Bank soalan: Fizik - Tingkatan 5

Salah satu penggunaan utama elektrik adalah untuk penghantaran tenaga. Untuk itu, adalah perlu untuk menggunakan wayar konduktif yang boleh membawa tenaga elektrik ke destinasi akhir. Antara bahan-bahan di bawah ini, yang manakah dianggap sebagai konduktor yang baik?

Sekumpulan pelajar telah membangunkan prototaip sistem terma lestari yang terdiri daripada satu ruang tertutup yang mengandungi air dan sepotong logam. Ruang tersebut, pada awalnya, berada pada suhu 20°C. Sepotong logam, yang mempunyai kapasiti terma 150 J/C, dipanaskan pada suhu 200°C dan kemudiannya diletakkan dalam sentuhan dengan air di dalam ruang tersebut. Jumlah air dalam ruang adalah 500 g dan mempunyai pemanasan khusus sebanyak 4200 J/kg°C. Dengan menganggap tiada kehilangan haba ke persekitaran luar dan hanya sepotong logam dan air yang bertukar haba sehingga mencapai suhu keseimbangan, apakah suhu akhir sistem (dalam darjah Celsius)?

Cincin Newton adalah satu set corak interferens yang terbentuk oleh cahaya putih apabila melalui dua celah. Corak ini ditemui oleh saintis Inggeris Isaac Newton, yang merupakan orang pertama yang mengkaji cahaya melalui eksperimen. Apabila cahaya melalui dua celah tersebut, ia terbahagi kepada dua sinar yang bergerak dalam arah yang berbeza. Sinar-sinar ini bertembung dan membentuk apa yang dikenali sebagai cincin Newton. Apakah mekanisme fizikal yang bertanggungjawab untuk pembentukan cincin ini?

Dalam sebuah bengkel elektronik, seorang pelajar fizik berhadapan dengan litar yang mengandungi tiga kapasitor yang serupa disambungkan secara siri. Setiap kapasitor mempunyai nilai kapasiti 4,0 mikrofarad. Pelajar tersebut ingin mengira kapasiti seimbang bagi litar tersebut untuk menentukan masa yang diperlukan agar kapasitor tersebut sepenuhnya dicas oleh sumber arus terus 20 volt. Gunakan konsep kapasitor dalam siri, yang menyatakan bahawa kapasiti seimbang bagi kapasitor yang disambungkan dalam siri adalah terbalik daripada jumlah terbalik kapasiti individu. Kira kapasiti seimbang bagi litar dan tentukan masa yang diperlukan agar kapasitor tersebut dicas sepenuhnya, dengan mengambil kira bahawa cas sebuah kapasitor adalah sebanding secara langsung dengan kapasiti dan voltan yang dikenakan, dan sebaliknya sebanding dengan masa. Anggapkan pemalar masa bagi litar sebagai masa yang diperlukan supaya cas dalam kapasitor mencapai 63,2% daripada nilai akhir. Abaikan sebarang kesan rintangan dalam litar.

Dalam satu eksperimen, sebuah bengkel kelestarian bertujuan untuk menganalisis cara kerja dua sistem penyimpanan tenaga elektrik menggunakan kapasitor dengan nilai yang berbeza. Kapasitor C1 dan C2 mempunyai kapasitans sebanyak 4µF dan 6µF, masing-masing, dan disambungkan secara siri kepada sumber tenaga yang memberikan perbezaan potensi sebanyak 30V. Apakah perbezaan potensi bagi setiap kapasitor (V1 dan V2) dan apakah jumlah maksimum tenaga yang boleh disimpan dalam sistem ini (bersama dua kapasitor yang berada dalam siri)?