القوى الناتجة عن المجالات المغناطيسية - فيزياء2-3 - ثالث ثانوي

6-2 القوى الناتجة عن المجالات المغناطيسية Forces Caused by Magnetic Fields www.ien.edu.sa بينما كان أمبير يدرس سلوك المغانط لاحظ أن التيار الكهربائي يولد مجالاً مغناطيسيا الأهداف مشابها للمجال المغناطيسي الناتج عن مغناطيس دائم. ولأن المجال المغناطيسي يؤثر بقوة تربط بين اتجاه القوى في المغانط الدائمة فقد افترض أمبير أنه توجد قوة تؤثر في السلك الذي يسري فيه تيار عند وضعه في المجال المغناطيسي. القوى المؤثرة في التيارات الكهربائية المارة في مجالات مغناطيسية Forces on Currents in Magnetic Fields المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار كهربائي والمجال المغناطيسي الموضوع فيه . تحل مسائل على القوة التي يؤثر بها مجال مغناطيسي في أسلاك يسري فيها تيارات كهربائية أو في مجال مغناطيسي. يمكن توضيح القوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار وضع في مجال مغناطيسي باستعمال الأدوات الموضّحة في الشكل .615 فالبطارية تولد تيارًا كهربائيا يسري في السلك الموضوع بين قضيبين مغناطيسيين. تذكر أن اتجاه المجال المغناطيسي بين في جسيمات مشحونة متحركة المغناطيسين يكون من القطب الشمالي لأحدهما إلى القطب الجنوبي للآخر. وعندما يسري تيار كهربائي في السلك تتولد قوة مغناطيسية تؤثر فيه، ويكون اتجاه تلك القوة نحو • نصف تصميم المحرك الأسفل، كما هو موضح في الشكل ،6-15a، أو نحو الأعلى، كما في الشكل 15-6، وذلك يعتمد على اتجاه التيار المار في السلك اكتشف مايكل فاراداي أن القوة المغناطيسية المؤثرة في السلك تكون عمودية على اتجاه كل من التيار الكهربائي والمجال المغناطيسي. تحديد اتجاه القوة لم يكن وصف فاراداي لاتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة في السلك الذي يسري فيه تيار وصفا كافيًا؛ لأن القوة قد تكون إلى أعلى أو إلى أسفل. ويمكن تحديد اتجاه المحرك الكهربائي الكهربائي ومبدأ عمله. المفردات القاعدة الثالثة لليد اليمني الجلفانومتر الملف ذو القلب الحديدي الشكل 15-6 تتأثر الأسلاك التي يسري فيها تيارات كهربائية بقوى عند وضعها في مجالات مغناطيسية. وفي هذه الحالة يمكن أن تكون القوة إلى أسفل (2) أو إلى أعلى (b)، وهذا يعتمد على اتجاه التيار الكهربائي. وزارة التعليم Minist 387 2023-1445 fucation

B I الشكل 16-6 يمكن استعمال القاعدة الثالثة لليد اليمنى لتحديد اتجاه القوة عند معرفة اتجاه كل من التيار الكهربائي والمجال المغناطيسي الشكل 17-6 يتجاذب الموصلان عندما يسري التياران فيهما في الاتجاه نفسه (2)، ويتنافران عندما يسري التياران فيهما في اتجاهين متعاكسين (b). القوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار وموضوع في مجال مغناطيسي باستخدام القاعدة الثالثة لليد اليمنى، الموضّحة في الشكل 61؛ حيث يمثل الرمز B المجال المغناطيسي، ويحدّد اتجاهه بواسطة مجموعة أسهم ولاستخدام القاعدة الثالثة لليد اليمني اجعل أصابع يدك اليمنى في اتجاه المجال المغناطيسي، واجعل إبهامك يشير إلى اتجاه التيار الاصطلاحي في السلك، فيكون اتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة في السلك في اتجاه العمودي على باطن الكف نحو الخارج، ولرسم الأسهم المتجهة إلى داخل الورقة أو خارجها يستخدم الرمز (x) للإشارة إلى أن السهم داخل في الورقة، والرمز (0) للإشارة إلى أنه خارج من الورقة. بعد فترة وجيزة من إعلان أورستد عن اكتشافه الذي ينص على أن اتجاه المجال المغناطيسي الناشئ عن مرور التيار في سلك يكون متعامدا مع اتجاه سريان التيار فيه، استطاع أمبير أن يبين أن الأسلاك التي يسري فيها تيارات كهربائية يؤثر بعضها في بعض بقوى. يوضح الشكل 172-6 اتجاه المجال المغناطيسي حول كلّ من السلكين، حيث يحدد هذا الاتجاه بالقاعدة الأولى لليد اليمنى. وبتطبيق القاعدة الثالثة لليد اليمنى على كل من السلكين يمكن أن تتبين لماذا يجذب السلكان كل منهما الآخر. ويبين الشكل 170-6 الحالة المعاكسة؛ فعندما يكون التياران في اتجاهين متعاكسين تنشأ قوة تنافر بينهما. القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي في سلك يمكن تحديد اتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار عند وضعه عموديا على مجال مغناطيسي؛ حيث دلت التجارب على B 4774 وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 388

أن مقدار القوة المغناطيسية المؤثرة في السلك F تتناسب طرديا مع كل من مقدار المجال المغناطيسي B، ومقدار التيار I، وطول السلك L الموضوع داخل المجال المغناطيسي. وتكون العلاقة بين هذه المتغيرات الأربعة على النحو الآتي: القوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار كهربائي موضوع في مجال مغناطيسي F = ILB (sin (0) تساوي حاصل ضرب شدة المجال المغناطيسي في مقدار التيار وطول السلك. يقاس مقدار المجال المغناطيسي B بوحدة تسلا T؛ وهي تساوي 1N/A.m. لاحظ أنه إذا كان المجال المغناطيسي غير متعامد مع السلك فستظهر المركبة العمودية للمجال المغناطيسي في المعادلة السابقة لتصبح كما يأتي : 0 F=ILB sin. فإذا أصبح السلك موازيًا للمجال المغناطيسي تصبح 0 = 0، وستؤول القوة إلى الصفر. أما عندما تكون الزاوية 90=0 فستصبح المعادلة مرة أخرى على الصورة الآتية: F=ILB. مكبرات الصوت Loudspeakers مغناطيس فالمر ملف_ لولبي مخروط تعد مكبرات الصوت إحدى التطبيقات العملية على القوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار كهربائي موضوع في مجال مغناطيسي. تعمل السماعة على تحويل الطاقة الكهربائية الى طاقة صوتية باستخدام ملف من سلك رفيع مثبت على مخروط ورقي، وهذا المخروط موضوع في مجال مغناطيسي. يرسل المضخم الذي يشغل السماعة تيارا كهربائيًا خلال الملف كما هو موضح في الشكل ،618، ويتغير اتجاه هذا التيار بين 20 و 20000 مرة في الثانية، وذلك وفقا لحدة الصوت التي يمثلها. وعندها يتأثر الملف الخفيف بقوة الشكل 18-6 تعمل السماعة على تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة صوتية. تدفعه نحو الداخل أو الخارج؛ لأنه موجود في مجال مغناطيسي، وذلك اعتمادًا على اتجاه التيار المرسل من المضخم. وحركة الملف هذه تجعل المخروط الورقي يهتز محدثًا موجات صوتية في الهواء. مثال 1 حساب شدة المجال المغناطيسي يسري تيار كهربائي مقداره 5.04 في سلك مستقيم موضوع عموديا على مجال مغناطيسي منتظم، فإذا كانت القوة المغناطيسية المؤثرة في جزء طوله 0.10m من السلك تساوي 0.20 فاحسب شدة المجال المغناطيسي B. تحليل المسألة ورسمها . ارسم رسما تخطيطيا للسلك، مبينًا اتجاه التيار الكهربائي بواسطة سهم، وارسم خطوط المجال المغناطيسي B والقوة المؤثرة في السلك F. . حدّد اتجاه القوة المؤثرة في السلك باستخدام القاعدة الثالثة لليد اليمنى. واعلم أن السلك والمجال والقوة جميعها متعامدة بعضها على بعض. المعلوم المجهول B I F وزارة التعليم Minist 389 2023-1445 fucation B=? I = 5.0 A F = 0.20 N L = 0.10 m

إيجاد الكمية المجهولة دليل الرياضيات إن المجال المغناطيسي B منتظم، ولأن 1 و B متعامدان إجراء العمليات الحسابية باستعمال الأرقام المعنوية F = ILB B = 0.20 N بالتعويض F=0.20N. I = 5.0L = 0.10m B تساوي 0.40 من اليسار إلى اليمين عموديا على كل من F و 1 تقويم الجواب B = (5.0 A)(0.10 m) = 0.40 N/A.m = 0.40 T • هل الوحدات صحيحة ؟ نعم ، المجال مقيس بوحدة تسلا T وهي الوحدة الصحيحة للمجال المغناطيسي. • هل الجواب منطقي ؟ نعم، مقدار التيار والطول يجعلان مقدار المجال المغناطيسي كبيرا، وهذا منطقي. 390 مسائل تدريبية 15. ما اسم القاعدة المستخدمة لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار كهربائي متعامد مع المجال المغناطيسي ؟ حدّد ما يجب معرفته لاستخدام هذه القاعدة. 16. يسري تيار مقداره 8.0 في سلك طوله 0.50m، موضوع عموديا في مجال مغناطيسي منتظم مقداره 0.40T. ما مقدار القوة المغناطيسية المؤثرة في السلك؟ 17. سلك طوله 75cm يسري فيه تيار مقداره 6.04 موضوع عموديا في مجال مغناطيسي منتظم، فتأثر بقوة مغناطيسية مقدارها 0.60N. ما مقدار المجال المغناطيسي المؤثر؟ 18. سلك نحاسي طوله 40.0cm، ووزنه 0.35N. فإذا كان السلك يمر فيه تيار مقداره 6.0 فما مقدار المجال المغناطيسي الذي يجب أن يؤثر فيه رأسياً بحيث يكون كافيًا لموازنة قوة الجاذبية المؤثرة في السلك (وزن السلك)؟ 19. ما مقدار التيار الذي يجب أن يسري في سلك طوله 10.0cm وموضوع عموديا في مجال مغناطيسي منتظم مقداره 0.49T ليتأثر بقوة مغناطيسية مقدارها 0.38N وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

نايض ملف S N B S N العزم المغناطيسي قلب من الحديد المطاوع الشكل 19-6 إذا وضعت حلقة سلكية يمر فيها تيار في مجال مغناطيسي فسوف تدور (2) يدور ملف الجلفانومتر بالتناسب مع مقدار التيار (b). الجلفانومترات Galvanometers يمكن استخدام القوة المؤثرة في حلقة سلكية موضوعة في مجال مغناطيسي لقياس شدة التيار. فإذا وضعت حلقة سلكية صغيرة يسري فيها تيار كهربائي في مجال مغناطيسي قوي المغناطيس دائم كما في الشكل 19-6 فإنه يمكن استخدام دورانها لقياس تيارات كهربائية صغيرة جدا، حيث يدخل التيار المار خلال الحلقة من أحد طرفيها، ويخرج من طرفها الآخر. وبتطبيق القاعدة الثالثة لليد اليمنى على جانبي الحلقة ستلاحظ أن أحد جانبيها يتأثر بقوة إلى أعلى، بينما يتأثر الجانب الآخر بقوة إلى أسفل. لذا ستعمل محصلة العزم على تدوير الحلقة؛ حيث يتناسب العزم المؤثر في الحلقة طرديا مع مقدار التيار. وهذا هو المبدأ المستخدم في الجلفانومتر. والجلفانومتر جهاز يستخدم لقياس التيارات الكهربائية الصغيرة جدا، ويمكن تحويله إلى أميتر أو فولتمتر. يؤثر النابض الصغير في الجلفانومتر بعزم في اتجاه معاكس لاتجاه العزم الناتج عن سريان التيار في الحلقة السلكية، لذا فإن مقدار دورانها يتناسب طرديا مع التيار. يُدرّج الجلفانومتر ويعاير بمعرفة مقدار الدوران عند مرور تيار معلوم فيه، كما هو موضح في الشكل 196-6. ويمكن بعد ذلك استخدام الجلفانومتر لقياس تيارات صغيرة غير معلومة. وزارة التعليم Minist39ucation 2023-1445

الشكل 200 تم توصيل الجلفانومتر بهذه الطريقة لاستخدامه كأميتر (2) وتم توصيل الجلفانومتر بهذه الطريقة لاستخدامه كفولتمتر (b)، يوصل الأميتر في الدائرة على التوالي (C)، يوصل الفولتميتر في الدائره على التوازي (1). 392 R مسن مضاعف R مجری R تنحرف مؤشرات العديد من الجلفانومترات إلى أقصى تدريج عند مرور تيارات صغيرة مثل 50A50 x 106 A ومقاومة ملف الجلفانومتر الحساس تساوي 10002 تقريباً. الأميتر ولقياس تيارات أكبر يمكن تحويل الجلفانومتر إلى أميتر بتوصيل مقاومة صغيرة جدا على التوازي مع الجلفانومتر كما في الشكل 620 لتصبح المقاومة الكلية للأميتر صغيرة جدا ولا تؤثر على مرور التيار عند توصيل الأميتر في الدائرة على التوالي كما في الشكل 200-6. وبهذا يمر معظم التيار I خلال المقاومة التي تسمى مجزئ التيار؛ لأن مرور التيار يتناسب عكسياً مع المقاومة، في حين يمر تيار I صغير (بضعة ميكرو أمبيرات) في الجلفانومتر. ويمكن اختيار مقاومة مجزئ التيار وفق تدريج الانحراف المطلوب. الفولتميتر ويمكن تحويل الجلفانومتر إلى فولتمتر بتوصيله بمقاومة كبيرة على التوالي يسمى مجزئ الجهد (المضاعف)، كما في الشكل .620. حيث يقيس الجلفانومتر التيار المار في المقاومة الكبيرة الذي تمت إضافته لتصبح المقاومة الكلية للفولتميتر كبيرة جدا ولا تؤثر على مرور التيار عند توصيل الفولتميتر في الدائرة على التوازي كما في الشكل 6204 ويحسب التيار بالعلاقة IVR؛ حيث V فرق الجهد الكهربائي خلال الفولتمتر، بينما R المقاومة الكلية للجلفانومتر وللمقاومة التي أضيفت افترض الآن أنك تريد جعل مؤشر الفولتمتر ينحرف إلى أقصى تدريج عند تطبيق فرق جهد مقداره V 10 بين طرفيه، فعليك أن تختار مقاومة مناسبة؛ بحيث يتحقق ذلك الانحراف عندما يمر تيار في الجلفانومتر والمقاومة. المحركات الكهربائية تبيّن لك أن الحلقة السلكية البسيطة المستخدمة في الجلفانومتر لا يمكن أن تدور أكثر من 180؛ حيث تدفع القوى الجانب الأيمن من الحلقة إلى أعلى، بينما تدفع جانبها الأيسر إلى أسفل، حتى تصبح الحلقة في وضع رأسي. ولن تتمكن الحلقة من الاستمرار في الدوران؛ لأن القوى تبقى إلى أعلى وإلى أسفل أي موازية لمستوى الحلقة فلا تعود قادرة على إحداث أي دوران فيها. كيف يمكنك السماح للحلقة بمواصلة دورانها؟ يجب أن ينعكس اتجاه التيار المار في الحلقة عندما تصبح في وضع رأسي. وهذا الانعكاس يسمح للحلقة بمواصلة دورانها، كما هو موضح في الشكل 621. ولعكس اتجاه التيار يجب المحافظة على استمرار التوصيلات الكهربائية بين نقطتي تلامس تُسميان الفرشاتين، وحلقة مقسومة إلى نصفين تسمى عاكس التيار وتصنع الفرشاتان في العادة من الجرافيت وتثبتان بطريقة ما بحيث بلا مشعان عاكس التيار وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

مغناطيس حلقة دائرية مقسمومة الشكل 21-6 يسمح عاكس التيار (حلقة فلزية مشقوقة) في المحرك الكهربائي بتغيير اتجاه التيار المار في الحلقات السلكية وبذلك تتمكن الحلقات في المحرك من الدوران 360 محور دوران لتسمحا للتيار بالمرور خلال الحلقة السلكية. عند دوران الحلقة السلكية يدور عاكس التيار أيضًا، ويترتب نصفا عاكس التيار بحيث تتغير الفرشاة الملامسة لكل نصف منهما عندما تصل | الحلقة السلكية إلى وضعها الرأسي. ويؤدي تغير تلامس الفرشاتين إلى عكس اتجاه التيار المار في الحلقة السلكية مما يؤدي إلى عكس اتجاه القوة المؤثر في جانبي الحلقة السلكية، فتواصل دورانها ويتكرر ذلك كل نصف دورة، مما يجعل الحلقة تستمر في دورانها في المجال المغناطيسي والناتج هو المحرك الكهربائي، وهو جهاز يستخدم لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية دورانية. على الرغم من أن الشكل محدد بحلقة سلكية واحدة إلا أن المحرك الكهربائي يتكون من لفات عديدة تثبت على محور دوران وتسمى الملف ذا القلب الحديدي. والقوة الكلية المؤثرة فيه تتناسب طرديا مع nILB؛ حيث تمثل n عدد لفات الملف، وB المجال المغناطيسي، و التيار الكهربائي، بينما تمثل L طول السلك في كل لفة تتحرك في المجال المغناطيسي. ويتم إنتاج المجال المغناطيسي إما بمغناطيس دائم، أو بمغناطيس كهربائي. ويتم التحكم في العزم المؤثر في الملف، ومن ثم التحكم في سرعة المحرك، بتغيير التيار المار في المحرك. . مسألة تحفيز يبين الشكل المجاور محركين كهربائيين متماثلين مستطيلي الشكل طول كل منهما 35cm وعرضه cm 17، ومقاومته 122، وعدد لفاته 48 لفة، على محور دوران واحد في مجال مغناطيسي شدته 0.21T لتبسيط الرسم لم يرسم عاكسا التيار). وصل السلك الأحمر بأقصى يسار الضلع الذي يمثل عرض الملف ، ثم عاد إلى رة المحرك على الضلع الذي يمثل طول الملف. ولتعمل جاذبية الأرض على منع محور المحر الدوران تم تثبيت بكرة قطرها 7.2cm على المحور ، ومُرّر عليها حبل كما في الشكل. 1. اشتق علاقة للعزم المؤثر في الملف وفق الوضع المبين باستخدام F=ILB. 2. أوجد مقدار العزم المؤثر في المحور عند إغلاق المفتاح وفتح المفتاح S، وأوجد مقدار القوة المؤثرة في الميزان النابضي 3. أوجد مقدار العزم المؤثر في المحور عند إغلاق المفتاحين، ومقدار القوة المؤثرة في الميزان النابضي. 4. ماذا يحدث للعزم عند دوران الملف؟ 35 V محور دوران بكرة وزارة التعليم Minist 393 2023-1445 Jucation

الشكل 22-6 تعمل أزواج من المغانط على انحراف حزمة الإلكترونات رأسيا وأفقيا لتشكيل صور للعرض. 394 كالود مغانط كهربائية للانحرافات الرأسية والأفقية شعاع الكتروني شاشة القوة المؤثرة في جسيم مشحون طبقة فوسفورية طلاء The Force on a Single Charged Particle لا يقتصر وجود الجسيمات المشحونة في الأسلاك فقط، لكنها قد تتحرك في الفراغ أيضًا؛ حيث يتم إزالة جزيئات الهواء لمنع حدوث التصادمات. ففي أنبوب الأشعة المهبطية المستخدم في شاشات الحاسوب القديمة، وشاشات التلفاز القديمة يستخدم انحراف الإلكترونات بواسطة المجالات المغناطيسية لتشكيل صورة على الشاشة، كما في الشكل 22-6. تعمل المجالات الكهربائية على انتزاع الإلكترونات من الذرات في القطب السالب (الكاثود)، وتعمل مجالات كهربائية أخرى على تجميع هذه الإلكترونات وتسريعها وتركيزها في حزمة ضيقة. ثم تعمل مجالات مغناطيسية على التحكم في حركة هذه الحزمة إلى الأمام وإلى الخلف، وأفقياً ورأسياً على الشاشة. وتُطلى الشاشة بطبقة فوسفورية تشع عندما تصطدم الإلكترونات بها، فتنتج الصورة تعتمد القوة المغناطيسية الناتجة عن المجال المغناطيسي المؤثرة في الالكترون على كل من سرعة الإلكترون، وشدة المجال المغناطيسي، والزاوية المحصورة بين متجه السرعة واتجاه المجال المغناطيسي. افترض أن إلكتروناً مفردًا يتحرك داخل سلك طوله ، وأن حركة هذا الإلكترون عمودية على اتجاه مجال مغناطيسي؛ لأن التيار I يساوي الشحنة المارة في السلك لكل وحدة زمن، فإن I=qt، حيث q شحنة الإلكترون و الزمن الذي يحتاج إليه الإلكترون لقطع المسافة .L. وحيث إن الزمن الذي يستغرقه جسيم ما لقطع مسافة مقدارها L بسرعة تساوي ٧ يحسب من معادلة الحركة d=vt أو t=L/v؛ حيث تعد d هي نفسها L، وبتعويض قيمة t=L/v في معادلة التيار I=qt، نجد أن I=qv/L، لذا يمكن حساب القوة المغناطيسية المؤثرة في الإلكترون المتحرك عموديا على المجال المغناطيسي B عن طريق المعادلة الآتية: وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

F=qvB (sin 0) القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي في جسيم مشحون متحرك القوة المؤثرة في جسيم مشحون متحرك عموديًا على مجال مغناطيسي تساوي حاصل ضرب شدة المجال المغناطيسي في كل من سرعة الجسيم وشحنته. حيث شحنة الجسيم مقيسة بوحدة الكولوم ، والسرعة مقيسة بوحدة m/s، وشدة المغناطيس مقيسة بوحدة التسلا .T. ويكون اتجاه القوة دائما عموديا على كل من اتجاه سرعة الجسيم واتجاه المجال المغناطيسي. والاتجاه الذي يحدد باستخدام القاعدة الثالثة لليد اليمني يكون خاصا بالجسيمات ذات الشحنة الموجبة. أما اتجاه القوة المؤثرة في الإلكترونات فيكون معاكسا للاتجاه الناتج. ال 2 القوة المؤثرة في جسيم مشحون متحرك في مجال مغناطيسي تتحرك حزمة إلكترونات بسرعة m/s 100×3.0 عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم مقداره 102×4.0. ما مقدار القوة المؤثرة في كل إلكترون؟ تحليل المسألة ورسمها ارسم حزمة الإلكترونات واتجاه حركتها، وخطوط المجال المغناطيسي B والقوة المؤثرة في حزمة الإلكترونات F. تذكر أن اتجاه القوة سيكون معاكسا للاتجاه الناتج بواسطة القاعدة الثالثة لليد اليمني؛ لأن شحنة الإلكترون سالبة. المعلوم المجهول • • . V • .B F=? 0=3.0x10° m/s B =4.0x10 T q=-1.60x10-19 C F = qVB إيجاد الكمية المجهولة بالتعويض v=3.0x10 m/s.B=4.0x10 Tq=-1.60x10-19 C =(-1.60x109 C) (3.0x10° m/s)(4.0×102 T) =-1.9x10-14 N دليل الرياضيات إجراء العمليات الحسابية باستعمال الأرقام المعنوية تقويم الجواب . هل الوحدات صحيحة ؟ (T = N.s/(C.m و A = Cs و (T = N/A.m لذا فإن T.C.m/s= N وهي وحدة القوة. • هل الاتجاه صحيح ؟ استخدم القاعدة الثالثة لليد اليمنى للتأكد من أن اتجاهات القوى صحيحة، وتذكر أن القوة المؤثرة في الإلكترون تكون معاكسة للقوة الناتجة بواسطة القاعدة الثالثة لليد اليمنى. • هل الجواب منطقي؟ القوى المؤثرة في البروتونات والإلكترونات دائما تشكل جزءا صغيرًا من النيوتن. وزارة التعليم Minist Semicotion 2023-1445

مسائل تدريبية 20 إلى أي اتجاه يشير الإبهام عند استخدام القاعدة الثالثة لليد اليمني لإلكترون يتحرك عموديا على مجال مغناطيسي؟ 21. يتحرك إلكترون عموديا على مجال مغناطيسي شدته T 0.50 بسرعة m/s 100×4.0، ما مقدار القوة المؤثرة في الإلكترون؟ 22. تتحرك حزمة من الجسيمات الثنائية التأين (فقد كل جسيم إلكترونين، لذا أصبح كل جسيم يحمل شحنتين أساسيتين) بسرعة m/s 10×3.0 عموديا على مجال مغناطيسي شدته 10T×9.0، ما مقدار القوة المؤثرة في كل أيون؟ 23. دخلت حزمة من الجسيمات الثلاثية التأين يحمل كل منها ثلاث شحنات أساسية موجبة) عموديا على مجال مغناطيسي شدته 102T×4.0 بسرعة m/s 100×9.0. احسب مقدار القوة المؤثرة في كل أيون. 24. تتحرك ذرات هيليوم ثنائية التأين (جسيمات ألفا) بسرعة m/s 10×4.0 عمودياً على مجال مغناطيسي مقداره 102T×5.0، ما مقدار القوة المؤثرة في كل جسيم؟ تخزين المعلومات عن طريق الوسائط المغناطيسية Storing Information with Magnetic Media يتم تخزين البيانات وأوامر برمجيات أجهزة الحاسوب رقمياً في صورة وحدات صغيرة (bits)، وكل وحدة (bit) حددت إما بـ 0 أو بـ 1. فكيف تُخزن هذه الوحدات ؟ يكون سطح قرص التخزين في الحاسوب مغطى بجسيمات مغناطيسية موزعة بصورة متساوية على شريحة. ويتغير اتجاه المناطق المغناطيسية للجسيمات تبعًا للتغير في المجال المغناطيسي. وفي أثناء التسجيل على القرص يُرسل تيار كهربائي إلى رأس القراءة الكتابة والذي يعد مغناطيسا كهربائياً مكونا من سلك ملفوف على قلب حديدي، حيث يولد التيار المار في السلك مجالاً مغناطيسيا في القلب الحديدي. عندما يمر رأس القراءة الكتابة فوق قرص التخزين الدوّار، كما هو موضح في الشكل 623، تترتب ذرات المناطق المغناطيسية الموجودة على الشريحة المغناطيسية في صورة حزم. وتعتمد اتجاهات المناطق المغناطيسية على اتجاه التيار. رأس القراءة/ الكتابة ملف سلك نحاسي سطح الفارق التعليم Ministry of Education 2023-1445 Bit(0) Bit(0) Bit(1) الشكل 23- تكتب المعلومات على قرص الحاسوب بواسطة تغيير المجال المغناطيسي في رأس القراءة الكتابة في أثناء مرور الوسيطة تحته وهذا يجعل الجسيمات المغناطيسية في الوسيطة تترتب بنمط يمثل المعلومات المخزنة. 396

وتمثل شفرة كل حزمتين وحدة صغيرة (bit) واحدة من المعلومات. وتمثل الحزمتان الممغنطتان اللتان تشير أقطابها إلى الاتجاه نفسه الرمز 0. أما الحزمتان الممغنطتان اللتان تشير أقطابهما إلى اتجاهين متعاكسين فتمثلان الرمز .1 وينعكس تيار التسجيل دائما عندما يبدأ رأس القراءة الكتابة بتسجيل وحدة المعلومة اللاحقة. لاسترجاع المعلومات لا يتم إرسال أي تيار إلى رأس القراءة الكتابة، وبدلاً من ذلك تعمل الحزم الممغنطة الموجودة على القرص على توليد تيار في الملف بطريقة الحث عندما يدور القرص تحت الرأس. وتغيرات اتجاه التيار المتولد بالحث تُستشعر بالحاسوب باستعمال النظام الثنائي في العد (صفر، واحد). 6-2 مراجعة 25 القوى المغناطيسية تخيل أن سلكا يمتد شرق - غرب متعامدا مع المجال المغناطيسي الأرضي، ويسري فيه تيار إلى الشرق، فما اتجاه القوة المؤثرة في السلك؟ 26. الانحراف تقترب حزمة إلكترونات في أنبوب الأشعة المهبطية من المغانط التي تحرفها. فإذا كان القطب الشمالي في أعلى الأنبوب والقطب الجنوبي في أسفله، وكنت تنظر إلى الأنبوب من جهة الشاشة على الملف، فهل هذا يعني أن الملف لا يدور؟ وضح إجابتك. 29. المقاومة الكهربائية يحتاج جلفانومتر إلى 180A لكي ينحرف مؤشره إلى أقصى تدريج، ما مقدار المقاومة الكلية (مقاومة الجلفانومتر ومقاومة المجزئ) اللازمة للحصول على فولتمتر أقصى تدريج يقيسه 5.0V؟ الفوسفورية، ففي أي اتجاه تنحرف الإلكترونات؟ 30. التفكير الناقد كيف يمكنك معرفة أن القوتين بين 27. الجلفانومتر قارن بين مخطط الجلفانومتر الموضح في الشكل 19-6 ومخطط المحرك الموضح في الشكل 21-6. ما أوجه التشابه والاختلاف بينهما ؟ 28 المحركات الكهربائية عندما يتعامد مستوى ملف المحرك مع المجال المغناطيسي لا تنتج القوى عزما سلكين متوازيين يمر فيهما تياران ناتجتان عن الجذب المغناطيسي بينهما وليستا ناتجتين عن الكهرباء السكونية ؟ تنبيه : فكر في نوع الشحنات عندما تكون القوة تجاذبا، ثم فكر في القوى عندما يكون هناك ثلاثة أسلاك متوازية تحمل تيارات في الاتجاه نفسه. وزارة التعليم Minist 397 2023-1445 fucation

مختبر الفيزياء . ال التجربة صنع مغناطيس كهربائي يستخدم المغناطيس الكهربائي المجال المغناطيسي الناتج عن التيار الكهربائي لمغنطة قطعة فلزية. ستقوم في هذه التجربة بصنع مغناطيس كهربائي، وتختبر أحد المتغيرات التي تعتقد أنها قد تؤثر في قوة المغناطيس. ما العوامل التي تحدد قوة مغناطيس كهربائي؟ الأهداف الخطوات تكون فرضية لتحديد المتغيرات التي قد تؤثر في قوة 1. أعد قائمة بالمواد التي ستستخدمها في صنع المغناطيس المغناطيس الكهربائي. تلاحظ التأثيرات في قوة المغناطيس الكهربائي تجمع وتنظم البيانات المتعلقة بمقارنة المتغير الذي اخترته مع قوة المغناطيس. الكهربائي. 2. أعد قائمة بجميع المتغيرات المحتملة التي تعتقد أنها يمكن أن تؤثر في قوة المغناطيس الكهربائي. تنشئ رسوما بيانية وتستخدمها للمساعدة على تحديد 3. اختر أحد المتغيرات واعمل على تغييره لتحديد تأثيره في قوة المغناطيس الكهربائي. العلاقة بين المتغير المستقل والمتغير التابع. تحلل وتستنتج تأثير المتغير الذي اخترته في قوة المغناطيس. 4. حدد الطريقة التي تختبر بها شدة المجال المغناطيسي الناتج احتياطات السلامة المواد والأدوات مشابك ورق كبيرة قطع فولاذية صغيرة سلك معزول بطارية 97 عن المغناطيس الكهربائي 5. أطلع المعلم على القوائم التي أعددتها، واحصل على موافقته قبل متابعة العمل. مشابك ورق صغيرة 6. اكتب ملخصا يوضح خطوات تجربتك. وتأكد من مسمار فولاذي بطارية 67 مصدر قدرة مستمر DC تضمين جميع القيم للمتغيرات التي ستجعلها ثابتة. 7. أنشئ جدول بيانات مماثلاً للجدول في الصفحة التالية والذي يبين الكميتين اللتين ستقيسهما . 8. ركب المغناطيس الكهربائي باستخدام المسمار وجزء من السلك، بلف السلك حول المسمار، وتأكد من ترك بضعة سنتمترات من السلك خارجة من الملف لتصله بالبطارية (مصدر القدرة). تحذير قد يكون طرف المسمار أو السلك حادا، لذا كن حذرًا عند استعمال هذه المواد لتجنب حدوث جروح 9. اطلب إلى معلمك أن يتفحص مغناطيسك قبل المتابعة. 10. نفذ تجربتك ودوّن بياناتك. تحذير: إذا استعملت قطع الفولاذ الصغيرة فتجنب الإصابة بالجروح عند التقاط القطع في أثناء سقوطها على الأرضي. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 398

جدول البيانات عدد....... عدد....... التحليل العلاقة بين متغيرين في تجربتك. الفيزياء في الحياة 1. أنشئ الرسوم البيانية واستخدمها ارسم رسما بيانيًا يوضح .1. إذا أردت الحصول على مغناطيس كهربائي قـــوي لاستخدامه في حيز صغير داخل حاسوب شخصي مثلاً، 2. ما المتغيرات التي تحاول التحكم فيها في هذه التجربة ؟ فما الطريقة التي يمكن من خلالها زيادة قوة المغناطيس وهل هناك متغيرات لا تستطيع التحكم فيها؟ الكهربائي خلال هذا الحيز الصغير ؟ 3. إذا قدرت قوة المغناطيس الكهربائي بكمية المادة التي .2 تحوي بعض البنايات مغانط كهربائية معلقة على الجدران يستطيع التقاطها فكيف تحاول السيطرة على أي خطأ ناتج تعمل على جعل أبواب الطوارئ مفتوحة عندما تكون عن جذب المغناطيس لعدد صحيح من القطع ؟ البناية مأهولة بالسكان، وهي تشبه الأدوات التي توضع الاستنتاج والتطبيق 1. ما العلاقة بين المتغير الذي اخترته وقوة المغناطيس؟ خلف الأبواب للتحكم في فتحها أو إغلاقها. بالتفكير في نظام إنذار الحريق والإجراءات التي يحتاج إليها للسيطرة على الحريق ما الفائدة من استخدام مثل 2. ما المتغيرات الأخرى التي وجدها طلاب آخرون في هذا النظام في جعل الأبواب مفتوحة؟ وكيف يمكن لهذا الصف وتؤثر أيضًا في قوة المغناطيس الكهربائي؟ 3. هل وجدت أي متغيرات في أي مجموعة لا تؤثر في قوة المغناطيس الكهربائي؟ التوسع في البحث النظام أن يكون ميزة جيدة أو سيئة في حالة حدوث كارثة طبيعية؟ 3. تعمل بعض الأجراس الكهربائية عن طريق ضرب جانب جرس فلزي على شكل ع فلزي. كيف يعمل المغناطيس الكهربائي هذا الجرس؟ وكيف يمكن 1. قارن بين المتغيرات المختلفة التي وجد الطلاب أنها تؤثر توصيل الجرس بطريقة تسمح راع بضرب الجرس في قوة المغناطيس، وهل تُظهر أي من المتغيرات أنها تُحدث باستمرار إلى أن ينقطع التيار الكهربائي؟ زيادة كبيرة في القوة المغناطيسية دون إحداث تغيير كبير في المتغير المستقل ؟ وإذا كان كذلك فما هذه المتغيرات؟ 2. إذا أردت زيادة قوة المغناطيس فأي الطرائق تبدو أكثر فاعلية مقارنة بالتكلفة؟ وضح إجابتك. .3 إذا أردت تغيير قوة المغناطيس الكهربائي بسهولة فما اقتراحك لذلك ؟ وزارة التعليم 399 Ministducation 2023-1445

الإثراء العلمي تأثير هول The Hall Effect مجس مفيد طوّر المهندسون مجسًا يعمل وفق تأثير هول. وتحتوي هذه الأجهزة الصغيرة البلاستيكية والسوداء على طبقة رقيقة من بعض الأشياء البسيطة ومنها انحراف الجسيمات المشحونة السليكون مع أسلاك موصولة بها، كما في الرسم التخطيطي. بواسطة المجالات المغناطيسية قادت إلى ثورة في كيفية قياس وترتبط أسلاك فولتية هول بمضخم صغير بحيث يمكن لأجهزة حركة الأشياء، ومنها دواليب الدراجة الهوائية، وحركة عمود أخرى أن تكتشفها وتستشعرها. الكرنك في السيارة؛ فجميعها تبدأ عند مرور تيار كهربائي إذا تحرك مغناطيس دائم بالقرب من المجس الذي يعمل وفق خلال موصل عريض ومسطح في وجود مجال مغناطيسي. تأثير هول فسوف تزداد الفولتية الخارجة من المضخم، لذا يمكن فواتية حول پر مجال مغناطيسي استخدام هذا المجس للكشف عن مدى قرب المغناطيس. شريط سليكون رقيق الحراف مسار التيار نحو حافة الشريط أسلاك موصولة بمقياس السرعة شوكة الدولاب جهاز استشعار هول مثبت على حافة يؤدي المجال المغناطيسي إلى مزيد من انحراف الإلكترونات نحو حافة الشريط الرقيق. وهذا يولد ما يسمى فولتية هول. تكون خطوط القوى للمجال المغناطيسي متعامدة مع سطح الشريط العريض، وهذا يجعل الإلكترونات المتدفقة تتركز عند يستخدم المجس الذي يعمل وفق تأثير هول في مقياس سرعة الدراجة الهوائية لقياس سرعتها. جانب واحد من الشريط. وهذا يؤدي إلى أن تنتج فولتية بين تطبيقات يومية يستخدم مقياس السرعة في الدراجة الهوائية طرفي عرض الشريط تسمى فولتية هول، يعتمد مقدارها على مغناطيسا دائما يُربط مع الدولاب الأمامي. وفي كل دورة شدة المجال المغناطيسي. للدولاب يقترب المغناطيس من المجس. وتحصى النبضات اكتشف العالم إدوين هول هذا التأثير عام 1879م. وفي الناتجة، كما يتم حساب زمنها، وتُستخدم هذه المجسات أيضًا الآونة الأخيرة فقط اكتشفت الأهمية العلمية والصناعية لهذه في توقيت إنتاج الشرارة في محركات السيارات؛ فعندما يتحرك الظاهرة؛ لأن فولتية هول في الأشرطة الفلزية التقليدية كانت المغناطيس المثبت على عمود الكرنك بالقرب من المجس تنتج صغيرة. أما الآن فالطبقات الرقيقة جدا من السليكون شبه نبضة جهد، فيطلق نظام الإشعال فورا شرارة الاشتعال. الموصل تنتج فولتية هول كبيرة ولا يستهان بها. يمكن استخدام تأثير هول للكشف عن موصلية أنواع مختلفة من المواد؛ حيث تزودنا إشارة فولتية تأثير هول بمعلومات عن إشارة الشحنة المتحركة، ويزودنا مقدار الفولتية بمعلومات عن مقدار كثافة الشحنة وسرعتها. التوسع 1. حلل لماذا يوضع قطبًا فولتية هول بحيث يكونان | متقابلين؟ وماذا يحدث إذا لم يوضعا كذلك؟ 2. التفكير الناقد هل يمكن لمجال مغناطيسي قوي يؤثر في شريط فلزي موصل أن يغير من مقاومة لذلك . الشريط بسبب تأثير هول؟ وزارة التعليم 400

الفصل 6 دليل مراجعة الفصل . 6-1 المغانط الدائمة والمؤقتة Magnets: Permanent and Temporary المفردات " المستقطب المجال المغناطيسي التدفق المغناطيسي القاعدة الأولى لليد اليمنى الملف اللولبي المغناطيس الكهربائي القاعدة الثانية لليد اليمنى المنطقة المغناطيسية المفاهيم الرئيسة . الأقطاب المغناطيسية المتشابهة تتنافر، والأقطاب المغناطيسية المختلفة تتجاذب. . تخرج المجالات المغناطيسية من القطب الشمالي للمغناطيس وتدخل في قطبه الجنوبي. تشكل خطوط المجال المغناطيسي دائما حلقات مقفلة. يوجد مجال مغناطيسي حول أي سلك يسري فيه تيار كهربائي. . للملف اللولبي الذي يسري فيه تيار كهربائي مجال مغناطيسي، وهذا المجال يشبه المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم. 6-2 القوى الناتجة عن المجالات المغناطيسية Forces Caused by Magnetic Fields المفردات . القاعدة الثالثة لليد اليمني . الجلفانومتر . المحرك الكهربائي . ملف ذو قلب حديدي • المفاهيم الرئيسة . تقاس شدة المجال المغناطيسي بوحدة التسلا. عند وضع سلك يسري فيه تيار في مجال مغناطيسي فإنه يتأثر بقوة عمودية على اتجاه كل من المجال والسلك. القوة المؤثرة في سلك يسري فيه تيار موضوع في مجال مغناطيسي تتناسب طرديا مع كل من مقدار التيار المار في السلك وطوله وشدة المجال المغناطيسي. F= ILB . يستخدم الجلفانومتر في قياس التيارات الصغيرة، ويحتوي على ملف موضوع في مجال مغناطيسي، وعند مرور تيار كهربائي في الملف يتأثر الملف بقوة تعمل على انحرافه. . • يمكن تحويل الجلفانومتر إلى أميتر بتوصيل ملفه مع مقاومة تسمى مجزئ التيار على التوازي. يمكن تحويل الجلفانومتر إلى فولتمتر بتوصيل ملفه مع مقاومة تسمى المضاعف على التوالي. يعمل مكبر الصوت أو السماعة عن طريق تغيير التيار المار في ملف موضوع في مجال مغناطيسي. ويتصل الملف بمخروط ورقي يتحرك عندما يتحرك الملف. وعندما يتغير التيار يهتز المخروط محدثًا صوتًا. . يحتوي المحرك الكهربائي على ملف سلكي موضوع في مجال مغناطيسي، وعندما يمر تيار كهربائي في هذا الملف يدور بتأثير القوة المغناطيسية المؤثرة فيه، ولإكمال دورة كاملة 360 يستخدم عاكس يغير اتجاه التيار في الملف كل نصف دورة في أثناء دورانه. . تعتمد القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي في جسيم مشحون على ثلاثة عوامل: سرعة الجسيم وشحنته ومقدار المجال المغناطيسي، ويكون اتجاه القوة متعامدًا مع كل من اتجاه المجال وسرعة الجسيم. F = qvB في شاشات الحاسوب والتلفاز تستخدم المغانط في توجيه وتركيز الجسيمات المشحونة على شاشات مفسفرة؛ حيث ينبعث ضوء عند اصطدام تلك الجسيمات بالشاشة، فتتكون ال وزارة التي ليم Minist401 Education 2023 1445

الفصل 6 التقويم خريطة المفاهيم 31. أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات التالية: قاعدة اليد اليمني، FILB F=qVB القوة الناتجة رعن المجال المغناطيسي تؤثر في شحنة متحركة سلك يحمل تيارا . لها لها اتجاه يعطى بالعلاقة مقدار يعطى بالعلاقة إتقان المفاهيم OC مقدار 32 اكتب قاعدة التنافر والتجاذب المغناطيسي (1-6) 33 صف كيف يختلف المغناطيس الدائم عن المغناطيس المؤقت. (1-6) 34 سم العناصر المغناطيسية الثلاثة الأكثر شيوعا. (6-1) 40 صف كيفية استخدام القاعدة الثانية لليد اليمني لتحديد قطبي مغناطيس كهربائي. (1-6) 41. كل إلكترون في قطعة حديد يشبه مغناطيسا صغيرًا جدا، إلا أن قطعة الحديد قد لا تكون مغناطيسا. لماذا؟ وضح إجابتك. (1-6) 42. لماذا يضعف المغناطيس عند طرقه أو تسخينه ؟ (6-1) 43. صف كيفية استخدام القاعدة الثالثة لليد اليمنى لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار موضوع في مجال مغناطيسي (2-6) 44. مر تيار كهربائي كبير في سلك فجأة، ومع ذلك لم يتأثر بأي قوة، فهل تستنتج أنه لا يوجد مجال مغناطيسي في موقع السلك؟ وضح إجابتك. (6-2) 45. ما جهاز القياس الكهربائي الناتج عن توصيل مجزئ تيار مع الجلفانومتر ؟ (62) تطبيق المفاهيم 35 ارسم قضيبا مغناطيسيا صغيرًا، وبين خطوط المجال 46. أخفي مغناطيس صغير في موقع محدّد داخل المغناطيسي التي تظهر حوله، واستخدم الأسهم لتحديد اتجاه خطوط المجال (1-6) 36 ارسم المجال المغناطيسي بين قطبين مغناطيسيين كرة تنس صف تجربة يمكنك من خلالها تحديد موقع كل من القطب الشمالي والقطب الجنوبي للمغناطيس. متشابهين وبين قطبين مغناطيسيين مختلفين مبينا 47. انجذبت قطعة فلزية إلى أحد قطبي مغناطيس كبير. اتجاهات المجال (1-6) 37. إذا كسرت مغناطيسًا جزأين فهل تحصل على قطبين منفصلين شمالي و جنوبي ؟ وضح إجابتك. (1-6) 38. صف كيفية استخدام القاعدة الأولى لليد اليمنى لتحديد اتجاه المجال المغناطيسي حول سلك مستقيم يسري فيه تيار كهربائي (1-6) صف كيف يمكنك معرفة ما إذا كانت القطعة الفلزية مغناطيسا مؤقتًا أم مغناطيسا دائما؟ 48. هل القوة المغناطيسية التي تؤثر بها الأرض في الإبرة المغناطيسية للبوصلة أقل أو تساوي أو أكبر من القوة التي تؤثر بها إبرة البوصلة في الأرض؟ وضح إجابتك. 39. إذا مر تيار كهربائي في سلك على شكل حلقة يسري 49. البوصلة افترض أنك تهت في غابة ملكنك تحمل بوصلة .. فيه تيار كهربائي فلماذا يكون المجال المغناطيسي داخل الحلقة أكبر من خارجها ؟ (61) 402 ولسوء الحظ كان اللون الأحمر المحدد للقطب الشمالي التعليم غير واضح، وكان معك مصباح يدوي وبطارية و كيف يمكنك تحديد القطب الشمالي للبوصلة Ministry of Educarf 2023-1445

الفصل 6 التقويم 50 يمكن للمغناطيس جذب قطعة حديد ليست 57. انظر خطوط المجال المغناطيسي الأرضي الموضحة في مغناطيسا دائما، كما يمكن لقضيب مطاط مشحون جذب عازل متعادل، صف العمليات المجهرية المختلفة التي تنتج هذه الظواهر المتشابهة. 51. سلك موضوع على طول طاولة المختبر، يسري فيه تيار. صف طريقتين على الأقل يمكنك بهما تحديد اتجاه التيار المار فيه. 52 في أي اتجاه بالنسبة للمجال المغناطيسي يمكنك إمرار تيار كهربائي في سلك بحيث تكون القوة المؤثرة فيه صغيرة جدا أو صفرًا؟ الشكل 24-6. أين يكون المجال المغناطيسي أكبر : عند القطبين أم عند خط الاستواء؟ وضح إجابتك. القطب الشمالي القطب المغناطيسي القطب الشمالي المغناطيسي القطب الجنوبي الشكل 24-6 53. سلكان متوازيان يسري فيهما تياران متساويان إتقان حل المسائل a. إذا كان التياران متعاكسين فأين يكون المجال المغناطيسي الناتج عن السلكين أكبر من 6-1 المغانط الدائمة والمؤقتة المجال الناتج عن أي منهما منفردًا؟ b. أين يكون المجال المغناطيسي الناتج عن السلكين مساويًا ضعف المجال الناتج عن سلك منفرد؟ . إذا كان التياران في الاتجاه نفسه فأين يكون المجال الكلي صفرًا؟ 54. كيف يتغير أقصى تدريج للفولتمتر إذا زادت قيمة المقاومة ؟ 58. ماذا يحدث للمغناطيس المعلق بالخيط عند تقريب المغناطيس الموضح في الشكل 25-6 منه ؟ الشكل 25-6 55. يمكن للمجال المغناطيسي أن يؤثر بقوة في جسيم 59. ماذا يحدث للمغناطيس المعلق بالخيط عند تقريب مشحون، فهل يمكن للمجال أن يغير الطاقة الحركية للجسيم؟ وضح إجابتك. 56. تتحرك حزمة بروتونات من الخلف إلى الأمام في غرفة، فانحرفت إلى أعلى عندما أثر فيها مجال مغناطيسي. ما اتجاه المجال المغناطيسي المسبب لانحرافها؟ المغناطيس الموضح في الشكل 26-6 منه ؟ الشكل 26-6 وزارة التعليم Minist 403ucation 2023-1445

تقويم الفصل 6 60 ارجع إلى الشكل 27 - 6 للإجابة عن الأسئلة الآتية: a. أين يقع القطبان؟ أين يقع القطب الشمالي؟ . أين يقع القطب الجنوبي؟ الشكل 27-6 61. يمثل الشكل 28-6 استجابة البوصلة في موقعين مختلفين بالقرب من مغناطيس. أين يقع القطب الجنوبي للمغناطيس؟ دفترك، ثم ارسم المجال المغناطيسي الناشئ عن مرور التيار في السلك. الشكل 30-6 65. يبين الشكل 631 طرف مغناطيس كهربائي يسري خلاله تيار كهربائي. .. ما اتجاه المجال المغناطيسي داخل الحلقات؟ . ما اتجاه المجال المغناطيسي خارج الحلقات؟ الشكل 628 62. سلك طوله 1.50m يسري فيه تيار مقداره 10.0A، وضع عموديا في مجال مغناطيسي منتظم، فكانت القوة المؤثرة فيه 0.60N. ما مقدار المجال المغناطيسي المؤثر ؟ 63. يسري تيار اصطلاحي في سلك، كما هو موضح في الشكل 29-6 ارسم قطعة السلك في دفترك، ثم ارسم خطوط المجال المغناطيسي الناشئ عن مرور التيار في السلك. الشكل 31-6 66. المغانط الخزفية قيست قوى التنافر بين مغناطيسين خزفيين، ووجد أنها تعتمد على المسافة، كما هو موضح في الجدول 61. a مثل بيانيا القوة كدالة مع المسافة. b. هل تخضع هذه القوة لقانون التربيع العكسي ؟ المسافة (d (cm الجدول 61 القوة (N) 3.93 1.0 0.40 1.2 0.13 1.4 0.057 1.6 0.030 1.8 1.8 0.018 2.0 0.011 22 2.2 0.0076 2.4 2.6 2.8 -0.0028.. 3.0 وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 الشكل 29-6 64. إذا كان التيار الاصطلاحي في الشكل 30-6 خارجا من مستوى الورقة فارسم الشكل في 404

تقويم الفصل 6 6-2 القوى الناتجة عن المجالات المغناطيسية 74 . يسري تيار مقداره 4.5A في سلك طوله 35cm فإذا كان السلك موضوعا في مجال مغناطيسي مقداره 67. يستخدم المخطط الموضّح في الشكل 32-6 لتحويل T 0.53 وموازيا له فما مقدار القوة المؤثرة فيه؟ الجلفانومتر إلى نوع من الأجهزة. ما نوع هذا الجهاز ؟ 75. سلك طوله 625m متعامد مع مجال مغناطيسي الشكل 32-6 68. ماذا تسمى المقاومة في الشكل 32-6 مقداره T 0.40، تأثر بقوة مقدارها 1.8N، ما مقدار التيار المار فيه؟ 76. يؤثر المجال المغناطيسي الأرضي بقوة مقدارها 0.12N في سلك عمودي عليه طوله 0.80m. ما مقدار التيار المار في السلك؟ استعمل المقدار T 10×5.0 للمجال المغناطيسي للأرض. 69. يستخدم المخطط الموضح في الشكل 633 77. إذا كانت القوة التي يؤثر بها مجال مغناطيسي لتحويل الجلفانومتر إلى نوع من الأجهزة. ما نوع هذا الجهاز ؟ الشكل 33-6 70. ماذا تسمى المقاومة في الشكل 33-6 71. سلك طوله 0.50m يسري فيه تيار مقداره 8.0A، وضع عموديا على مجال مغناطيسي منتظم، فكانت القوة المؤثرة فيه 0.40N. ما مقدار المجال المغناطيسي المؤثر؟ 72. يسري تيار مقداره A 5.0 في سلك طوله 0.80m، وضع عموديا على مجال مغناطيسي مقداره 0.60T. ما مقدار القوة المؤثرة فيه ؟ 73. يسري تيار مقداره 6.0A في سلك طوله 25cm فإذا كان السلك موضوعا في مجال مغناطيسي منتظم مقداره 0.30T عموديا عليه فما مقدار القوة المؤثرة فيه ؟ مقداره 0.80T في سلك يسري فيه تيار 7.5A متعامد معه تساوي 3.6N فما طول السلك ؟ 78. سلك لنقل القدرة الكهربائية يسري فيه تيار مقداره 2254 من الشرق إلى الغرب، وهو مواز لسطح الأرض. a. ما القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي الأرضى في كل متر منه ؟ استعمل: x 105T 5.0 = ارض B b. ما اتجاه هذه القوة؟ تُرى هل تعدّ هذه القوة مهمة في تصميم البرج الحامل للسلك؟ وضح إجابتك. 79. الجلفانومترينحرف مؤشر الجلفانومتر إلى أقصى تدريج عندما يمر فيه تيار مقداره 500 a ما مقدار المقاومة الكلية للجلفانومتر ليصبح أقصى تدريج له V 10.0 عند انحرافه بالكامل ؟ b. إذا كانت مقاومة الجلفانومتر1.0k2 فما مقدار المقاومة الموصولة على التوالي (المضاعف)؟ وزارة التعليم Minist405ucation 2023-1445

تقويم الفصل 6 406 80. استخدم الجلفانومتر في المسألة السابقة لصنع أميتر أقصى تدريج له mA 10، فما مقدار a فرق الجهد خلال الجلفانومتر إذا مر فيه تيار 50A، علما بأن مقاومة الجلفانومتر تساوي k2 1.0؟ b. المقاومة المكافئة للأميتر الناتج إذا كان التيار الذي يقيسه mA 10 . المقاومة الموصولة بالجلفانومتر على التوازي للحصول على المقاومة المكافئة الناتجة في الفرع b؟ 81. تتحرك حزمة إلكترونات عموديا على مجال مغناطيسي مقداره 102T×6.0، وبسرعة m/s 10×2.5. ما مقدار القوة المؤثرة في كل إلكترون؟ 82. الجسيم الأولي تحرك ميون (جسيم له شحنة مماثلة الشحنة (الإلكترون بسرعة m/s 102×4.21 عموديا على مجال مغناطيسي، فتأثر بقوة x 102 N 5.00، ما مقدار a. المجال المغناطيسي؟ b. التسارع الذي يكتسبه الجسيم إذا كانت كتلته $1.88×10-28 kg 83. إذا كانت القوة المؤثرة في جسيم أحادي التأين N 10-13×4.1 عندما تحرك عموديا على مجال ومتحرك بسرعة m/s 10×5.65 عموديا على مجال مغناطيسي مقداره 102T×3.20، ما عدد الشحنات الأساسية التي يحملها الجسيم؟ مراجعة عامة 86 وضع سلك نحاسي مهمل المقاومة في الحيز بين مغناطيسين، كما في الشكل 34-6. فإذا كان وجود المجال المغناطيسي مقتصرا على هذا الحيز، وكان مقداره 1.9T فأوجد مقدار القوة المؤثرة في السلك، واتجاهها في كل من الحالات التالية: a. عندما يكون المفتاح مفتوحًا. b. عند إغلاق المفتاح. . عند إغلاق المفتاح وعكس البطارية. d. عند إغلاق المفتاح وتبديل السلك بقطعة مختلفة مقاومتها 5.52 5.552 24 V الشكل 34-6 7.5 cm مغناطيسي مقداره T 0.61، فما مقدار سرعة هذا 87. لديك جلفانومتران، أقصى تدريج لأحدهما الجسيم؟ 50.0HA، وللآخر 500.0A، والملفيهما المقاومة نفسها 8552، والمطلوب تحويلهما إلى أميترين، على 84. يسري تيار كهربائي في حلقة سلكية موضوعة في مجال مغناطيسي منتظم قوي أن يكون أقصى تدريج لكل منهما mA 100.0. داخل غرفة افترض أنك أدرت الحلقة بحيث لم يعد هناك أي ميل لها للدوران نتيجة للمجال المغناطيسي، فما اتجاه المجال المغناطيسي بالنسبة إلى مستوى الحلقة؟ .85 أثرت قوة 16N - 10×5.78 في جسيم مجهول الشحنة a. ما مقدار مقاومة مجزئ التيار للجلفانومتر الأول؟ . ما مقدار مقاومة مجزئ التيار للجلفانومتر الثاني؟ . حدد أيهما يعطي قراءات أدق ؟ وضح إجابتك. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

تقويم الفصل 6 88. الجسيم الأولي يتحرك جسيم بيتا (إلكترون له سرعة كبيرة) عموديا على مجال مغناطيسي مقداره 0.60T بسرعة m/s 107×2.5. ما مقدار القوة المؤثرة في الجسيم؟ 89. إذا كانت كتلة الإلكترون kg 10×9.11 فما مقدار التسارع الذي يكتسبه جسيم بيتا الوارد في المسألة السابقة ؟ 90. يتحرك إلكترون بسرعة m/s 105×8.1 نحو الجنوب في مجال مغناطيسي مقداره 16T نحو صف حركة الإلكترون داخل المجال المغناطيسي. x x x x x x × × x x × x x x x x x x × x x x الشكل 35-6 التفكير الناقد P, الكترون الغرب. ما مقدار القوة المؤثرة في الإلكترون، 94. تطبيق المفاهيم ماذا يحدث إذا مر تيار خلال واتجاهها ؟ 91. مكبر الصوت إذا كان المجال المغناطيسي في سماعة عدد لفات ملفها 250 لفة يساوي 0.15T، وقطر الملف 2.5cm فما مقدار القوة المؤثرة في الملف إذا كانت مقاومته 8.02، وفرق الجهد بين طرفيه V 15؟ 92. يسري تيار مقداره 15A في سلك طوله 25cm موضوع في مجال مغناطيسي منتظم مقداره 0.85T فإذا كانت القوة المؤثرة في السلك تعطى بالعلاقة 0 FILB sin فاحسب القوة المؤثرة في السلك عندما يصنع مع المجال المغناطيسي الزوايا التالية: 90°.a 45°.b 0°.c 93 مسرع نووي سُرع إلكترون من السكون خلال فرق جهد مقداره 20000 بين اللوحين و P، كما هو موضح في الشكل 635. ثم خرج من فتحة صغيرة، ودخل مجالاً مغناطيسيا منتظما مقداره B إلى داخل الصفحة. a. حدد اتجاه المجال الكهربائي بين اللوحين من إلى P أو العكس. b. احسب سرعة الإلكترون عند P بالاستعانة بالمعلومات المعطاة. نابض رأسي، كما هو موضح في الشكل 36-6 وكانت نهاية النابض موضوعة داخل كأس مملوءة بالزئبق؟ ولماذا؟ نابض زئبق الشكل 36-6 95 تطبيق المفاهيم يُعطى المجال المغناطيسي الناتج عن مرور تيار في سلك طويل بالعلاقة (B=(2x10 T .m/A)(l/d؛ حيث تمثل B مقدار المجال بوحدة T (تسلا)، و I التيار بوحدة A (أمبير)، و d البعد عن السلك بوحدة m. استخدم هذه العلاقة لحساب المجالات المغناطيسية التي تتعرض لها في الحياة اليومية a نادرا ما يمر في أسلاك التمديدات المنزلية تيار أكبر من 10A. ما مقدار المجال المغناطيسي على بعد 0.5m من سلك محامل لهذه الأسلاك . مقارنة بالمجال المغناطيسي الأوضني وزارة التعليم Minist407ucation 2023-1445

تقويم الفصل 6 b. يسري في أسلاك نقل القدرة الكهربائية الكبيرة مراجعة تراكمية غالبًا تيار 200A بجهد أكبر من 765. ما مقدار المجال المغناطيسي الناتج عن سلك من 98. احسب الشغل الذي يتطلبه نقل شحنة مقدارها هذه الأسلاك على سطح الأرض على افتراض أنه يرتفع عن سطحها 20m؟ وما مقدار المجال مقارنة بالمجال في المنزل؟ تنصح بعض المجموعات الاستهلاكية المرأة الحامل بعدم استخدام البطانية الكهربائية؛ لأن 10×6.40 خلال فرق جهد مقداره 2500 (الفصل (3) 99. إذا تغير التيار المار في دائرة جهدها V 120 من 1.3 إلى 2.3 فاحسب التغير في القدرة. (الفصل (4) المجال المغناطيسي يسبب مشاكل صحية. قدر 100. وصلت ثلاث مقاومات مقدار كل منها 5552 على المسافة التي يمكن أن يكون فيها الجنين بعيدا عن السلك، موضحًا فرضيتك. إذا كانت البطانية تعمل على تيار 1A فأوجد المجال المغناطيسي عند موقع الجنين. وقارن بين هذا المجال والمجال المغناطيسي الأرضي. 96. جمع المتجهات في جميع الحالات الموصوفة في المسألة السابقة هناك سلك آخر يحمل التيار نفسه في الاتجاه المعاكس أوجد المجال المغناطيسي المحصل على بعد 0.10m من السلك الذي يسري فيه تيار A 10. إذا كانت المسافة بين ا لكين 0.01m فارسم شكلاً يوضح هذا الوضع احسب مقدار المجال المغناطيسي الناتج عن كل سلك، واستخدم القاعدة الأولى لليد اليمنى لرسم متجهات توضح المجالات. واحسب أيضًا حاصل الجمع الاتجاهي للمجالين مقدارا واتجاها. الكتابة في الفيزياء 97. ابحث في المغانط الفائقة التوصيل، واكتب ملخصا من صفحة واحدة للاستخدامات المحتملة لهذه المغانط وتأكد من وصف أي عقبات تقف في طريق التطبيقات العملية لهذه المغانط . التوازي، ثم وصلت المقاومات السابقة على التوالي بمقاومتين تتصلان على التوالي، مقدار كل منهما 552، ما مقدار المقاومة المكافئة للمجموعة ؟ (الفصل 5) وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 408

اختبار مقنن أسئلة الاختيار من متعدد اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يلي: 1. يسري تيار مقداره 7.2A في سلك مستقيم موضوع 5. أي العوامل التالية لا يؤثر في مقدار المجال المغناطيسي لملف لولبي؟ A عدد اللفات مقدار التيار مساحة مقطع السلك نوع قلب الملف في مجال مغناطيسي منتظم T 10×8.9 وعمودي عليه. 6. أي العبارات التالية المتعلقة بالأقطاب المغناطيسية المفردة ما طول جزء السلك الموجود في المجال الذي يتأثر بقوة مقدارها 2.1N؟ 2.6x10³ m 3.1x10 m ® 1.3x10'm 3.3x10' m D غير صحيحة ؟ القطب المغناطيسي المفرد قطب افتراضي شمالي مفرد استخدمها علماء البحث في تطبيقات التشخيص الطبي الداخلي القطب المغناطيسي المفرد قطب افتراضي جنوبي مفرد. 2. افترض أن جزءًا طوله 19cm من سلك يسري فيه تيار D غير موجودة. متعامد مع مجال مغناطيسي مقداره 4.1T، ويتأثر بقوة مقدارها 7.6mN، ما مقدار التيار المار في السلك؟ 7. مجال مغناطيسي منتظم مقداره T 0.25 يتجه رأسيا 3.4x10 A 9.8×10 AB 1.0×10A © 9.8AD إلى أسفل، دخل فيه بروتون بسرعة أفقية مقدارها m/s 10°×4.0. ما مقدار القوة المؤثرة في البروتون واتجاهها لحظة دخوله المجال ؟ 3. تتحرك شحنة مقدارها 7.12C بسرعة الضوء في مجال N 10×1.6 إلى اليسار مغناطیس مقداره 4.02mT. ما مقدار القوة المؤثرة فيها ؟ NB 10×1.6 إلى أسفل 8.59 NA 8.59×102 NO 1.00×10N D 2.90×10' NB NO 10×1.0 إلى أعلى B ND 10×1.0 إلى اليمين الأسئلة الممتدة 8. وصل سلك ببطارية جهدها .5.8V في دائرة تحتوي على مقاومة مقدارها 182. فإذا كان 14cm من السلك داخل مجال مغناطيسي مقداره 0.85T، وكان مقدار القوة 4. إذا تحرك إلكترون بسرعة m/s 10×7.4 عموديا على المؤثرة في السلك تساوي 22mN فما مقدار الزاوية بين مجال مغناطيسي، وتأثر بقوة مقدارها 18N فما شدة السلك والمجال المغناطيسي المؤثر، إذا علمت أن العلاقة المجال المغناطيسي المؤثر ؟ ه T 10-15×6.5 2.4×10 TB 1.3×10 TO 1.5×10 TD الخاصة بالقوة المؤثرة في السلك . 0 F=ILB sin؟ إرشاد هي 7.4 x 10 m/s + 18N قراءة التوجيهات لا يهم كم مرة أذيت اختبارًا خاصا أو امتحانا. أما الأهم فهو أن تقرأ التوجيهات أو التعليمات التي تزود بها في بداية كل جزء؛ فهي لا تستغرق سوى الحظات، إلا أنها تحول دوين ارتكاب أخطاء بسيطة قد تجعلك تؤدي للاختيار يضعورة سمينة وزارة التعليم Minist0ucation 2023-1445