมี 13. จุดประจุ –6  10 –6 C และ 10  10 –6 C วางอยูห ขนาดเท่าใด A 3 cm C ก. 5  107 N/C -6  10 –6 C ข. 7  107 N/C ค. 9  107 N/C 4 cm ง. 10  107 N/C 5 cm

10  10 –6 C B

่ ่างจากจุดประจุ q เป็ นระยะ 20 cm และ 50 cm ตามลาดับ ถ้าที่จุด P สนามไฟฟ้ ามีค่าเท่ากับ 14. จุด P และ จุด Q อยูห 5 โวต์/เมตรและมีทิศเข้าหาประจุแล้วสนามไฟฟ้ าที่จุด Q มีค่าเท่าใด

ก. ข. ค. ง.

0.1 โวลต์เมตร และมีทิศชี้ออกจากประจุ 0.8 โวลต์เมตร และมีทิศชี้เข้าหาประจุ 0.1 โวลต์เมตร และมีทิศชี้เข้าหาประจุ 2. โวลต์เมตร และมีทิศชี้ออกจากประจุ

15. จุดประจุ +1 ไมโครคูลอมบ์ และ +4 ไมโคคูลอมบ์ วางไว้ห่างกันเป็ นระยะ 6 cm ตาแหน่งที่สนามไฟฟ้ ามีค่าเป็ นศูนย์ จะอยู่

ห่างจากจุดประจุ +1 ไมโครคูลอมบ์ กี่เซนติเมตร ก. 1 ข. 2 ค. 4 ง. 5

16. ประจุ Q1, Q2 และ Q3 วางไว้ที่มุม 3 มุม ของสี่ เหลี่ยมจัตุรัสที่มีความยาวด้านละ a ดังรู ป ถ้า Q1 = Q3 = +Q ประจุ Q2

จะต้องเป็ นประจุชนิดใด และมีขนาดเท่าใด จึงจะทาให้สนามไฟฟ้ าที่จุด P ซึ่งอยูท่ ี่มุมที่วา่ งอยูม่ ีค่าเป็ นศูนย์ ก. ข. ค. ง.

Q1

−2 2Q – 2Q +2Q +2 2 Q

a

Q2

a

P

Q3

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 7 ใบงานที่ 4 เส้นแรงไฟฟ้ า คือเส้นต่างๆที่ใช้เขียนเพื่อแสดงทิศทางของสนามไฟฟ้ าในบริ เวณรอบๆ จุดประจุ และใช้เส้นเหล่านี้แสดงทิศของแรงที่ กระทาต่อประจุบวกที่วางอยูใ่ นบริ เวณที่มี สนามไฟฟ้ า ในกรณี สนามไฟฟ้ าที่พิจารณา เป็ นสนามไฟฟ้ าเนื่องจากจุดประจุมากกว่า 1 จุดประจุ เส้นแรงไฟฟ้ าเป็ นเส้นแสดงทิศ ของสนามไฟฟ้ าลัพธ์ ซึ่งเป็ นทิศเดียวกับทิศ รู ป (1) ของแรงลัพธ์ที่กระทาต่อประจุบวก ทิศทางสนามไฟฟ้ ารอบจุดประจุลบ ทิศทางสนามไฟฟ้ ารอบจุดประจุบวก

รู ป (3) เส้นแรงไฟฟ้ าเนื่องจาก ประจุต่างชนิดกันของแผ่นตัวนา ขนาน รู ป (2)

รู ป (4) เส้นแรงไฟฟ้ าเนื่องจาก ประจุต่างชนิดกันของตัวนาวงกลม ซ้อนกันที่มีจุดศูนย์กลางร่ วมกัน

บริ เวณที่มีเส้นแรงไฟฟ้ าหนาแน่นมาก สนามไฟฟ้ าที่บริ เวณนั้นมีค่ามาก บริ เวณที่มีเส้นแรงไฟฟ้ าหนาแน่นน้อย สนามไฟฟ้ า มีค่าน้อย สนามไฟฟ้ าภายในตัวนาทรงกลมมีค่าเป็ นศูนย์ สรุ ปได้วา่ ประจุบนผิวตัวนาทรงกลมประพฤติตวั เสมือน ประจุท้ งั หมดรวมกันอยูท่ ี่ศูนย์กลางของทรงกลมในรู ป ของจุดประจุ ในการหาแรงหรื อขนาดของสนามไฟฟ้ าที่ รู ป (5) ตาแหน่งนอกผิวของทรงกลม ขนาดของสนามไฟฟ้ าที่ ตาแหน่งต่างๆ เนื่องจากประจุบนตัวนา แสดงได้ดงั กราฟ นอกจากตัวนาทรงกลมแล้ว ถ้าทดลองโดยใช้ ตัวนารู ปทรงอื่นๆ ที่มีที่วา่ งภายในตัวนา ในบริ เวณ ที่วา่ งภายในตัวนาจะไม่มีเส้นแรงไฟฟ้ าภายในตัวนา สรุ ปได้วา่ สนามไฟฟ้า ณ ตาแหน่ งต่ างๆในทีว่ ่ างภายใน ตัวนารู ปทรงใดๆมีค่าเป็ นศู นย์ สนามไฟฟ้า ณ ตาแหน่ งติดกับผิวของตัวนา รู ป (6) จะมีทศิ ตั้งฉากกับผิวเสมอ เพราะ ประจุที่ผิวอยูน่ ิ่ง เนื่องจากไม่มีองค์ประกอบของสนามไฟฟ้ าใน แนวขนานผิว จึงมีเฉพาะองค์ประกอบของสนามไฟฟ้ าในแนวตั้งฉาก ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 8 แบบทดสอบ ชื่อ -สกุล..................................................................................................ชั้น ม. 6/..............เลขที่.............

17. ทรงกลมที่มีประจุ 2 ทรงกลม ต่างมีประจุบวกที่มีขนาดเท่ากัน วางห่างกันระยะทางขนาดหนึ่ง เส้นแรงไฟฟ้ าที่ เกิดขึ้นในข้อใดถูกต้อง ก.

ข.

ค.

ง.

18. ตัวนาที่อยูใ่ นสภาพสมดุลทางไฟฟ้ าสถิต สนามไฟฟ้ า ณ ตาแหน่งใกล้กบั ผิวตัวนาจะมีลกั ษณะดังข้อใด

ก. ตั้งฉากกับผิวตัวนา ข. ขนานกับผิวตัวนา ค. มีทิศทามุม  กับผิวตัวนา โดยมุม  จะขึ้นกับรู ปร่ างของผิวตัวนา ง. มีค่าเป็ นศูนย์ 19. ลูกบอลทองแดงทรงกลมกลวงมีเนื้ อหนา 2 เซนติเมตร มีรัศมีภายนอก 3 เซนติเมตร รัศมีภายใน 1 เซนติเมตร ถ้าให้ประจุ +3 คูลอมบ์ แก่ลูกบอลนี้ อัตราส่วนของประจุที่ผิวภายในต่อประจุที่ผิวภายนอกเป็ นเท่าไร ก. 0 : 3 ข. 1 : 3 ค. 1 : 9 ง. 1 : 27 20. หยดน้ ามันหยดหนึ่ งมีมวล 3.2  10 –15 กิโลกรัม สามารถลอยนิ่ งอยูใ่ นอากาศภายในสนามไฟฟ้ าซึ่ งมีทิศพุง่ ลงในแนวดิ่ง ขนาด 2  104 นิวตันต่อคูลอมบ์ แสดงว่า ข้อใดถูกต้อง (กาหนดให้อิเล็กตรอน 1 ตัว มีประจุ –1.6  10–19 คูลอมบ์) ก. หยดน้ ามันนี้ รับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น 10 ตัว ข. หยดน้ ามันนี้ เสี ยอิเล็กตรอนไป 10 ตัว ค. หยดน้ ามันนี้ รับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น 20 ตัว ง. หยดน้ ามันนี้ เสี ยอิเล็กตรอนไป 20 ตัว

21. อนุภาคมวล m ประจุเป็ นบวก เคลื่อนที่ภายใต้แรงโน้มถ่วง และแรงไฟฟ้ าจากสนา���ไฟฟ้ า E ซึ่ งชี้ข้ ึนในแนวดิ่ง ถ้าอนุภาคตก

ด้วยความเร่ ง a ประจุของอนุภาคเป็ นเท่าใด m ก. E (g − a) ข.

m

ค.

ma

ง.

mg

E

(g + a)

E

E

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 9 ใบงานที่ 5 ศักย์ไฟฟ้ า ประจุเมื่ออยูท่ ี่ตาแหน่งต่างๆที่มีสนามไฟฟ้ าจะมีพลังงานศักย์ที่เรี ยกว่า พลังงานศักย์ ไฟฟ้า แทนด้วย Ep ซึ่งมีค่าเท่ากับงาน ในการเคลื่อนประจุบวกดัวยอัตราเร็ วคงที่ในทิศตรงข้ามทิศของสนามไฟฟ้ า จากตาแหน่งไกลมากๆมายังตาแหน่งนั้น เป็ นระยะทาง ไกลมากๆ (ระยะอนันต์) ศักย์ ไฟฟ้า คือพลังงานศักย์ต่อหนึ่งหน่วยประจุ แทนด้วย V มีหน่วยเป็ น จูลต่อคูลอมบ์ (I/C) หรื อ โวลต์ (V) Ep V = q เมื่อ q แทนประจุ เมื่อปล่อยประจุให้เคลื่อนที่อิสระ ประจุบวกจะเคลื่อนที่จากตาแหน่งที่มีศกั ย์ไฟฟ้ าสูงมายังตาแหน่งที่มีศกั ย์ไฟฟ้ าต่ากว่า ศักย์ไฟฟ้ า ความต่ างศักย์ ไฟฟ้า คือ ผลต่างศักย์ไฟฟ้ าระหว่างสองจุด ซึ่งเท่ากับงานที่เกิดขึ้นในการเคลื่อนที่ประจุ +1 หน่วย จาก ตาแหน่งหนึ่งไปยังอีกตาแหน่งหนึ่ง ภายในบริ เวณที่มีสนามไฟฟ้ า กาหนดให้ ตาแหน่งที่วดั จากประจุเป็ นระยะทางไกลมากๆ (ระยะอนันต์) เป็ นตาแหน่งที่มีศกั ย์ไฟฟ้ าเป็ นศูนย์ จากการพิสูจน์ โดยหลักทางคณิ ตศาสตร์ได้วา่ V=

KQ r

เมื่อ Q คือจุดประจุ r คือระยะห่างจากจุดประจุ Q K = 9  10 9 นิวตัน(เมตร)2 ต่อ (คูลอมบ์)2 ศักย์ไฟฟ้ าเนื่องจากประจุบนตัวนาทรงกลม เนื่องจากสนามไฟฟ้ าภายในทรง กลมมีค่าเป็ นศูนย์ จึงไม่มีแรงเนื่องจาก สนามไฟฟ้ ากระทาต่อประจุ ดังนั้นในการ เคลื่อนประจุจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ภายในตัวนาทรงกลมจึงไม่ตอ้ งทางาน แสดงว่า ตวามต่างศักย์ระหว่างสองจุดใดๆ ภายในตัวนาทรงกลมเป็ นศูนย์ นั่นคือ ศักย์ ไฟฟ้าทีจ่ ุดใดๆภายในตัวนาทรงกลมมี (1) ค่ าเท่ ากัน จากการที่ประจุกระจายบนตัวนาทรงกลมเปรี ยบเสมือนรวมกันอยูท่ ี่ศูนย์กลางของทรงกลมเป็ นจุดประจุ ดังนั้นศักย์ ไฟฟ้าที่ 𝐊𝐐 ผิวทรงกลม จึงมีค่าเป็ น 𝐚 เมือ่ a คือ รัศมีของทรงกลม แต่ศกั ย์ไฟฟ้ าที่ผิวมีค่าเท่ากับศักย์ไฟฟ้ าที่จุดใดๆภายในตัวนาทรงกลม จึง 𝐊𝐐 สรุปได้ ว่าศักย์ ไฟฟ้าทีต่ าแหน่ งใดๆ ภายในทรงกลมเท่ ากับ 𝐚 เมื่อพิจารณาที่จุดที่ห่างจากศูนย์กลางของทรงกลมเป็ นระยะ r ก็จะพบว่า 𝐸 KQ ่ ศั ก ย์ ไ ฟฟ้ าที ่ จ ุ ด นั น มี ค า เท่ า กั บ เป็ นเพราะประจุบนตัวนาทรงกลมเสมือนกับไปรวมกัน ้ r +q อยูท่ ี่ศูนย์กลางของทรงกลมเป็ นจุดประจุ ศักย์ไฟฟ้ าที่ตาแหน่งต่างๆ เนื่องจากประจุบน A B d ตัวนาทรงกลมจึงแสดงได้ดงั รู ป (1) รู ป (2) การเคลื่อนที่ของประจุในบริ เวณที่มี จากรู ปที่ (2) งานที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนประจุ +q จาก A ไป B หาได้จาก สนามไฟฟ้ าสม่าเสมอ W = Fs = qEd เมื่อ F คือแรงที่สนามต้านการเคลื่อนที่ของประจุ W qEd และจาก VB − VA = q ดังนั้น VB − VA = q = 𝐸𝑑 ดังนั้น VAB = Ed

หรื อ E =

𝑉𝐴𝐵 d

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 10 แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล..................................................................................................ชั้น ม. 6/..............เลขที่............. 22. วางประจุไฟฟ้ า 3 10–4 คูลอมบ์ ที่ตาแหน่ง x = –2 เมตร , y = 0 เมตร และประจุลบขนาดเท่ากันที่ตาแหน่ง x = 0 เมตร, y = 3 เมตร ศักย์ไฟฟ้ าที่ตาแหน่ง จุดกาเนิ ด (0.0) จะเป็ นกี่โวลต์ ก. 9.5  105 ข. 8.5  105 ค. 4.5  105 ง. 6.5  105 23. จากรู ปที่กาหนดให้ ที่ตาแหน่ง A, B และ C มีประจุ 5  10–7, –2  10–7 และ 1.5  10–7 คูลอมบ์ ตามลาดับ จงหา

ระยะห่าง Bd ในหน่วยเมตร ที่ทาให้ศกั ย์ไฟฟ้ าที่ตาแหน่ง d เป็ นศูนย์ B A

C

d 0.4 m

0.2 m

ก. 0.1 ข. 0.2 ค. 0.3 ง. 0.4 24. ศักย์ไฟฟ้ าของตัวนาทรงกลมรัศมี 60 cm มีค่าเท่ากับ 3105 โวลต์ ประจุไฟฟ้ าในข้อใดที่ตวั นาทรงกลมนี้ สามารถเก็บได้ ก. 12 C ข. 18 C ค. 20 C ง. 24 C 25. ตัวนาทรงกลมตัวหนึ่งรัศมี 30 cm เมื่อให้ประจุแก่ทรงกลม พบว่าที่จุดห่ างจากผิวทรงกลม 60 cm จะมีค่าสนามไฟฟ้ า 1  104 N/C จงหาค่าศักย์ไฟฟ้ า ณ ตาแหน่งห่ างจากศูนย์กลางของตัวนานี้ 10 cm (หน่วยกิโลโวลต์)

ก. ข. ค. ง.

25 26 27 28

26. หางานของแรงภายนอกในการเลื่อนประจุ +4 ไมโครคูลอมบ์ อย่างช้าๆ จากตาแหน่ง C ไป B และจาก B ไป A ภายใต้ 5 cm

สนามไฟฟ้ าสม่าเสมอขนาด 1  104 โวลต์/เมตร ดังรู ป ก. 4  10–3 J ข. 6  10–3 J ค. –4  10–3 J ง. –6  10–3 J

B

A 120

𝐸

C

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 11 ตัวเก็บประจุและความจุ

ใบงานที่ 6

ตัวเก็บประจุ คือตัวนาที่ใช้เก็บประจุ มีรูปทรงต่างๆกัน ใช้สญ ั ลักษณ์ ความจุ(capacitance) ของตัวนา คือ ความสามารถในการเก็บประจุ แทนด้วย C ได้วา่ Q C = V เมื่อ Q คือประจุที่เก็บไว้ที่ตวั เก็บประจุ V คือศักย์ไฟฟ้ า C จึงมีหน่วยเป็ น คูลอมบ์ต่อโวลต์ (C/V) หรื อ ฟารัด (F) a ตัวนาทรงกลมจะมีความจุ C =K เมื่อ a คือ รัศมีทรงกลม ดังนั้นโลกซึ่งเป็ นตัวนาทรงกลมขนาดใหญ่จึงมีความจุมาก - + มหาศาลเนื่องจากมีรัศมีขนาดใหญ่ การต่อสายดินกับโลกหรื อการให้หรื อรับประจุจากวัตถุอื่นจึง - + - + ไม่ทาให้ศกั ย์ไฟฟ้ าของโลกเปลี่ยนแปลง คือยังคงมีความเป็ นกลางทางไฟฟ้ า หรื อมีศกั ย์ไฟฟ้ าเป็ น - + ศูนย์ V ตัวนารู ปแบบหนึ่งทีน่ ิยมใช้ ในวงจรไฟฟ้า ประกอบด้วย แผ่นตัวนาขนานวางแยกกันโดย มีฉนวนกั้นกลางเพื่อทาหน้าที่เก็บประจุ โดยต่อตัวเก็บประจุกบั ความต่างศักย์ ให้แผ่นหนึ่งเก็บ _ + ประจุบวก และอีกแผ่นหนึ่งเก็บประจุลบ รู ป (1) ตัวเก็บประจุต่ออยูก่ บั ความต่างศักย์ เพราะประจุที่เก็บแต่ละแผ่นยังคงเท่ากัน ค่าประจุในตัวเก็บประจุจึงหาได้จาก Q = CV เมื่อตัวเก็บประจุเริ่ มเก็บประจุจากเดิมไม่มีประจุจนกระทัง่ มีประจุ Q ความสัมพันธ์ ระหว่ าง ประจุ Q กับความต่ างศักย์ V เป็ นไปตามกราฟ รู ป (2) ดังนั้นงานในการเลื่อนประจุผา่ นจุดสองจุดที่มีความต่างศักย์ V มีค่าเท่ากับ ค่าเฉลี่ยของประจุคูณความต่างศักย์ นัน่ คือ 0+V Q 2 1 W = QV 2

W=

(2)

1

ได้วา่ งานในการเคลื่อนประจุให้แก่ตวั เก็บประจุคือ 2 QV ซึ่งเท่ากับพลังงาน สะสมในตัวเก็บประจุ (U) สามารถหาได้จากพื้นที่ใต้กราฟระหว่าง V กับ Q หรื อ 1

U = 2 QV

Q

𝟏

เมื่อแทน Q = CV และ V = C ใน 𝐔 = 𝟐 𝐐𝐕 จะได้ 𝟏

𝟏 𝐐𝟐

𝐔 = 𝟐 𝐂𝐕 𝟐 = 𝟐

𝐂

การต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม เป็ นการต่อตัวเก็บประจุ 2 ตัว แล้วนาปลายที่วา่ ง ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวไปต่อกับจุด 2 จุดที่มีความต่างศักย์ V ดังรู ปที่ (3)พบว่า

ได้

V = V1+V2 Q Q Q = + C C1 C2 𝟏 𝟏 𝟏 = + 𝐂 𝐂𝟏 𝐂𝟐

การต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน เป็ นการต่อโดยนาปลายหนึ่งของตัวเก็บประจุ แต่ละตัว ต่อเข้าด้วยกันแล้วนาอีกปลายหนึ่งต่อเข้าด้วยกันอีก แล้วนาไปต่อกับความต่างศักย์ V ดังรู ป (4) พบว่า ได้

Q = Q1 + Q 2 CV = C1 V + C2 V 𝐂 = 𝐂𝟏 + 𝐂𝟐

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 12 แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล..................................................................................................ชั้น ม. 6/..............เลขที่............. 27. โลหะทรงกลมรัศมี 10 เซนติเมตร มีความจุไฟฟ้ าเท่าใด ในหน่วย pF (picofarad) ก. 11 ข. 22 ค. 90 ง. 100 28. ในการทาให้วตั ถุที่มีประจุไฟฟ้ าเป็ นลบหรื อเป็ นบวก มีสภาพไฟฟ้ าเป็ นกลางนั้น จะต้องต่อสายดินกับพื้นโลกทั้งนี้เพราะ ก. โลกมีสนามไฟฟ้ าต่า ข. โลกมีความจุไฟฟ้ ามาก ค. โลกมีศกั ย์ไฟฟ้ าเป็ นกลาง 29. แผ่นโลหะขนานห่างกัน 10 cm ใช้ทาเป็ นตัวเก็บประจุที่มีความจุ 90 พิโคฟารัด ถ้าสนามไฟฟ้ าระหว่างแผ่นโลหะมีค่า 300 นิวตัน/คูลอมบ์ อยากทราบว่าตัวเก็บประจุน้ ีมีจานวนประจุกี่คูลอมบ์ ก. 2.7  10–9 ข. 2.7  10–6 ค. 3.0  10–9 ง. 3.0  10–11 30. ตัวเก็บประจุ 3 ตัว มีความจุดงั นี้ C1 = 1 F, C2 = 2 F, C3 = 3 F ต่อกันดังรู ป ความจุรวมจะเท่ากับกี่ F C1

2

ก. 3 1 ข. 1 2 2 ค. 3 3 1 ง. 4 2

C3 C2

31. จากรู ป จงหาค่าความจุรวม (หน่วย pF) และประจุไฟฟ้ าบนตัวเก็บประจุท้ งั สอง (หน่วย pC)

ก. 7, 0.05 ข. 1.4, 196 140 V 2pF 5 pF ค. 7, 980 ง. 14, 1960 32. ตัวเก็บประจุ 1 F และ 3 F ต่ออยูก่ บั ความต่างศักย์ 12 V ดังรู ป จงคานวณหาประจุที่อยูใ่ นตัวเก็บประจุ 1 F 1 F

3 F

12 V

ก. 12 C ข. 9 C ค. 4 C ง. 3 C 33. จากวงจรในรู ป ค่าความจุ C = 5  10–6 F พลังงานสะสมในวงจรมีค่ากี่จูล C

C

C

C

–2

ก. 2.0  10 ข. 2.5  10–2 ค. 2.0  10–3 ง. 2.5  10–3

100 V

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 13

ใบงานที่ 7 ชื่อ-สกุล......................................................... กระแสไฟฟ้ า (electric current) คือ การถ่ายโอนประจุไฟฟ้ าผ่านลวดตัวนา ชั้น ม.6/.............เลขที่.................. แหล่งกาเนิดไฟฟ้ า คือ แหล่งพลังงานที่จะทาให้เกิดความต่างศักย์ระหว่างปลายของตัวนา เช่น เซลล์ไฟฟ้ าเคมี เครื่ องกาเนิดไฟฟ้ า เซลล์สุริยะ เซลล์เชื้อเพลิง เซลล์ไฟฟ้ าเคมี (แบบเตอรี่ ) เมื่อมีกระแสไฟฟ้ าในตัวกลาง เรี ยกว่ามี การนาไฟฟ้ า อิเล็กตรอนอิสระ เป็ นอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่โดยไม่อยูป่ ระจาอะตอมหนึ่งอะตอมใด การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระในตัวนาเป็ นการเคลื่อนที่อย่างไร้ระเบียบคือไม่มีทิศแน่นอน เรี ยกว่า การเคลือ่ นที่แบบ บราวน์ (Brownian motion) เนื่องจากการเคลื่อนที่ในแต่ละช่วงเวลาไม่มีทิศแน่นอน ดังนั้นความเร็ วเฉลี่ยของอิเล็กตรอนอิสระแต่ละตัวจึง เป็ นศูนย์ เมื่อทาให้แท่งโลหะมีความต่างศักย์จะเกิดกระแสไฟฟ้ าภายในแท่งโลหะ แรงเนื่องจากสนามไฟฟ้ าจะทาให้อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ โดยมีความเร็ วเฉลี่ยไม่เป็ นศูนย์ คือมี ความเร็วลอยเลือ่ น (drift velocity) ทาให้มีกระแสไฟฟ้ าในแท่งโลหะ ดังนั้นกระแสไฟฟ้ าในโลหะ จึงเกิดจากการเคลือ่ นที่ของอิเล็กตรอนอิสระ ตัวกลางอื่นๆ เช่น อิเล็กโทรไลต์ หลอดสุ ญญากาศ หลอดบรรจุแก๊สและสารกึ่งตัวนา ก็สามารถนาไฟฟ้ าได้แต่นาไฟฟ้ าจากการ เคลื่อนที่ของประจุรูปแบบอื่น กระแสไฟฟ้ าในตัวกลางใดๆ คือประจุไฟฟ้ าที่ผา่ นภาคตัดขวางของตัวกลางนั้น ในหนึ่งหน่วยเวลา ในเวลา t มีอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้ าจานวน N ตัว เคลื่อนที่ผา่ นภาคตัดขวาง ของตัวกลาง ถ้าอนุภาคแต่ละตัวมีประจุไฟฟ้ า q คังนั้นประจุไฟฟ้ าทั้งหมด Q ที่ผา่ น ภาคตัดขวางจะเท่ากับ Nq ดังนั้น 𝐍𝐪

𝐐

กระแสไฟฟ้ า I = = โดยกาหนดให้ กระแสไฟฟ้ าในตัวกลางมีทิศ 𝐭 𝐭 เดียวกับทิศของสนามไฟฟ้ า กระแสไฟฟ้ าไม่ได้เป็ นปริ มาณเวกเตอร์ แต่กาหนดเพื่อ สะดวกในการบอกการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้ าในวงจรไฟฟ้ า กระแสไฟฟ้ ามีหน่วยเป็ น คูลอมบ์ต่อวินาที หรื อ แอมแปร์ (A) ดังนั้น กระแสไฟฟ้ าจึงมีทิศจากตาแหน่งที่มีศกั ย์ไฟฟ้ าสู งไปยังตาแหน่งที่มี ศักย์ไฟฟ้ าต่ากว่า จึงมีทิศตรงข้ามกับทิศของอิเล็กตรอนอิสระ หรื อทิศของกระแสอิเล็กตรอน ให้ n เป็ นตวามหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระ หรื อจานวน อิเล็กตรอนตรอนอิสระในหนึ่งหน่วยปริ มาตรของตัวนา v เป็ นขนาดของความเร็ วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระ e เป็ นประจุไฟฟ้ าของอิเล็กตรอนอิสระ จากรู ป (2) จะได้วา่ ในช่วงเวลา t จานวนอิเล็กตรอนอิสระที่เคลื่อนที่ผา่ นหน้าตัด A คือ จานวนอิเล็กตรอนอิสระในตัวนาที่มีปริ มาตร sA ซึ่งเท่ากับ nsA หรื อ nvtA (เนื่องจาก s = vt) เป็ นประจุ(Q) เท่ากับ nevtA ดังนั้น I =

Q t

=

nevtA t

นัน่ คือ 𝐈 = 𝐧𝐞𝐯𝐀

แบบทดสอบ 34. กาหนดให้สนามไฟฟ้ า E มีทิศทางดังรู ป การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้ าและทิศของกระแสไฟฟ้ า I ที่เกิดขึ้นจะเป็ นจริ ง ตามรู ปใด I

ก.

+ _

+

+ _

_

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com

ง.

I

I 𝐸

𝐸

𝐸

𝐸 +

ค.

I

ข.

+

+ _

_

+

+ _


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 14 35. ลวดตัวนาขนาดสม่าเสมอ มีปริ มาณกระแสต่อหน่วยพื้นที่เท่ากับ 1.0  106 แอมแปร์ ต่อตารางเมตรและความหนาแน่นของ อิเล็กตรอนอิสระเป็ น 5.0  1028 ต่อลูกบาศก์เมตร จงหาขนาดของความเร็ วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระในลวด ก. 1.25  10 –4 m/s ข. 1.50  10 –4 m/s ค. 1.75  10 –4 m/s ง. 2.00  10 –4 m/s ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้ าและความต่างศักย์ จากการทดลอง สรุ ปได้วา่ กระแสไฟฟ้ าที่ผา่ นลวดนิโครมแปรผันตรงกับความต่างศักย์ระหว่างปลายลวดนิโครม เขียนเป็ น V

1

1

I

𝑘

k

ความสัมพันธ์ได้วา่ I  V หรื อ I = kV ได้ = ถ้าให้ = R ได้วา่ V

=R เรี ยกค่าคงตัว R นี้วา่ ความต้ านทาน (resistance) ความต้านทานมีหน่วยเป็ น โวลต์ต่อแอมแปร์ (V/A) หรื อ โอห์ม (ohm) แทนด้วย  โอห์ม เป็ นผูค้ น้ พบความสัมพันธ์ เรี ยกว่ากฎของโอห์ม มีขอ้ ความว่า กระแสไฟฟ้ าที่ผ่านตัวนาจะแปรผันตรงกับความต่ างศักย์ ระหว่ างปลายของตัวนานั้น ตัวนาไฟฟ้ าที่เป็ นโลหะจะมีความต้านทานคงตัว และเป็ นไปตามกฎของโอห์ม ส่ วนตัวนาไฟฟ้ าชนิดอื่น เช่น หลอดไดโอด อิเล็กโทร ไลต์ สารกึ่งตัวนา ความต้านทานไม่คงตัวไม่เป็ นไปตามกฎของโอห์ม ในวงจรทัว่ ไป มี ตัวต้ านทาน (resistor) ที่มกั ทาจากผงคาร์บอนอัดแน่นเป็ นรู ปทรงกระบอกเล็กๆ ตัวต้านทานแบบนี้มีความ ต้านทานคงตัว เรี ยกว่า ตัวต้ านทานคงตัว (fixed resistor) เขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ ตัวต้านทานทาหน้าที่จากัดค่าของกระแสไฟฟ้ าในวงจร 1 3 ตัวต้ านทานแปรค่ า (variable resistor) เป็ นตัวต้านทานที่เปลี่ยนค่าได้ แทนด้วยสัญลักษณ์ 2 ทาหน้าที่ควบคุมกระแสไฟฟ้ าในวงจร เรี ยกว่า ตัวควบคุมกระแส I

ความสัมพันธ์ระหว่าง ความต้านทาน R ความยาว l และพื้นที่หน้าตัด A คือ 𝑅 ∝ 𝑙

𝑙 𝐴

ดังนั้น 𝑅 = 𝜌 เมื่อ  เป็ นค่าคงตัวที่เรี ยกว่า สภาพต้ านทานไฟฟ้ า (electrical resistivity) ซึ่งมีหน่วย โอห์ม เมตร 𝐴 สภาพต้านทานเป็ นสมบัติเฉพาะของสารชนิดหนึ่งๆ ความนาไฟฟ้ า (electrical conductance) เป็ นส่ วนกลับของความต้านทานไฟฟ้ า มีหน่วยเป็ น (โอห์ม) –1 หรื อ ซีเมนส์ (siemens) แทนด้วย S สภาพนาไฟฟ้ า (electrical conductivity) เป็ นส่ วนกลับของสภาพต้านทาน มีหน่วย (โอห์ม เมตร) –1 หรื อ ซีเมนส์ต่อเมตร แบบทดสอบ 1

36. เส้นลวดเส้นหนึ่ งมีพ้น ื ที่หน้าตัดเป็ นวงกลม ถ้าความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดลดลงเป็ น 2 เท่าทั้งสองค่า ความต้านทาน

ของลวดจะเปลี่ยนแปลงอย่างไร ก. เพิ่มเป็ น 2 เท่า ข. ลดลงครึ่ งหนึ่ง 1 ค. ลดลงเหลือ 4 ง. เพิ่มเป็ น 4 เท่า 37. ทรงกระบอกทาจากโลหะที่มีสภาพต้านทาน 4  10–7 โอห์ม เมตร มีพ้น ื ที่หน้าตัด 0.04 ตารางเซนติเมตร ช่วง AB ยาว 1.50 เมตร ขณะที่มีกระแสไฟฟ้ า 20 มิลลิแอมแปร์ไหลผ่านทรงกระบอกนี้ ความต่างศักย์ระหว่าง AB มีค่ากี่โวลต์ ก. 3  10–3 ข. 3  10–4 ค. 3  10–5 ง. 3  10–7 ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 15 พลังงานไฟฟ้ าในวงจรไฟฟ้ า พลังงานศักย์ ไฟฟ้า (electrical potential energy) คือพลังงานจากแหล่งกาเนิ ดไฟฟ้ าที่ถูกถ่ายโอนไปยัง ส่วนต่างๆของวงจรโดยการนาของประจุไฟฟ้ า เรี ยกย่อว่า พลังงานไฟฟ้า แรงเคลือ่ นไฟฟ้า (electromotive force, e.m.f.) คือพลังงานของแหล่งกาเนิดไฟฟ้ าต่อหนึ่งหน่วยประจุไฟฟ้ าที่ เคลื่อนที่ผา่ นแหล่งกาเนิดไฟฟ้ า แทนด้วย E มีหน่วยเป็ น จูลต่อคูลอมบ์ หรื อ โวลต์ แรงเคลื่อนไฟฟ้ าไม่ใช่แรงแต่เป็ นพลังงานไฟฟ้ าที่ถูก ถ่ายโอนโดยประจุไฟฟ้ าระหว่างขั้วในแหล่งกาเนิดไฟฟ้ า ความต่ างศักย์ หรื อ โวลเตจ (potential difference หรื อ voltage) แทนด้วย V คือ พลังงานที่ชิ้นส่วนต่างๆของ วงจรใช้ ต่อหนึ่งหน่วยประจุไฟฟ้ า ความต่างศักย์มีหน่วยเป็ น จูล ต่อคูลอมบ์ หรื อ โวลต์ ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานไฟฟ้ า W ประจุไฟฟ้ า Q และความต่างศักย์ V คือ W = QV ความต้ านทานภายใน (internal resisistance) แทนด้วย r เป็ นความต้านทานภายในแบตเตอรี่ พิจารณาวงจรง่ายๆ ที่ประกอบด้วยตัวต้านทานที่มีความ ต้านทาน R ต่อกับแบตเตอรี่ ที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้ า E และความ ต้านทานภายใน r กระแสไฟฟ้ าจะผ่านทั้งตัวต้านทานและ แบตเตอรี่ ดังรู ป จากรู ป ให้ VR และ Vr เป็ นความต่างศักย์ระหว่าง ปลายของตัวต้านทาน R และ r ตามลาดับ และกระแสไฟฟ้ า I เกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้ า Q ในวงจร จากกฎอนุรักษ์ พลังงานได้วา่ พลังงานที่ประจุไฟฟ้ าได้จากแบตเตอรี่ เท่ากับพลังงาน ไฟฟ้ าที่ประจุไฟฟ้ าใช้ไปในวงจร หรื อ QE = QVR + QVr ได้วา่ E = VR + Vr จากกฎของโอห์ม ได้ E = IR + Ir ได้ V = E – Ir หรื อ 𝑰 =

𝑬 𝑹+𝒓

R I

VR Vr

r E รู ป วงจรไฟฟ้ าอย่างง่ายแสดงความต้านทานภายใน ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com

จาก W = QV

ใบงานที่ 8

ได้ W = ItV = I Rt = 𝑊 จาก P = 𝑡 2

ได้ P =IV = I2R =

𝑉2 𝑅

𝑡

𝑽𝟐 𝑹

การต่อตัวต้านทานแบบอนุกรม

V = V1 + V2 IR = IR1 + IR2 R = R1 + R2

ถ้าความต้านทาน n ตัว ได้ R1 + R2 + R3 + …+ Rn นาความรู ้การต่อตัวต้านแบบอนุกรมไปใช้ในการแบ่งความต่าง ศักย์ เรี ยกตัวต้านทานที่ทาหน้าที่น้ ีวา่ ตัวแบ่ งศักย์ (potential divider)

การต่อตัวต้านทานแบบขนาน

I = I1 + I2 𝑉 𝑉 𝑉 = + 𝑅 𝑅1 𝑅2 1 1 1 = + 𝑅 𝑅1 𝑅2

1

1

1

1

1

ถ้าความต้านทาน n ตัว ได้ 𝑅 = 𝑅 + 𝑅 + 𝑅 + ⋯ + 𝑅 1

2

3

𝑛

นาความรู ้การต่อตัวต้านแบบขนานไปใช้ในการแบ่งกระแส เรี ยก ตัวต้านทานที่ทาหน้าที่น้ ีวา่ ตัวแบ่ งกระแส(current divider)


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 16 แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล..................................................................................................ชั้น ม. 6/..............เลขที่............. 38. จากวงจรไฟฟ้ าในรู ป จงหา V (หน่วย โวลต์) 20  10 

ก. ข. ค. ง.

15 

15 A

50 75 90 100

20  30  _

V

+

39. กระแสไฟฟ้ า I ในวงจรมีค่ากี่แอมแปร์

I 2

6V I

6 1.5 

3

ก. ข. ค. ง.

2 2.4 0.66 4

D

40. ความต้านทานชุดหนึ่ งต่อกันในวงจรที่มีกระแสผ่านดังรู ป ถ้าความต่างศักย์ไฟฟ้ าของตัวต้านทาน 6 โอห์ม เท่ากับ 48 โวลต์ จงหา 48V

ความต่างศักย์ไฟฟ้ าคร่ อมตัวต้านทาน 10 โอห์ม

10 

6

ก. ข. ค. ง.

15  I

12 

60 V 54 V 48 V 36 V

30 

41. วงจรไฟฟ้ าดังแสดงในรู ป กระแสไฟฟ้ าจะไหลออกจากแบตเตอรี่ มีค่าเท่าใด 2

4

+ 12 _V

2

ก. ข. ค. ง.

4

3

3

2A 1.5 A 1.6 A 1.75 A

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


ใบงานที่ 9 แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 17 การต่อแบตเตอรี่ แบบอนุกรม ชื่อ-สกุล...........................................................................................ชั้น ม. 6/.............เลขที่............ Vab = V1 + V2 Vab = (E1 - Ir1) + (E2 - Ir2) Vab = E1 + E2 - I(r1 + r2) จาก Vab = E – Ir ได้ 𝐄รวม = E1 + E2 𝐫รวม = r1 + r2 ถ้าแบตเตอรี่ n ตัว ได้ 𝐄รวม = E1 + E2 + E3 + … + En และ 𝐫รวม = r1 + r2 + r3 + … + rn

การต่อแบตเตอรี่ แบบขนาน Vab = V1 = V2 1 1 𝐄รวม – I𝐫รวม = (E1 – 2Ir1) = (E2 – 2Ir2)

1

เพราะ I แบ่งผ่านแบตเตอรี่ ที่เหมือนกันเท่ากันคือ ก้อนละ 2I ดังนั้น 𝐄รวม = E1 = E2 = E 𝟏 𝟏 𝟏 และ 𝐫รวม = 𝟐r1 = 𝟐r2 = 𝟐r เมื่อ r1 = r2 = r ถ้าแบตเตอรี่ n ตัว ได้ 𝐄รวม = E1 = E2 = E3 = … = En 𝟏 และ 𝐫รวม = 𝒏r

แบบทดสอบ 42. กระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานในวงจรดังรู ปมีค่ากี่แอมแปร์ 1.5 V, 1 

ก. ข. ค. ง.

1.5 V, 0.5  1.5 V, 1 

0.25 0.30 0.45 0.50

9

43.ถ้าให้เซลล์ไฟฟ้ าที่ต่อกันแบบขนานระหว่างจุด a และจุด b กระแสไฟฟ้ า I ผ่านตัวต้านทาน R มีค่าเท่าใด R

ก.

I

r

E

r

E

a

ข. ค.

b E

r

ง.

𝐸 𝑟

R+ 3 𝐸 𝑅+𝑟 𝐸 𝑟

𝑅− 3 𝐸 𝑅−𝑟

44. VAB ของวงจรในรู ปมีค่าเท่ากับ A

r

r

E

E

R

ก. 0 ข. E 2𝐸𝑅 ค.

2𝑅+𝑟

B

ง.

2𝐸𝑅 𝑅+2𝑟

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 18 ไดโอด (diode) ทาจากสารกึ่งตัวนา มีสญ ั ลักษณ์ มีข้ วั ไฟฟ้ าบวกและขั้วไฟฟ้ าลบ เมื่อนาไดโอด แบตเตอรี่ และ _ _ แอมมิเตอร์มาต่อวงจรโดยต่อขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่ กบั ขั้วบวกและขั้ว + + ลบของไดโอดตามลาดับ จะพบว่ามีกระแสไฟฟ้ าในวงจร คือไดโอดมีความ A A I I=0 _ _ ต้านทานต่ามาก (0) เรี ยกว่าการต่อลักษณะนี้วา่ ไบแอสตรง เมื่อสลับขั้วของ + + ไดโอด จะพบว่าไม่มีกระแสไฟฟ้ าในวงจร คือไดโอดความต้านทานสูงมาก ไบแอสตรง ไบแอสกลับ (∞) เรี ยกการต่อลักษณะนี้วา่ ไบแอสกลับ แบบทดสอบ

45.ไดโอดต่อกับแบตเตอรี่ 12 V และตัวต้านทาน 10 กิโลโอห์ม ดังรู ป กระแสไฟฟ้ าไหลผ่านไดโอดมีค่าเป็ นเท่าใด ก. 0 A ข. 1.2 mA R V = 12 V ค. 12 mA ง. 120 mA 46.ตัวต้านทานสี่ ตวั มีค่าความต้านทานตัวละ 30 โอห์ม ต่อเป็ นวงจรกับไดโอดสี่ ตวั และเซลล์ไฟฟ้ าที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้ า 12 V และ ไม่มีความต้านทานภายใน แอมมิเตอร์ A จะอ่านค่าได้กี่แอมแปร์ ก. 1.2 ข. 1.3 ค. 1.4 A ง. 1.5 พลังงานไฟฟ้ า และกาลังไฟฟ้ าในวงจร กาหนด พลังงานไฟฟ้ า เป็ น W ประจุไฟฟ้ า เป็ น Q ความต่างศักย์ เป็ น V เวลา เป็ น t กระแสเป็ น I และความต้านทานเป็ น R V2

W

𝐕𝟐

จาก W = QV ได้ W = ItV = I2Rt = R t และจาก P = t ได้ P =IV = I2R = 𝐑 แบบทดสอบ 47. เซลล์ไฟฟ้ าสองตัวมีความต้านทานภายใน 4 โอห์ม และมีแรงเคลื่อนไฟฟ้ า 12 โวลต์ เท่ากัน เมื่อนาเซลล์ไฟฟ้ าทั้งสองต่อขนานกัน แล้วต่อขนานกับตัวต้านทาน 6 โอห์ม กาลังที่สูญเสี ยที่ตวั ต้านทานมีกี่วตั ต์ ก. 10.3 ข. 13.5 ค. 18.0 ง. 54.0 48. หลอดไฟ 12 V 10 W ถ้านาไปใช้กบั แบตเตอรี่ 24 V จะต้องนาความต้านทานกี่โอห์มไปต่ออนุกรมกับหลอดนี้ เพื่อให้หลอดไฟ ใช้กาลังเท่าเดิม ก. 14.4 ข. 16 ค. 20 ง. 28.8 49. หลอดไฟ L1 12 V 18 W และหลอดไฟ L2 12 V 24 W ต่ออนุกรมกับแบตเตอรี่ 20 V ดังรู ป ผลที่ได้คือ L1 ก. หลอด L1 สว่างกว่า L2 ข. หลอด L2 สว่างกว่า ค. หลอด L1 ไส้หลอดขาด 20 V ง. หลอด L2ไม่สว่างเลย ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 19 ใบงานที่ 10 ชื่อ-สกุล......................................................... เครื่องวัดไฟฟ้าเบื้องต้น ได้แก่ แอมมิเตอร์ และโวลต์มิเตอร์ ได้รับการดัดแปลงจาก ชั้น ม.6/.............เลขที่.................. แกลแวนอมิเตอร์ (galvanometer) ชนิดขดลวดเคลื่อนที่ ซึ่งกระแสไฟฟ้ าที่ทาให้เข็มเบนได้เต็มสเกลมีค่าจากัดค่าหนึ่ง เรี ยก กระแสไฟฟ้าสู งสุ ด (IG) ความต่างศักย์ขณะนั้นจะเป็ น ความต่ างศักย์ สูงสุ ด (VG) แอมมิเตอร์ ต่ออนุกรมกับส่วนวงจรที่ตอ้ งการวัดกระแส โดยแอมมิเตอร์ตอ้ งมีความต้านทานน้อยๆ ถ้าต้องการใช้แอมมิเตอร์วดั กระแส ได้สูงสุดตามต้องการ I จะต้องนาความต้านทานซึ่งเรี ยกว่าชันต์ (RS) มาต่อขนานกับแกลวานอมิเตอร์ โดยชันต์จะแบ่งกระแสส่วนเกิน (IS)ไม่ให้ไหลผ่านแกลแวนอมิเตอร์ กระแสผ่านแกลวานอมิเตอร์จึงคงเดิมคือ IG IG I G จากรู ป Vs = VG ได้ IsRs = IGRG IS

 IG  R G เมือ่ IS = I – IG I  I  G

ได้ R S  

RS

โวลต์มิเตอร์ ต่อขนานกับส่วนวงจรที่ตอ้ งการวัดความต่างศักย์ โดยโวลต์มิเตอร์ตอ้ งมีความต้านทานสูงๆ ถ้าต้องการใช้โวลต์มิเตอร์วดั ความต่างศักย์สูงสุดที่ตอ้ งการ V จะต้องนาความต้านทาน เรี ยกว่า มัลติพลายเออร์ (Rm) มาต่ออนุกรมกับ แกลแวนอมิเตอร์โดยความ ต้านทานจะแบ่งความต่างศักย์ส่วนเกิน(Vm) ไม่ให้คร่ อมแกลแวนอมิเตอร์ ความต่างศักย์ของ แกลวานอมิเตอร์จึงคงเดิม คือ VG จากรู ป V = Vm + VG จะได้ V = I(Rm + RG) = IG(Rm + RG) I = IG

Vm = V – VG IGRm = V – VG V−V Rm = I G

Rm G

G

Vm

ได้ Rm =  V  VG R G เมือ่ Vm = V – VG  V   G 

VG

โอห์มมิเตอร์ 1. ประกอบด้วย แกลแวนอมิเตอร์ G ต่ออนุกรมกับตัวต้านทานแปรค่า R0 และแบตเตอรี่ E 2. ขณะยังไม่วดั ความต้านทานเข็มจะชี้ที่  (ซ้ายสุดของสเกล) 3. เมื่อวัดความต้านทาน Rx ให้นาหัววัด x และ y ไปแตะที่ปลายตัวต้านทาน ทาให้ครบวงจร

G

R0

x

Rx

y

และมีกระแสไฟฟ้ าผ่านโอห์มมิเตอร์ ถ้า Rx มีค่ามาก กระแสไฟฟ้ าจะมีค่าน้อย เข็มจะเบนน้อย อ่านค่าความต้านทานได้มาก ถ้า Rx มีค่าน้อย กระ���สไฟฟ้ าจะมีค่ามาก เข็มจะเบนมาก อ่านค่าความต้านทานได้นอ้ ย 4. ถ้านาปลาย x และ y มาแตะกัน ความต้านทานเป็ นศูนย์ กระแสไฟฟ้ าผ่านมากที่สุด เข็มจะชี้ที่ 0 (ขวาสุดของสเกล)

แบบทดสอบ 50. ถ้าจะดัดแปลงแกลวานอมิเตอร์ ให้เป็ นโอห์มมิเตอร์ จะต้องปฏิบตั ิตามข้อใด ก. นาความต้านทานต่ออนุกรมกับแกลวานอมิเตอร์ ข. นาความต้านทานและเซลล์ไฟฟ้ าต่อขนานกับแกลวานอมิเตอร์ ค. นาเซลล์ไฟฟ้ ากับตัวเก็บประจุต่ออนุกรมกับแกลวานอมิเตอร์ ง. นาความต้านทานแบบปรับค่าได้และเซลล์ไฟฟ้ าต่ออนุกรมกับแกลวานอมิเตอร์ 51. ข้อความใดต่อไปนี้ ถูกต้อง ก. แอมมิเตอร์ควรมีความต้านทานสูงมากๆ เพื่อให้กระแสไฟฟ้ าผ่านได้ง่าย ข. โวลต์มิเตอร์ควรมีความต้านทานต่า เพื่อให้กระแสผ่านได้มาก ค. เครื่ องมือที่ใช้วดั ความต่างศักย์ ต้องต่อขนานกับส่วนวงจรที่ตอ้ งการวัดเท่านั้น ง. ชันต์ที่มาต่อกับแอมมิเตอร์ ควรต่อแบบอนุกรมเพื่อให้กระแสผ่านได้มาก ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 20 52. แกลวานอมิเตอร์เครื่ องหนึ่งมีความต้านทาน 1 กิโลโอห์ม อ่านกระแสไฟฟ้ าสู งสุ ดได้ 200 ไมโครแอมแปร์ ถ้าจะเปลี่ยน แกลวามิเตอร์ให้เป็ นแอมมิเตอร์ที่สามารถวัดกระแสสูงสุดได้ 200 มิลลิแอมแปร์ จะต้องใช้ชนั ต์ที่มีความต้านทานกี่ โอห์ม ก. 5 ข. 1 ค. 0.5 ง. 0.1 53. เมื่อนาแกลวานอมิเตอร์ตวั หนึ่งมาสร้างเป็ นแอมมิเตอร์ เพื่อใช้วดั กระแสได้สูงสุด 75 มิลลิแอมแปร์ ต้องใช้ความต้านทาน 1 โอห์ม เป็ นชันต์ ถ้ากระแสสูงสุดของแกลวานอมิเตอร์มีค่า 40 ไมโครแอมแปร์ ความต้านทานของแกลวานอมิเตอร์น้ ีจะเป็ นกี่โอห์ม ก. 1874 ข. 1875 ค. 1876 ง. 1877 54. แกลวานอมิเตอร์ตวั หนึ่งมีความต้านทาน 20 โอห์ม อ่านได้เต็มสเกลเมื่อต่อเข้ากับความต่างศักย์ 0.2 โวลต์ ถ้าต้องการทาให้เป็ น แอมมิเตอร์ที่อ่านเต็มสเกลได้ 1 แอมแปร์ โดยต่อตัวต้านทานขนาน (หรื อชันต์) กับแกลวานอมิเตอร์ตวั นี้ ขณะที่แอมมิเตอร์อ่านได้ เต็มสเกล กระแสที่ผา่ นชันต์มีค่ากี่แอมแปร์ ก. 0.01 ข. 0.10 ค. 0.90 ง. 0.99 55. โวลต์มิเตอร์เครื่ องหนึ่งมีความต้านทาน 10  103 โอห์ม ปกติใช้วดั ความต่างศักย์ได้สูงสุ ด 10 โวลต์ ถ้าต้องการนาโวลต์มิเตอร์ เครื่ องนี้ไปใช้วดั ความต่างศักย์ที่มีค่าสูงสุด 50 โวลต์ จะต้องทาอย่างไร ก. นาตัวต้านทานขนาด 40  103 โอห์ม มาต่ออนุกรม ข. นาตัวต้านทานขนาด 40  103 โอห์ม มาต่อขนาน ค. นาตัวต้านทานขนาด 60  103 โอห์ม มาต่ออนุกรม ง. นาตัวต้านทานขนาด 60  103 โอห์ม มาต่อขนาน 56. แกลวานอมิเตอร์ตวั หนึ่งมีความต้านทาน 4 โอห์ม เข็มเบนเต็มสเกลเมื่อมีกระแสไฟฟ้ าผ่าน 1 มิลลิแอมแปร์ ถ้าต้องการใช้งานเป็ น โวลต์มิเตอร์ซ่ ึงวัดค่าเต็มสเกลได้ 10 โวลต์ จะต้องใช้ความต้านทานขนาดกี่โอห์มมาต่อลักษณะใดกับแกลวานอมิเตอร์น้ ี ก. 4  10-4 , ต่อขนาน ข. 0.44 , ต่อขนาน ค. 6 , ต่ออนุกรม ง. 9996 , ต่ออนุกรม 57. กระแสไฟฟ้ าสูงสุดของแกลวานอมิเตอร์ มีค่า 50 ไมโครแอมแปร์ เมื่อนาความต้านทาน 119,000 โอห์ม มาต่ออนุกรมกับ แกลวานอมิเตอร์ สามารถวัดความต่างศักย์ได้สูงสุด 6 โวลต์ ถ้าต้องการดัดแปลงแกลวานอมิเตอร์น้ ีเป็ นแอมมิเตอร์ เพื่อให้วดั กระแส ได้สูงสุด 50 มิลลิแอมแปร์ จะต้องใช้ความต้านทานกี่โอห์มมาต่อกับแกลวานอมิเตอร์ และต่อในลักษณะใด ก. 0.1 โอห์ม ต่อขนาน ข. 0.1 โอห์ม ต่ออนุกรม ค. 1 โอห์ม ต่อขนาน ง. 1 โอห์ม ต่ออนุกรม

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 21 ใบงานที่ 11 แม่ เหล็ก แมกนีไทต์ (magnetite) คือแร่ ที่ดูดเหล็กได้ แม่ เหล็ก (magnets) คือวัตถุที่ดูดเหล็กได้ สารแม่ เหล็ก (magnetic substance) คือ วัตถุที่แม่เหล็กออกแรงกระทา ขั้วแม่ เหล็ก (magnetic pole) คือ ปลายแท่งแม่เหล็กที่ดูดผงเหล็กได้หนาแน่นกว่าบริ เวณอื่น เมื่อให้แท่งแม่เหล็กหมุนได้อย่างอิสระในแนวราบ แท่งแม่เหล็กจะวางตัวในแนวเหนือ-ใต้เสมอ ขั้วที่ช้ ีไปทางทิศเหนือ เรี ยก ขั้ว เหนือ (north pole) แทนด้วย N ขั้วที่ช้ ีไปทางทิศใต้ เรี ยก ขั้วใต้ (south pole) แทนด้วย S แม่เหล็กสองแท่งเข้าใกล้กนั ขั้ว เดียวกันจะผลัก ขั้วต่างกันจะดูดกัน เมื่อตัดแท่งแม่เหล็กหนึ่งแท่งเป็ นสองแท่ง จะเกิดขั้วแม่เหล็กต่างชนิดที่ปลายที่หกั ออก ทาให้แต่ละแท่งเป็ นแท่งแม่เหล็กใหม่ สนามแม่ เหล็ก (magnetic field) เป็ นบริ เวณที่มีแรงกระทาต่อสารแม่เหล็กและเข็มทิศ ซึ่งแสดงให้เห็นโดยใช้ผงเหล็กโรยบน กระดาษที่วางบนแท่งแม่เหล็ก จะเห็นผงเหล็กเรี ยงตัวเป็ นแนวเรี ยก เส้ นสนามแม่ เหล็ก (magnetic field lines) ในธรรมชาติเส้นสนามแม่เหล็กจะเป็ นสามมิติ เส้น สนามแม่เหล็กมีทิศจากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้ จุดสะเทิน เป็ นตาแหน่งที่สนามแม่เหล็กมีค่าเป็ นศูนย์ เกิดขึ้นเมื่อนาแท่งแม่เหล็กสอง แท่งวางใกล้กนั ได้บางบริ เวณมีเส้นสนามแม่เหล็กหนาแน่น และบางบริ เวณไม่มีเส้น สนามแม่เหล็ก ซึ่งคือจุดสะเทิน สนามแม่ เหล็กโลก คือสนามแม่เหล็กของ โลก สังเกตได้จากเข็มทิศ (compass) ซึ่งเป็ นแม่เหล็กขนาดเล็กจะวางตัวในแนวเหนือใต้เสมอ เส้นสนามแม่เหล็กโลกมีทิศพุง่ ออกจากขั้วโลกใต้ไปยังขั้วโลกเหนือ นัน่ คือขั้ว โลกเหนือคือขั้วใต้ของแม่เหล็กโลก และขั้วโลกใต้คือขั้วเหนือของแม่เหล็กโลก ใช้ประโยชน์จากสนามแม่เหล็กโลก ที่พบว่า เมื่อวางแม่เหล็กแท่งเล็กๆ บนแกน ให้หมุนในแนวราบได้อย่าง อิสระ แม่เหล็กจะวางใน แนวในแนวเหนือ-ใต้เสมอ จึงนาสมบัติน้ ีมาสร้างเข็มทิศ สนามแม่เหล็กโลกทาหน้าที่ป้องกันชีวติ ให้ปลอดภัยจาก ลมสุ ริยะ (solar wind) ซึ่งเป็ นกระแสอนุภาคที่มีประจุ (ส่วนใหญ่เป็ นโปรตอน อิเล็กตรอนและนิวเคลียสของฮีเลียม) ที่พงุ่ ออกจากดวงอาทิตย์ ลมสุริยะที่มา ปะทะสนามแม่เหล็กโลกจะถูกเบี่ยงเบนอ้อมโลก อันตรกิริยาระหว่าง สนามแม่เหล็กโลกกับลมสุริยะทาให้สนามแม่เหล็กโลกด้านตรงข้ามดวง อาทิตย์ลู่ไปคล้ายหางของดาวหาง ซึ่งเรี ยกว่า แมกนีโตสเฟี ยร์ (magnetosphere) ฟลักซ์ แม่ เหล็ก (magnetic flux) คือเส้นสนามแม่เหล็กที่ผา่ นพื้นที่ในบริ เวณที่มีสนามแม่เหล็ก บริ เวณใกล้ข้ วั แม่เหล็กจะมีฟลักซ์แม่เหล็กหนาแน่น และจะหนาแน่นน้อยลงเมื่อบริ เวณห่างอยูห่ ่างขั้วแม่เหล็กมากขึ้น ขนาดของสนามแม่ เหล็ก หรื อ ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก (magnetic flux density) คืออัตราส่วนระหว่าง ฟลักซ์ แม่เหล็กต่อพื้นที่ต้ งั ฉากกับสนามหนึ่งตารางหน่วย ถ้าให้  เป็ นขนาดของฟลักซ์แม่เหล็กที่ผา่ นพื้นที่ มีหน่วยเป็ นเวเบอร์ (weber หรื อ Wb) A เป็ นพื้นที่ต้ งั ฉากกับฟลักซ์แม่เหล็ก มีหน่วยเป็ นตารางเมตร B เป็ นความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก หรื อขนาดของสนามแม่เหล็ก ได้วา่

B=

Φ A

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 22 แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล.......................................................................................ชั้น ม. 6/............เลขที่................... 58. แท่งแม่เหล็กแท่งหนึ่งวางในสนามแม่เหล็กโลกซึง่ สม่าเสมอ ดังรูป ณ จุดใดบ้างทีส่ นามแม่เหล็กมีโอกาสจะเป็ นศูนย์

N

A B H N G F

ก. ข. ค. ง.

C S D

E

A, E B, F C, G D, H

59. ขดลวดมอเตอร์ไฟฟ้ามีพน ้ื ทีห่ น้าตัด 0.4 m2 วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก 2 เทสลา โดยมีแนวระนาบของขดลวดทามุม 30 กับ

สนามแม่เหล็กดังรูป จงคานวณว่าฟลักซ์แม่เหล็กทีผ่ ่านขดลวดเท่ากับเท่าใด ก. ข. ค. ง.

B 30

1.0 Wb 0.8 Wb 0.6 Wb 0.4 Wb

60. ขดลวดตัวนาวงกลม รัศมี 10 เซนติเมตร วางอยู่ในบริเวณทีม่ สี นามแม่เหล็กสม่าเสมอ 4 เทสลา จงหาฟลักซ์แม่เหล็กทีผ่ ่าน 𝜋

ขดลวดในหน่วยเวเบอร์ เมื่อระนาบของขดลวดทามุม 6 เรเดียน กับสนามแม่เหล็ก ก. 0.02 ข. 0.04 0.02𝜋 ค. 3 0.04𝜋 ง. 3 61. จงหาฟลักซ์แม่เหล็กทีผ่ ่านขดลวดสีเ่ หลีย่ มผืนผ้า abcd ถ้ามีสนามแม่เหล็ก B ขนาดสม่าเสมอ 2 เทสลา ในทิศทีข่ นานกับแกน x ดังรูป Y a

ก. 1.8  10 –3 wb ข. 2.4  10 –3 wb ค. 3.0  10 –3 wb ง. 5.0  10 –3 wb

3 cm B b d 3 cm Z

4 cm

c

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com

X


ใบงานที่ 12

แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 23

แรงแม่ เหล็ก เป็ นแรงเนื่องจากสนามแม่เหล็กกระทาต่ออนุภาคที่มีประจุ ได้วา่ 𝑭 = 𝐪(𝒗 × 𝑩) และ F = qvBsin เมื่อ q เป็ นประจุของอนุภาค 𝑣 เป็ นความเร็ วของอนุภา 𝐵 เป็ นสนามแม่เหล็ก  เป็ นมุมระหว่างความเร็ ว 𝑣และ 𝐵

แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล.......................................................................................ชั้น ม. 6/............เลขที่................... 62. โปรตอนจากดวงอาทิตย์เคลื่อนทีล่ งหาผิวโลกในแนวดิง่ บริเวณเส้นศูนย์สตู รของโลก ซึง่ มีสนามแม่เหล็กโลกขนานกับผิวโลก โปรตอนจะเบนไปทางทิศใด ก. เหนือ ข. ตะวันตก ค. ใต้ ง. ตะวันออก 63. เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนทีผ่ ่านบริเวณหนึ่งซึง่ มีสนาม กรณีใดทีค่ วามเร็วของอิเล็กตรอนไม่เปลีย่ นแปลง ก. ขนานกับสนามแม่เหล็ก ข. ขนานกับสนามไฟฟ้า ค. ตัง้ ฉากกับสนามแม่เหล็ก ง. ตัง้ ฉากกับสนามไฟฟ้า    64. อิเล็กตรอนเคลื่อนทีด่ ว้ ยความเร็วคงตัว v ในแนวตัง้ ฉากกับสนามแม่เหล็ก B จงหาทิศทางของแรง F

v  F  B

 F v  B

 F B

v

 F

v B

ก. ข. ค. ง. 65. ถ้ามีอเิ ล็กตรอนวิง่ ตามแนวราบไปทางขวาผ่านสนามแม่เหล็กขนาดสม่าเสมอ ซึง่ มีทศิ พุ่งออกมาตัง้ ฉากกับระนาบของแผ่นกระดาษ แนวการเคลื่อนทีข่ องอิเล็กตรอนคือ ก. วิง่ ในแนวราบตามเดิม ข. เบีย่ งเบนจากแนวเดิมลงข้างล่าง ค. เบีย่ งเบนพุ่งออกมาจากแผ่นกระดาษตามทิศขอสนามแม่เหล็ก ง. เบีย่ งเบนจากแนวเดิมขึน้ ข้างบน ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 24 66. สมมุตสิ ถานการณ์ให้อเิ ล็กตรอนตกภายใต้ความโน้มถ่วงของโลก ซึง่ มีสนามแม่เหล็กชีจ้ ากทิศใต้ไปเหนือ แนวการตกของ อิเล็กตรอนจะเฉจากแนวดิง่ ไปทางทิศใด ก. เหนือ ข. ใต้ ค. ตะวันออก ง. ตะวันตก 67. อนุภาคมวล m มีประจุ +q เคลื่อนทีด่ ว้ ยความเร็วคงที่ v เข้าไปในสนามแม่เหล็กทีม่ ขี นาดสม่าเสมอ B ในทิศตัง้ ฉากกับทิศของ สนามแม่เหล็ก เส้นทางการเคลื่อนทีข่ องอนุภาคนี้จะเป็ นอย่างไร ก. เคลื่อนทีเ่ ป็ นวงกลมด้วยรัศมีเท่ากับ mv/qB ข. เคลื่อนทีเ่ ป็ นวงกลมด้วยรัศมีเท่ากับ qB/mv ค. เคลื่อนทีเ่ ป็ นวงกลมด้วยรัศมีเท่ากับ qB/mv2 ง. หยุดนิ่ง 68. เมื่อประจุลบวิง่ ด้วยความเร็ว v ในสนามแม่เหล็กสม่าเสมอ ประจุนน ั ้ วิง่ เป็ นวงกลม การเคลื่อนทีด่ งั รูปใดเป็ นรูปทีถ่ ูกค้อง ( แสดง ทิศทางของ B เข้าตัง้ ฉากกับกระดาษ) ก. ข. ค. ง.    

   

   

    v

  B 

   

   

   

v    

 B  

 B

v

 B

v

69.อนุภาคสี่ ตวั เคลื่อนที่ผา่ นเข้าไปในบริ เวณที่มีสนามแม่เหล็ก ตามทางเดินดังรู ป ชนิดของประจุของแต่ละอนุภาคเรี ยงตามลาดับดังนี้        (1) 

       

        (2)

       

        (3)

       

    𝐵                   (4)

ก. ข. ค. ง.

บวก บวก กลาง ลบ บวก ลบ กลาง ลบ ลบ บวก กลาง บวก ลบ ลบ กลาง บวก

70.อนุภาคเบตา (มีประจุลบ) เคลื่อนที่เข้าไปในระหว่างแผ่นตัวนาขนาน a และ b ซึ่งวางห่างกัน 2.0 มิลลิเมตรและมีความต่าง ศักย์ 160 โวลต์ ภายในที่วา่ งระหว่างแผ่นตัวนา มีสนามแม่เหล็กสม่าเสมอขนาด 4.0 เทสลา และมีทิศดังรู ป ถ้าต้องการให้ อนุภาคเบตาทะลุช่องเปิ ด S พอดี ความเร็ วของอนุภาคจะต้องเป็ นเท่าใด และแผ่นตัวนา a จะต้องเป็ นขั้วบวกหรื อขั้วลบ a   𝑣   𝐵  b

ก. ข. ค. ง.

  

  

  

S

2.0  104 m/s, ขั้วบวก 8.0  103 m/s, ขั้วบวก 4.0  103 m/s, ขั้วลบ 1.6  102 m/s, ขั้วลบ

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 25 กระแสไฟฟ้าทาให้ เกิดสนามแม่ เหล็ก

ใบงานที่ 13

(1) เมื่อให้กระแสไฟฟ้ าผ่านลวดตัวนาตรงจะเกิด สนามแม่เหล็กรอบตัวนา ทิศของสนามแม่เหล็กหาได้จาก กฎมือขวา โดยกามือขวารอบลวดตัวนาตรงให้หวั แม่ช้ ีไปทางทิศของ กระแสไฟฟ้ า ทิศการวนของนิ้วทั้งสี่ คือทิศของสนามแม่เหล็ก (2) ถ้าผ่านกระแสไฟฟ้ าไปในลวดตัวนาทีด่ ัดเป็ น รู ป (1)

รู ป (2)

วงกลม จะเกิดสนามแม่เหล็กรอบๆลวดตัวนานั้น การหาทิศของ สนามแม่เหล็กใช้กฎมือขวา โดยกาลวดตัวนาแต่ละส่วนจะได้ทิศของ สนามแม่เหล็กของ ลวดตัวนา หรื ออาจ ใช้วธิ ีกามือขวาวาง บนระนาบของลวด ตัวนา โดยนิ้วทั้งสี่ วนตามทิศของ กระแสไฟฟ้ า นิ้วหัวแม่มือจะชี้ไป (3) ตามทิศของ สนามแม่เหล็ก (3) เมื่อนาลวดตัวนาที่มีฉนวนหุม้ มาขดเป็ น วงกลมหลายๆวง เรี ยงซ้อนกันเป็ นรู ปทรงกระบอก ขดลวด

ที่ได้เรี ยกว่า โซเลนอยด์ (solenoid) เมื่อให้ กระแสไฟฟ้ าผ่านโซเลนอยด์ จะมีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้น การหาทิศของสนามแม่เหล็กใช้วธิ ีกามือขวาแบบเดียวกับ การหาทิศของสนามแม่เหล็กของลวดตัวนาวงกลม ปลาย ขดลวดด้านที่สนามแม่เหล็กพุง่ ออกจะเป็ นขั้วเหนือ และอีก รู ป (4) ปลายหนึ่งซึ่งสนามแม่เหล็กพุง่ เข้าจะเป็ นขั้วใต้ สนามแม่เหล็กที่เกิดจากโซเลนอยด์มีค่าสูงสุดที่บริ เวณแกนกลางของโซเลนอยด์ และขนาดของสนามแม่เหล็กจะมีค่าเพิม่ ขึ้นเมื่อ กระแสไฟฟ้ าเพิ่มขึ้น หรื อจานวนรอบของขดลวดเพิ่มขึ้น ถ้าใส่เหล็กอ่อนไว้ที่แกนกลางของโซเลนอยด์ เมื่อกระแสไฟฟ้ าผ่านโซเลนอยด์ แท่งเหล็กอ่อนจะมีสมบัติเป็ น แม่เหล็กเรี ยกว่า แม่ เหล็กไฟฟ้ า (electromagnet) (4) เมื่อนาลวดตัวนาที่มีฉนวนหุม้ มาขดเป็ นวงกลมหลายๆรอบเรี ยงกัน เป็ นรู ปทรงกระบอกแล้วขดรู ปทรงกระบอกนี้เป็ นวงกลม ขดลวดที่ได้เรี ยก

ทอรอยด์ (toroid) เมื่อให้กระแสไฟฟ้ าไหลผ่านทอรอยด์ จะเกิดสนามแม่เหล็ก ภายในทอรอยด์ หาทิศของสนามแม่เหล็กโดยกามือขวารอบแกนทอรอยด์ให้นิ้วทั้งสี่ วนตามทิศของกระแสไฟฟ้ า นิ้วหัวแม่มือจะชี้ทิศของสนามแม่เหล็ก (5) ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 26 แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล.......................................................................................ชั้น ม. 6/............เลขที่................... 71. ถ้ามีกระแสไฟฟ้าไหลในลวดตัวนาเส้นตรงดังรูป จะมีอะไรเกิดขึน้ กับอนุ ภาคอิเล็กตรอน ก และ ข ซึง่ กาลังเคลื่อนทีข่ นานกับ เส้นลวดนี้ดว้ ยอัตราเร็ว v ดังรูป ก. อิเล็กตรอน ก และ ข เคลื่อนทีเ่ ข้าหาลวดตัวนา ข. อิเล็กตรอน ก และ ข เคลื่อนทีอ่ อกห่างจากลวดตัวนา I ค. อิเล็กตรอน ก เคลื่อนทีเ่ ข้าหาลวดตัวนา อิเล็กตรอน ข เคลื่อนทีอ่ อกห่างจากลวดตัวนา ง. อิเล็กตรอน ข เคลื่อนทีเ่ ข้าหาลวดตัวนา อิเล็กตรอน ก เคลื่อนทีอ่ อกห่างจากลวดตัวนา

v

v

72. ลวดวงกลมทีม่ กี ระแสไฟฟ้า I ผ่านดังรูป สนามแม่เหล็กลัพธ์ทจ่ี ุดศูนย์กลาง O ของวงกลมจะมีทศิ อย่างไร (ไม่ตอ้ งคิด

สนามแม่เหล็กโลก) ก. ทิศพุ่งออกขึน้ ตัง้ ฉากกับกระดาษ ข. ทิศพุ่งเข้าลงตัง้ ฉากกับกระดาษ I ค. ทิศอยู่ในระนาบของกระดาษ ง. ไม่มที ศิ เพราะสนามแม่เหล็กเป็ นศูนย์ 73. A, B และ C เป็ นเข็มทิศเบาวางอยู่บนกระดาษราบ เส้นลวดตัวนา PQ ตัง้ ฉากกับกระดาษ และต่อกับสวิทซ์ S อนุกรมกับ เซลล์ไฟฟ้า ดังรูป เมื่อสับสวิทซ์ S ลง คากล่าวข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง P ก. ปลายเหนือของ A จะเบนไปทางทิศตะวันตก W S N E ข. ปลายเหนือของ B จะเบนไปทางตะวันออก B A C ค. ปลายเหนือของ C ยังคงชีไ้ ปทางทิศเหนือดังเดิม ง. ก. – ค. ถูกทุกข้อ O

Q S

74. เมื่อสับสวิตซ์ K เข็มทิศจะวางตัวในลักษณะใด

ก. ข. ค. K

ง. 75. เมื่อให้กระแสผ่านสายไฟซึง่ พันรอบแท่งเหล็ก ดังรูป X, Y และ Z จะเป็ นขัว้ ใดของแท่งแม่เหล็กตามลาดับ

X

Y

Z

ก. ข. ค. ง.

เหนือ ใต้ เหนือ เหนือ เหนือ ใต้ ใต้ เหนือ ใต้ ใต้ ใต้ เหนือ

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 27 ใบงานที่ 14 แรงกระทาต่อลวดตัวนาที่มีกระแสไฟฟ้ าผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก เมื่อลวดตัวนายาว ℓ วางในแนวทามุม  กับสนามแม่เหล็ก B และมีกระแสไฟฟ้า I ผ่านลวด จะเกิดแรง F เนื่องจาก มีกระแส I = q/t นันคื ่ อ ประจุ q เคลื่อนทีใ่ นแนวทามุม  กับสนามแม่เหล็ก ด้วยความเร็วลอยเลื่อน v ได้ว่า F = qv × B ได้ว่า F = qvB sin = (It)(ℓ/t)B sin = ℓIB sin ได้ว่า F = ℓI × B หรือ F = ℓIB sin

แรงระหว่างลวดตัวนาสองเส้นที่ขนานกันและมีกระแสไฟฟ้ าผ่าน จากรูป (2) ลวดตัวนา ab และ cd วางขนานกัน เมื่อ ลวด ab มีกระแสไฟฟ้า I1 ไหลผ่านจะมี สนามแม่เหล็ก B1 เกิดขึน้ รอบลวด ab ดังนัน้ ลวด cd จะอยู่ในสนามแม่เหล็ก B1 เมื่อกระแสไฟฟ้า I2 ไหลผ่าน cd ในทิศ เดียวกับ I1 จะเกิดแรง F1 กระทาต่อลวด cd ดังรูป (2) ในขณะเดียวกัน ลวด ab ก็อยู่ในสนามแม่เหล็ก B2 ทีเ่ กิดจากลวด cd จะ มีแรง F2 กระทาต่อลวด ab ด้วย เพราะ F1 และ F2 มีทศิ ตรงข้ามกัน ดังนัน้ แรงระหว่างลวดทัง้ สองจึงเป็ นแรงดึงดูด เมื่อ กระแสไฟฟ้ าผ่านในทิ ศเดียวกัน ในทานองเดียวกันตามรูป (3) แรงระหว่างลวดทัง้ สองจึงเป็ นแรงผลัก เมื่อกระแสไฟฟ้ าผ่านในทิ ศตรงข้ามกัน

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 28 แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล.......................................................................................ชั้น ม. 6/............เลขที่................... 76. นักเรียนคนหนึ่งทาการทดลองเรื่องแรงระหว่างลวดตัวนาสองเส้นทีม่ กี ระแสไฟฟ้าไหลผ่านและขนานกัน ครัง้ ที่ 1 เขาจ่าย กระแสไหลผ่านลวดทัง้ สองในทิศทางตรงกันข้าม ครัง้ ที่ 2 เขาจ่ายให้กระแสไฟฟ้าทีผ่ ่านลวดทัง้ สองมีทศิ ไปทางเดียวกัน ข้อ ใดต่อไปนี้ถูกต้องเกีย่ วกับแรงระหว่างลวดทัง้ สองสาหรับการทดลองครัง้ ที่ 1 และครัง้ ที่ 2 ตามลาดับ ก. แรงดูด และแรงผลัก ข. แรงดูดทัง้ สองกรณี ค. แรงผลักทัง้ สองกรณี ง. แรงผลัก และแรงดูด 77. เส้นลวดหนึ่งยาว 5.0 เซนติเมตร มีกระแสไหลผ่าน 4 แอมแปร์ วางอยู่ในสนามแม่เหล็กสม่าเสมอ 10-3 เทสลา โดยลวด เอียงทามุม 30 กับสนามแม่เหล็ก ดังรูป จงหาขนาดของแรงแม่เหล็กทีก่ ระทาต่อลวดนี้ I

ก. ข. ค. ง.

 B

30

0.8  10-4 N 1.0  10-4 N 1.7  10-4 N 2.0  10-4 N

78. จากรูป ถ้าผ่านกระแส 0.5 A เข้าไปยังตัวนาทีม่ คี วามยาว 1 m ทีว่ างอยู่ในสนามแม่เหล็กความหนาแน่น 0.25 เทสลา จง

คานวณหาแรงและทิศทางทีก่ ระทาบนตัวนา

   

    

I

   

 B   

ก. ข. ค. ง.

0N 0.125 N ไปทางขวา 0.125 N ไปทางซ้าย 0.410 N ไปทางขวา

79. เส้นลวด PQ วางตัวอยู่ในสนามแม่เหล็ก B เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเส้นลวด เส้นลวดลอยนิ่งอยู่ในอากาศได้ ถ้าสนามโน้ม ถ่วงอยู่ในทิศ –z ขณะนัน้ ทิศการไหลของกระแสไฟฟ้า I และทิศ z ของสนามแม่เหล็ก B เป็ นตามข้อใด P

Q

ก. I ไหลจก Q ไป P , B ทิศ +x x ข. I ไหลจก P ไป Q , B ทิศ +x ค. I ไหลจก Q ไป P , B ทิศ +z 𝑔 ง. I ไหลจก P ไป Q , B ทิศ +z 80. ลวดทองแดง กข มวล 50 กรัม วางอยู่ในแนวระดับบนลวดทองแดง 2 เส้น ทีย่ ดึ ติดกับแท่งไม้และห่างกันเป็ นระยะทาง 0.1 เมตร ถ้ามีกระแสขนาด 0.2 แอมแปร์ในวงจรไฟฟ้าและต้องการให้ ลวด กข เคลื่อนทีด่ ว้ ยขนาดความเร่ง 0.04 เมตร/วินาที2 จะต้อง 𝐵 ใช้สนามแม่เหล็ก B ทีผ่ ่านลวด กข ในแนวตัง้ ขึน้ ขนาดเท่าใดใน I หน่วยเทสลา _ + ข ก. 0.1 ข. 0.2 ก ค. 0.3 ง. 0.4 y

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 29 แรงกระทาต่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้ าผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก

ใบงานที่ 15

พิจารณาขดลวดตัวนารูปสีเ่ หลีย่ ม มุมฉาก PQRS วางในสนามแม่เหล็ก 𝐵 โดยระนาบของขดลวดขนานกับทิศของ สนามแม่เหล็ก ดังรูป (1) เมื่อให้ กระแสไฟฟ้า I ผ่านขดลวดในทิศ P QRS จะพบว่าลวดส่วน QR และ SP มีทศิ ของกระแสไฟฟ้าขนานกับ สนามแม่เหล็ก จึงไม่เกิดแรงกระทาต่อลวด สองส่วนนี้ แต่ในลวดส่วน PQ และ RS ทิศของกระแสไฟฟ้าตัง้ ฉากกับทิศสนามแม่เหล็ก จึงเกิดแรงกระทาต่อลวดสองส่วนนี้ แรงทัง้ สองนี้มขี นาดเท่ากันและทิศทางตรง ข้ามกัน จึงเป็ นแรงคู่ควบ

พิจารณารูป (2) ให้ความยาว PS = QR = a และความยาว PQ = RS = b ดังนัน้ แรงกระทาทีเ่ กิดขึน้ กับลวด PQ และ RS จึงมีค่า bIB ดังนัน้ โมเมนต์แรงคู่ควบ (M) = Fa = bIBa ได้ M = IAB เมื่อ A = ab = พืน ้ ทีห่ น้าตัดของขดลวด เมื่อเกิดโมเมนต์แรงคู่ควบ ขดลวด PQRS จะหมุนทวนเข็มนาฬิกา

พิจารณาระนาบของขดลวด PQRS ทามุม  กับสนามแม่เหล็ก 𝐵 ดังรูป (3) M = F(a cos)=bIBa cos M = IAB cos 

ถ้าขดลวดมีลวดพัน N รอบ ได้ M = NIAB cos 

สมการข้างต้นยังใช้ได้กบั ขดลวดทีไ่ ม่เป็ นรูปสีเ่ หลีย่ ม

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 30 แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล.......................................................................................ชั้น ม. 6/............เลขที่................... 81. ขดลวดวงกลมมีพน ้ื ทีห่ น้าตัด 60 ตารางเซนติเมตร มีขดลวดพันอยู่ 600 รอบ และมีกระแสไหลผ่าน 1 แอมแปร์ วางใน สนามแม่เหล็กทีม่ คี วามเข้ม 1 เทสลา โมเมนต์สงู สุดของขดลวดจะมีค่ากี่ นิวตัน เมตร ก. 1.2 ข. 2.4 ค. 3.6 ง. 4.8 82. ขดลวดตัวนารูปสีเ่ หลีย่ มผืนผ้ามีพน ้ื ที่ 10 ตารางเซนติเมตร วางอยู่ในบริเวณทีม่ สี นามแม่เหล็ก 5 เทสลา ถ้าจานวนของ ขดลวดเท่ากับ 400 รอบ จงหาโมเมนต์ของแรงคู่ควบทีเ่ กิดขึน้ เมื่อระนาบขดลวดทามุม 60 กับแนวของสนามแม่เหล็ก และค่าของกระแสทีผ่ ่านขดลวดเท่ากับ 6 แอมแปร์

ก. ข. ค. ง.

6.00  104 Nm 6.00 Nm 1.16  105 Nm 1.16 Nm

83. ขดลวดวงกลมมีจานวน 100 รอบ รัศมีเฉลีย่ เท่ากับ 0.1 เมตร วางอยู่ในบริเวณทีม่ สี นามแม่เหล็ก 2 เทสลา โดยระนาบของ ขดลวดทามุม 60 กับสนามแม่เหล็ก เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวด ทาให้เกิดโมเมนต์ของแรงคู่ควบ 22.44 นิวตัน

เมตร กระแสไฟฟ้ามีค่ากีแ่ อมแปร์ ก. 6.26 ข. 7.14 ค. 8.32 ง. 9.08

84. ขดลวดตัวนารูปสีเ่ หลีย่ มมีพน ้ื ที่ 12 ตารางเซนติเมตร มีระนาบอยู่ในแนวระดับ วางอยู่ในบริเวณทีม่ สี นามแม่เหล็ก 4 เทสลา ในแนวดิง่ ถ้าจานวนขดของลวดตัวนาเท่ากับ 500 รอบ จงหาโมเมนต์ของแรงคู่ควบทีเ่ กิดขึน้ ณ ตาแหน่งนัน้ ในหน่วย Nm ถ้าค่าของกระแสทีผ่ ่านขดลวดเท่ากับ 5 แอมแปร์

ก. ข. ค. ง.

1.2  106 6  105 12 0

85. ขดลวดตัวนารูปวงกลมรัศมี 0.2 เมตร แขวนขดลวดด้วยเชือกในแนวดิง่ โดยให้ระนาบของขดลวดทามุม 30 องศากับทิศ ตะวันออก-ตะวันตก ถ้าขดลวดมีจานวนรอบ 400 รอบ มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด 7 แอมแปร์ สนามแม่เหล็กโลกตาม แนวราบ ณ ตาแหน่งทีแ่ ขวนขดลวดมีความเข้มเท่ากับ 0.5 เทสลา โมเมนต์ของแรงคู่ควบทีเ่ กิดขึน้ มีค่ากีน่ ิวตันเมตร

ก. ข. ค. ง.

76.5 88.0 125.7 140.0

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 31

ใบงานที่ 16

การเหนี่ ยวนาแม่เหล็กไฟฟ้ า (electromagnetic induction) เป็ นการทาให้เกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวดตัวนา โดยการทาให้ เกิดการเปลีย่ นแปลง ฟลักซ์แม่เหล็ก���ีผ่ ่านขดลวดตัวนา กระแสไฟฟ้าทีเ่ กิดจากการเหนี่ยวนาแม่เหล็กเรียกว่า กระแสไฟฟ้ าเหนี่ ยวนา (induced current) แรงเคลื่อนไฟฟ้ าเหนี่ ยวนา (induced electromotive force) เกิดขึน้ จากการทีล่ วดตัวนาเคลื่อนที่ ด้วย ความเร็ว 𝑣 ในทิศตัง้ ฉากกับสนามแม่เหล็ก 𝐵 ทาให้เกิดแรงแม่เหล็กกระทาต่ออิเล็กตรอนอิสระในเส้นลวด ในทิศตัง้ ฉากกับ ระนาบ v กับ B จนมีกระแสไฟฟ้าเกิดขึน้ ในเส้นลวดทิศตัง้ ฉากกับระนาบ v กับ B ตามกฎมือขวา หรือเกิดความต่างศักย์ขน้ึ ระหว่างปลายเส้นลวด ลวดแสมือนเป็ นแหล่งกาเนิดไฟฟ้า เมื่อต่อครบวงจร กฎเหนี่ ยวนาของฟาราเดย์ (Faraday’s law of induction) กล่าวว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนาทีเ่ กิดขึน้ ในขดลวด เป็ นสัดส่วนกับอัตราการเปลีย่ นแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กทีผ่ ่านขดลวดนัน้ เมื่อเทียบกับเวลา กฏของเลนซ์ (Lenz’s law) มีใจความว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนาในขดลวดจะทาให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนาในทิศที่ จะทาให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กใหม่ขน้ึ มาต้านการเปลีย่ นแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กเดิมทีต่ ดั ผ่านขดลวดนัน้ 𝐵

∆𝐵

𝐵=สนามแม่เหล็กเดิม

∆𝐵

𝐵

𝐵𝐼

∆𝐵 =การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก

𝐵𝐼

I = กระแสไฟฟ้ าเหนี่ยวนา 𝐵𝐼 =สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นใหม่เนื่ องจากIที่ตา้ น ∆𝐵

I

I

เมื่อสนามแม่เหล็กมีค่าเพิ่มขึ้น

เมื่อสนามแม่เหล็กมีค่าลดลง

หรือ เมื่อฟลักซ์แม่เหล็กทีผ่ ่านขดลวดตัวนามีการเปลีย่ นแปลงจะทาให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนาขึน้ ในขดลวด กระแส เหนี่ยวนาทีเ่ กิดขึน้ จะทาให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กใหม่ ทีจ่ ะมีทศิ ต่อต้านการเปลีย่ นแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กแรกเสมอ เช่น การเคลื่อนขดลวดเข้าหาแท่งแม่เหล็ก (หรือเคลื่อนแท่งแม่เหล็กเข้าหาขดลวด) กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนาในขดลวดจะไหลใน ทิศทีจ่ ะสร้างขัว้ แม่เหล็กชนิดเดียวกันทางด้านทีเ่ ข้าหากัน เพื่อให้เกิดแรงผลักต้านการเข้าใกล้ การเคลื่อนขดลวดออกห่างแท่งแม่เหล็ก (หรือเคลื่อนแท่งแม่เหล็กออกห่างขดลวด) กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนาในขดลวดจะไหล ในทิศทีจ่ ะสร้างขัว้ แม่เหล็กชนิดตรงข้ามทางด้านทีอ่ อกห่าง เพื่อให้เกิดแรงดูดต้านการออกห่าง ดังรูป I N S

I

v

S N

I

v

N

I

v

S

S

v

N

แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล.......................................................................................ชั้น ม. 6/............เลขที่................... 86. การเหนี่ยวนาแม่เหล็กไฟฟ้า หมายความว่า 1) การทีก่ ระแสไฟฟ้าในเส้นลวดตัวนาตัดเส้นแรงแม่เหล็ก 2) การทีเ่ ส้นลวดตัวนาเคลื่อนทีต่ ดั ฟลักซ์แม่เหล็ก เกิดกระแสไฟฟ้าในตัวนา 3) การทีฟ ่ ลักซ์แม่เหล็กมีค่าเปลีย่ นแปลงผ่านเส้นลวดตัวนา เกิดกระแสไฟฟ้าในตัวนา 4) การทีส่ นามแม่เหล็กทีเ่ กิดขึน้ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าในเส้นลวดตัวนากระทากับสนามแม่เหล็กภายนอกที่ เส้นลวดตัวนาวางอยู่ ข้อใดถูกต้อง ก. 1) และ 2) ข. 2) เท่านัน้ ค. 2) และ 3) ง. ถูกทุกข้อ ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 32 87. เครื่องบินซึง่ กาลังบินในแนวระดับ มุ่งหน้าทางทิศเหนือในสนามแม่เหล็กโลกจะถูกเหนี่ยวนาให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าระหว่าง ปลายปี กซ้ายกับขวามีค่าเท่าใด กาหนดให้สนามแม่เหล็กโลกในแนวดิง่ ตรงตาแหน่งเครื่องบินมีค่า B เครื่องบินบินด้วย อัตราเร็ว v และระยะจากปลายปี กซ้ายไปถึงปลายปี กขวาเท่ากับ D ก. vBD ข. vB D 2

ค. v DB ง. v2BD 88. ลวดตัวนาเส้นหนึ่งเคลื่อนทีผ่ ่านสนามแม่เหล็กสม่าเสมอในทิศดังรูป ด้วยความเร็ว v ข้อความต่อไปนี้ขอ้ ใดถูกต้องทีส่ ดุ 

b 

v

 

 a

ก. ข. ค. ง.

ศักย์ไฟฟ้าทีป่ ลาย a และปลาย b เท่ากัน ศักย์ไฟฟ้าทีป่ ลาย a สูงกว่าศักย์ไฟฟ้าทีป่ ลาย b ศักย์ไฟฟ้าทีป่ ลาย b สูงกว่าศักย์ไฟฟ้าทีป่ ลาย a จะมีกระแสไฟฟ้าไหลจาก a ไป b

้ า I คงทีไ่ หลผ่าน ถ้าเลื่อนวงลวดตัวนา ABCD เข้าหาลวดตัวนา ดังรูป ในลักษณะทีด่ า้ น   กระแสไฟฟ  89. ลวดตัวนายาวมากมี  AB และ CD ขนาน และด้าน AC, BD ตัง้ ฉากกับลวดตัวนา ต้องการทราบว่าขนาดของฟลักซ์ แม่เหล็กทีผ่ ่านขดลวดมีค่าเปลีย่ นแปลงอย่างไร และการไหลของกระแสเหนี่ยวนาทีเ่ กิดในวงลวดไหล ในทิศทางใด A B ก. เพิม่ ขีน้ จาก A ไป B ข. เพิม่ ขึน้ จาก B ไป A C D ค. ลดลง จาก A ไป B ง. ลดลง จาก B ไป A 90. วงลวดตัวนาวางอยู่ใกล้กบั ลวดตัวนา C ซึง่ มีกระแส I ผ่าน ถ้าดึงวงลวดให้เคลื่อนทีอ่ อกจาก C ดังรูป ข้อความใดถูกต้อง ก. เกิดกระแสเหนี่ยวนาในวงลวดมีทศิ ทวนเข็มนาฬิกา I ข. เกิดกระแสเหนี่ยวนาในวงลวดมีทศิ ตามเข็มนาฬิกา C ค. ไม่เกิดกระแสเหนี่ยวนาในวงลวด ง. เกิดแรงผลักระหว่างวงลวด กับ C 91. ขดลวดสองขดพันกลับทางกันถูกวางไว้ดงั รูป ถ้าเคลื่อนแท่งแม่เหล็กไปทางขวา กระแสเหนี่ยวนาทีไ่ หลผ่านแอมมิเตอร์ใน ขดลวดที่ 1 และ 2 จะไหลไปทางใด ตามลาดับ ขดที่ 1 ขดที่ 2 ก. ขวาไปซ้าย, ซ้ายไปขวา N S ข. ซ้ายไปขวา, ขวาไปซ้าย ค. ขวาไปซ้าย, ขวาไปซ้าย A ง. ซ้ายไปขวา, ซ้ายไปขวา A I

92. ขดลวดระนาบสีเ่ หลีย่ มผืนผ้า PQRS วางตัวแนวราบขนานกับสนามแม่เหล็ก B เมื่อหมุนขดลวดทวนเข็มนาฬิการอบแกน XY ไป 90 องศา โดยมีแกน X ชีเ้ ข้าหาผูท ้ ดลอง จะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลในขดลวด และแรงกระทา Y R Q ต่อ PQ อย่างไร B P

S

ก. ข. ค. ง.

จาก Q ไป R แรงตามการหมุน จาก Q ไป R แรงต้านการหมุน จาก R ไป Q แรงตามการหมุน จาก R ไป Q แรงต้านการหมุน

X ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 33 ใบงานที่ 17 มอเตอร์ A M เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กบั มอเตอร์ไฟฟ้ า จะทาให้มอเตอร์หมุน และขณะหมุน ฟลักซ์ แม่เหล็กทีผ่ ่านขดลวดมีค่าเปลีย่ นแปลง เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนาทีม่ ที ศิ ตรงข้ามกับ R ้ ้ แรงเคลื่อนไฟฟาเดิม จะทาให้เกิดกระแสไฟฟาเหนี่ยวนาในทิศย้อนกลับกับกระแสทีใ่ ห้แก่มอเตอร์ จึง E, r เป็ นผลให้กระแสไฟฟ้าทีผ่ ่านมอเตอร์ขณะหมุนด้วยอัตราเร็วคงตัว มีค่าน้อยกว่าขณะเริม่ หมุน เรียก แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนาว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้ าต้านกลับ ได้ว่า มอเตอร์จะทาหน้าทีเ่ ป็ นเซลล์ไฟฟ้าทีม่ แี รงเคลื่อนไฟฟ้าต้านกลับ กับแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ไฟฟ้าในวงจรเสมอ ดังรูปและสมการ I 

E e เมื่อ e คือแรงเคลื่อนไฟฟ้าต้านกลับ Rr

แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล..............................................................................................................ชั้น ม. 6/............เลขที่................... 93. ในขณะทีม่ อเตอร์หมุนด้วยอัตราเร็วคงที่ ขดลวดทีอ่ ยู่ภายใต้มอเตอร์ จะมี ก. โมเมนต์แรงคู่ควบเป็ นศูนย์คงที่ ข. ฟลักซ์แม่เหล็กเป็ นศูนย์คงที่ ค. กระแสไฟฟ้ามากกว่ากระแสไฟฟ้าทีผ่ ่านมอเตอร์ในขณะทีเ่ ริม่ หมุน ง. แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนาเกิดขึน้ ในทิศตรงข้ามกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเดิม 94. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงขนาด 24 โวลต์ มีความต้านทานขดลวด 0.5 โอห์ม ถ้ามอเตอร์กนิ กระแส 10 แอมแปร์ จง คานวณหาแรงเคลื่อนไฟฟ้าต้านกลับ (หน่วย โวลต์) ก. 19 ข. 23.5 ค. 24 ง. 25 95. มอเตอร์เครื่องหนึ่งใช้กบั แรงเคลื่อนไฟฟ้า 12 โวลต์ ขณะมอเตอร์กาลังทางานจะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าต้านกลับ 10 โวลต์ และมีกระแสผ่านมอเตอร์ 8 แอมแปร์ ขดลวดมอเตอร์มคี วามต้านทานกีโ่ อห์ม ก. 0.15 ข. 0.25 ค. 0.35 ง. 0.45 96. ถ้ามอเตอร์เกิดติดขัดจนเป็ นเหตุทาให้มอเตอร์หยุดหมุนเป็ นเวลานาน จะทาให้มอเตอร์ไหม้เพราะ ก. มีความเสียหายเกิดขึน้ ตามจุดหมุน ข. เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนาซึง่ มีทศิ ตรงข้ามกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเดิม ค. ไม่มแี รงเคลื่อนไฟฟ้าดันกลับเกิดขึน้ ง. ทาให้ฟลักซ์แม่เหล็กท���ผ่ ่านขดลวดมีการเปลีย่ นแปลง เกิดกระแสเหนี่ยวนาขึน้ เป็ นจานวนมาก การผลิ ตและการส่งกาลังไฟฟ้ า เมื่อโรงงานผลิตไฟฟ้าได้กาลังเป็ น Pผลิต จะส่งพลังงานไปตามสายไฟ โดยส่งเป็ นความต่างศักย์ ( V ส่ง ) ระหว่างสายดิน (สาย N) กับ สายทีม่ ศี กั ย์ไฟฟ้า (สาย L) จะเกิดกระแสไหลไปตามสายไฟทีม่ คี วามต้านทาน R ทาให้เกิดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าใน 2

สายไฟ ซึง่ เป็ นกาลังไฟฟ้าทีส่ ญ ู เสีย เป็ น Pสูญเสีย   Pผลิ ต  R  V ส่ง  แบบทดสอบ 97. เครื่องกาเนิดไฟฟ้าเครื่องหนึ่งกาลังทางานด้วยอัตรา 88 กิโลวัตต์ ส่งกาลังไฟฟ้าซึง่ มีความต้านทาน 0.5 โอห์ม เป็ นเวลา 5 วินาที มีความต่างศักย์ 22000 โวลต์ จงหาค่าพลังงานทีส่ ญ ู เสียไปในรูปความร้อนภายในสายไฟ ก. 8 J ข. 20 J ค. 40 J ง. 80 J ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 34 98. เครื่องกาเนิดไฟฟ้าเครื่องหนึ่งสามารถส่งกาลังไฟฟ้าได 345 กิโลวัตต์ ให้หาค่าพลังงานทีส่ ญ ู เสียไปในรูปของความร้อน ้ ้ ภายในสายไฟ ถ้าส่งกาลังไฟฟาผ่านสายไฟฟาผ่านสายไฟยาว 500 เมตร ความต้านทาน 0.25 โอห์ม เป็ นเวลา 20 วินาที ด้วยความต่างศักย์ 69 กิโลโวลต์ ก. 100 J ข. 125 J ค. 150 J ง. 175 J หม้อแปลงไฟฟ้ า เป็ นอุปกรณ์สาหรับแปลงค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า โดยเมื่อต่อความต่างศักย์ V1 (หรือ แรงเคลื่อนไฟฟ้า E1) เข้า กับขดลวดปฐมภูมซิ ง่ึ มีจานวนขดลวด N1 จะทาให้เกิดความต่างศักย์ เป็ น V2 (หรือ ได้แรงเคลื่อนไฟฟ้า E2) ทีข่ ดลวด ทุตยิ ภูมซิ ง่ึ มีจานวนรอบขดลวดเป็ น N2 รอบ ได้ว่า E 1  N 1

E2 N2

หม้อแปลงทีส่ ญ ู เสียพลังงานในแกนเหล็กของหม้อแปลง (เกิดความร้อนในแกนเหล็กเนื่องจากกระแสวน) ได้ว่า เพื่อลดการสูญเสี ยพลังงานไฟฟ้ าเป็ น Pin =Pสูญเสีย +Pout และประสิทธิภาพของหม้อแปลง  P out  100% ความร้ อนในแกนเหล็กเนื่องจากกระแส P in เมื่อ Pin คือกาลังไฟฟ้าทีป่ ้ อนเข้าในขดลวดปฐมภูม,ิ วนจึ งออกแบบให้ แกนเหล็กมีกระแสวน ้ Pout คือกาลังไฟฟาทีเ่ กิดในขดลวดทุตยิ ภูม ิ น้ อยที่ สุดโดยใช้ แผ่ นเหล็กอ่ อนหลายๆ v2 2 และ P = IV = I R = แผ่ นซ้ อนกันโดยมีฉนวนบางๆกั้นไว้ ใน R ระหว่ างแผ่ น แบบทดสอบ

99. หม้อแปลงไฟฟ้าซึง่ ใช้ไฟฟ้า 110 โวลต์ มีขดลวดปฐมภูม ิ 80 รอบ ถ้าต้องการให้หม้อแปลงนี้สามารถจ่ายไฟได้ 2200

โวลต์ ขดลวดทุตยิ ภูมติ อ้ งมีจานวนรอบเท่าไร ก. 8000 รอบ ข. 1600 รอบ ค. 2400 รอบ ง. 3200 รอบ 100. หม้อแปลงไฟฟ้าถูกต่อกับแหล่งจ่ายไฟสลับ 220 โวลต์ ดังรูป ถ้าอัตราส่วนรอบขดลวดเป็ น 100 : 1 จงหากาลังไฟฟ้า ทีต่ วั ต้านทาน 1 ก. 2.86 W ข. 3.52 W 1 โอห์ม 220 V ~ ค. 4.84 W ง. 5.34 W 101. เตารีดไฟฟ้าเครื่องหนึ่งมีความต้านทาน 20 โอห์ม ใช้กบั ความต่างศักย์ 110 โวลต์ แต่ไฟฟ้าทีใ่ ช้กนั ตามบ้านมีความ ต่างศักย์ 220 โวลต์ จึงต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้าช่วยเมื่อใช้เตารีดเครื่องนี้ ถ้าหม้อแปลงมีประสิทธิภาพ 75 เปอร์เซ็นต์ กระแสไฟฟ้าทีไ่ หลผ่านขดลวดปฐมภูมเิ ป็ นกีแ่ อมแปร์ ก. 2.06 ข. 3.7 ค. 2.75 ง. 11 102. แปลงชนิดแปลงลงเครื่องหนึ่ง ใช้กบั ความต่างศักย์ 220 โวลต์ เมื่อนาหม้อแปลงนี้ไปใช้กบั เตารีด 110 โวลต์ 750 วัตต์ เป็ นเวลา 1 นาที พบว่าเกิดความร้อนขึน้ ในแกนเหล็ก 7.8 กิโลจูล ในขณะทีเ่ ตารีดมีกาลังไฟฟ้าคงเดิม ขดลวดปฐมภูมิ จะต้องใช้กระแสไฟฟ้าอย่างน้อยทีส่ ดุ กีแ่ อมแปร์ ก. 3.4 ข. 4.0 ค. 6.8 ง. 8.0 ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 35 ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้ ากระแสสลับ เมื่อ ใดๆ

e = Em sin t e เป็ นแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนาทีเ่ วลา

ใบงานที่ 18 Vrms =

t

Em เป็ นแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนาสูงสุด  เป็ นอัตราเร็วเชิงมุมของขดลวด i = Im sin t เมื่อ Im คือ กระแสไฟฟ้าสูงสุด v = Vm sin t เมื่อ Vm คือ ความต่างศักย์สงู สุด

Irms =

v 2 เฉลี่ย = i 2 เฉลี่ย =

1 2 𝑉 2 𝑚 1 2 𝐼 2 𝑚

=

=

Vm 2 Im 2

Vrms และ Irms เทียบได้กบั ความต่างศักย์ V และ กระแสไฟฟ้า I ของไฟฟ้ากระแสตรง เพราะให้พลังงานแก่

เนื่องจากปริมาณไฟฟ้ากระแสสลับเป็ นปริมาณทีไ่ ม่ ความต้านทานค่าเดียวกันในอัตราเดียวกัน จึงเรียกได้อกี ชื่อว่า คงที่ จึงใช้ค่าตัวแทนทีเ่ รียกว่า ค่ารากทีส่ องของกาลังสองเฉลีย่ ค่ายังผล และเป็ นค่าทีน่ ามาออกแบบมิเตอร์วดั จึงเรียกว่า ค่า มิเตอร์ (root mean square, rms) ได้ว่า 2

2

( i2)เฉลีย่ = 12 I m , (v2)เฉลีย่ = 12 Vm แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล..............................................................................................................ชั้น ม. 6/............เลขที่................... 103. ถ้ากล่าวว่าไฟฟ้าในบ้านมีความต่างศักย์ 220 โวลต์ หมายความว่าความต่างศักย์สงู สุดมีค่ากีโ่ วลต์ ก. 110 ข. 220 ค. 0.707  220 ง. 1.414  220 104. ประเทศไทยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ 50 Hz โดยมีแรงดันไฟฟ้าสาหรับระบบ 1 เฟส คือ 220 V ตัวเลือกใดต่อไปนี้ สอดคล้องกับคากล่าวข้างต้น ก. ข. V V 400

300

300

200

200

100

100 0 -100 0

0.005

0.01

0.015

0.02

t (s) 0.025

0 -100

-200

0.015

0.02

t (s) 0.025

จากกราฟทีก่ าหนดให้ แสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้ากับเวลา จงหาความถีแ่ ละค่ายังผลของกระแส

I(A) 15

ก. 50 Hz, 10 A ข. 50 Hz, 10 2 A

10 5 0 -5 0

0.01

-300

-400

105.

0.005

-200

-300

.

0

0.005

0.01

0.015

0.02

t (s) 0.025

ค. 50 Hz,

-10

10 2

A

ง. 100 Hz, 10 2 A 106. ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ถ้าความสัมพันธ์ของความต่างศักย์ของแหล่งกาเนิด E แปรกับเวลา t ใดๆ ตามความสัมพันธ์ E = 20 sin 314t จงหาค่ามิเตอร์ ของความต่างศักย์ และความถีข่ องไฟฟ้ากระแสสลับนี้ ก. 14.14 V, 50 Hz ข. 7.07 V, 25 Hz ค. 14.14 V, 25 Hz ง. 7.07 V, 50 Hz -15

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 36 ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ ยวนาในวงจรไฟฟ้ ากระแสสลับ เป็ น สัญลักษณ์ แทน แหล่งกาเนิดไฟฟ้ ากระแสสลับ

~

วงจรลวดความต้านทาน (R) ดังนี้ R

IR

IR =

IR

VR

VR R

โดย IR จะมีเฟสเดียวกันกับ VR

~ V

วงจรของตัวเก็บประจุ (C) ดังนี้ C

IC

90

IC

XC =

1 1 = 2fC C

เมื่อ XC คือ ความต้านทาน

จินตภาพของความจุ (หน่วย โอห์ม) ~ V

IC =

VC

VC XC

โดย IC จะมีเฟสนาหน้า VC อยู่ 90

วงจรลวดเหนี่ยวนา (L) ดังนี้ L

XL = L = 2fL เมื่อ XL คือความต้านทานจินต

VL

ภาพของความเหนี่ยวนา (หน่วย โอห์ม)

IL IL

~ V

IL =

VL XL

โดย IL จะมีเฟสตามหลัง VL อยู่ 90

แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล..............................................................................................................ชั้น ม. 6/............เลขที่................... 107.

ตัวเก็บประจุ

50 ไมโครฟารัด ต่อเป็ นวงจรกับแหล่งกาเนิดไฟฟ้าสลับ ความต่างศักย์ 120 V , 100 Hz จะเกิด 

กระแสไฟฟ้าในวงจรกีแ่ อมแปร์ ก. 0.6 ข. 1.2 ค. 2.4 ง. 3.6

ตัวเหนี่ยวนา 0.07 เฮนรี่ ต่อเป็ นวงจรกับแหล่งกาเนิดไฟฟ้าสลับ ความต่างศักย์ 220 V , 50 Hz จะเกิดกระแสไฟฟ้า ไหลในวงจรกีแ่ อมแปร์ ก. 5 ข. 7.5 ค. 10 ง. 12.5

108.

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 37 109. ตัวเก็บประจุค่าความจุ 70 ไมโครฟารัด ต่อกับแหล่งกาเนิดไฟสลับ ทีม่ คี ่ายังผลของแรงเคลื่อนไฟฟ้า 50 V จงหา ความถีข่ องแหล่งกาเนิด (Hz) เพื่อให้เกิดกระแสไหลผ่านตัวเก็บประจุ 1.1 A ก. 25 ข. 50 ค. 75 ง. 100

วงจรไฟฟ้ากระแสสลับดังรูป มีกระแส i เป็ น i = 5 sin 1000 t แอมแปร์ วัดความต่างศักย์ระหว่างปลายของ ตัวเหนี่ยวนาได้ 70.7 โวลต์ จงหาค่าความเหนี่ยวนาของตัวเหนี่ยวนา (เฮนรี)่

110.

V

~

ก. ข. ค. ง.

12  10-3 20  10-3 28  10-3 40  10-3

ขดลวดเหนี่ยวนาตัวหนึ่ง มีค่าความต้านทานเชิงเหนี่ยวนา 120  ทีม่ คี วามถี่ 200 Hz เมื่อนาขดลวดนี้ไปต่อกับ ไฟสลับ 240 V , 60 Hz จะเกิดกระแสไหลผ่านขดลวดเหนี่ยวนานี้กแ่ี อมแปร์ ก. 4.5 ข. 5.2 ค. 5.9 ง. 6.7

111.

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 38 การต่ อวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ การต่อวงจรไฟฟ้ ากระแสสลับแบบอนุกรม ดังนี้ VL R

XC

XL

(VL- VC)

I

VR ~ V

I

Vรวม

I

VR

VC

Iรวม = IR = IC = IL และ Vรวม = VR + VC + VL การรวม V เสมือนการคิดรวมแบบเวกเตอร์ได้ Vรวม = VR2  VL  VC 2 Z=

V รวม I รวม

= R 2   X L  X C 2

เมื่อ Z คือ ความต้านทานเชิงซ้อน (เสมือนเป็ นความต้านทานรวมของวงจร) การต่อวงจรไฟฟ้ ากระแสสลับแบบขนาน ดังนี้ R IC

XC

(IC – IL)

XL I IR

~

V

Iรวม

 IR

V

IL

V

Vรวม = VR = VC = VL และ Iรวม = IR + IC + IL I รวม  I 2R  I C  I L 2

1 I รวม 1 2  1 1            R   XC XL  Z Vรวม

2

แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล..............................................................................................................ชั้น ม. 6/............เลขที่...................

112. ตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนา และตัวต้านทานต่ออนุกรมกับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ ถ้าความต่างศักย์คร่อม อุปกรณ์แต่ละตัว และอ่านได้ 15 V, 20 V และ 12 V ตามลาดับ จงหาความต่างศักย์ของแหล่งกาเนิด กระแสสลับ (หน่วย โวลต์) ก. 13 ข. 14 ค. 15 ง. 16

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 39

113. เมือ่ นาตัวต้านทานและขดลวดเหนี่ยวนาอย่างละ 1 ตัวมาต่ออนุกรมกัน และต่อกับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับที่ มีความต่างศักย์เปลีย่ นแปลงตามเวลา V = 100 sin (2000 t) โวลต์ เมือ่ นาโวลต์มเิ ตอร์มาวัดความต่างศักย์ คร่อมขดลวดเหนี่ยวนา อ่านค่าได้ 10 โวลต์ อยากทราบว่าถ้านาไปคร่อมตัวต้านทานจะอ่านได้กโ่ี วลต์ ก. 10 V ข. 30 V ค. 70 V ง. 90 V ~ V = 100 sin 2000 t

114. ถ้าวงจรประกอบด้วยตัวต้านทานขนาด 20  ขดลวดเหนี่ยวนาทีม่ คี วามต้านทานเชิงเหนี่ยวนา 30  และ ตัวเก็บประจุทม่ี คี วามต้านทานเชิงประจุ 15  ต่อกันแบบอนุกรมและต่อเข้ากับแหล่งกาเนิดไฟฟ้า 220 V ความถี่ 50 Hz จงหากระแสในวงจร ก. 2.2 A ข. 4.4 A ค. 6.6 A ง. 8.8 A

ตัวต้านทาน 2 ตัว มีความต้านทาน 2  ตัวเก็บประจุ 1 F และตัวเหนี่ยวนา 1 H ต่อขนานกันและต่อกับ แหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลับทีม่ คี วามถี่ 500 Hz ให้ค่า rms ของแรงเคลื่อนไฟฟ้า 12 V จงหา rms ของกระแสรวม (I) ในวงจรเป็ นแอมแปร์

115.

I

12 V ~ 500 Hz

2

2

1 𝜋

H

ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com

1 𝜋

F

ก. ข. ค. ง.

6 8 12 16


แบบทดสอบสาระการเรี ยนรู ้ ฟิ สิ กส์ ม.6 ภาคเรี ยนที่ 1 หน้าที่ 40 กาลังไฟฟ้ าในวงจรไฟฟ้ ากระแสสลับ กาสังไฟฟ้าเฉลีย่ มีค่าเท่ากับผลคูณของกระแส I และความต่างศักย์ V ทีม่ เี ฟสตรงกัน โดย V ค่า I และ V จะต้องเป็ นค่า rms (ค่ามิเตอร์ หรือค่ายังผลนันเอง) ่ 

P = VI cos  เมื่อ  คือ มุมเฟสระหว่าง V กับ I

I

เรียก cos  จะเรียกว่า ตัวประกอบกาลัง (power factor) กรณีการต่อวงจรแบบอนุกรม (VL- VC)

2 P = IV cos  = IVR = IRVR = I R R =

V

 VR

I

VR2 R

ดังนัน้ การหาค่ากาลังไฟฟ้าในวงจรไฟสลับ จึงคานวณทีต่ วั ต้านทาน R (P = I R2 R )

แบบทดสอบ ชื่อ-สกุล..............................................................................................................ชั้น ม. 6/............เลขที่................... 116. ถ้าเฟสของกระแสยังผลและความต่างศักย์ยงั ผลของไฟฟ้ากระแสสลับเป็ นดังรูป กาลังไฟฟ้าเฉลีย่ ทีส่ ญ ู เสียในวงจรนี้มี ค่ากีก่ โิ ลวัตต์ V = 200 V ก. 1.8 ข. 2.4 30 ค. 3..0 I = 20 A ง. 3.5 จากรูปวงจรไฟฟ้า กาหนดให้ Vc = Vm sin t และค่าสูงสุดของ iC คือ Im แอมแปร์ ค่ากาลังไฟฟ้าเฉลีย่ ของวงจร เท่ากับกีว่ ตั ต์ ก. 0 iC ข. 21 Vm I m

117.

~

ค. 31 Vm I m ง. 41 Vm I m 118. ตัวเหนี่ยวนาและตัวต้านทานต่ออนุกรมกัน และต่อกับแหล่งกานิดไฟฟ้ากระแสสลับทีม่ กี ระแสไฟฟ้า(i)ทีเ่ วลา t (วินาที) ใดๆ i = 4 sin 100 t ถ้าวงจรมีความต้านทานเชิงความเหนี่ยวนา 20  และมีความต้านเชิงซ้อนของวงจร 25  กาลังเฉลีย่ ของวงจรเป็ นกีว่ ตั ต์ ก. 120 ข. 160 ค. 200 ง. 240 C

119.

VC

โหลดไฟฟ้าอันหนึ่งประกอบด้วยตัวเก็บประจุขนาด 100  ไมโครฟารัด ต่ออนุกรมกับความต้านทาน 8  โหลตัวนี้ต่อ

อยู่กบั เครื่องกาเนิดสัญญาณรูปไซน์ทป่ี รับความถีไ่ ด้ จะมีสมการของแรงดันเป็ น V = 10 2 sin (2f) เมื่อ f คือความถี่ จงคานวณหาความถี่ (Hz) ทีท่ าให้พลังงานสูญเสียในโหลดเป็ น 28.8 กิโลจูลต่อชัวโมง ่ ก. 833.3 ข. 83.33 ค. 388.3 ง. 838.3 ผลิตโดย คุณครู พงศธร พละเดช ดาวน์โหลดเอกสารที่ physicskkw.webs.com


Elect meg