نوع المحتوى

الفصل الثاني: التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي وأجهزة القياس الكهربي

الفيزياء · الثالث الثانوي — الثانوية العامة
⚠️ أنت غير مسجل — يمكنك حل الاختبار لكن النتيجة لن تُحسب في نقاطك. سجل دخولك

1. من العالم الذي لاحظ انحراف إبرة مغناطيسية عند وضعها موازية لسلك يمر به تيار كهربي عام 1819م؟

2. تكون خطوط الفيض المغناطيسي لتيار كهربي يمر في سلك مستقيم على هيئة:

3. تُحسب كثافة الفيض المغناطيسي (B) عند نقطة تبعد مسافة عمودية (d) عن سلك مستقيم طويل يمر به تيار (I) من العلاقة:

4. القيمة العددية لمعامل النفاذية المغناطيسية للهواء (μ) تساوي:

5. تُستخدم قاعدة اليد اليمنى لأمبير في السلك المستقيم لتحديد:

6. سلك مستقيم طويل يمر به تيار كهربي شدته 10 A، فإن كثافة الفيض المغناطيسي في الهواء عند نقطة على بُعد عمودي 10 cm من محوره تساوي: (علماً بأن μ للهواء = 4π × 10⁻⁷ Weber/A.m)

7. في ملف دائري يمر به تيار كهربي، يبدو الوجه الذي يكون فيه اتجاه التيار مع حركة عقارب الساعة قطباً:

8. تكون خطوط الفيض المغناطيسي عند مركز ملف دائري يمر به تيار كهربي:

9. إذا زاد نصف قطر ملف دائري للضعف مع بقاء عدد لفاته وشدة التيار المار فيه ثابتين، فإن كثافة الفيض المغناطيسي عند مركزه:

10. يمثل الملف الدائري الذي يمر به تيار كهربي ثنائي قطب مغناطيسي يكافئ:

11. ملف دائري نصف قطره 11 cm وعدد لفاته 20 لفة، يمر به تيار شدته 1.4 A. فإن كثافة الفيض المغناطيسي عند مركزه في الهواء تساوي: (اعتبر π = 22/7)

12. يشبه المجال المغناطيسي لملف لولبي يمر به تيار كهربي المجال المغناطيسي لـ:

13. ملف لولبي طوله 20 cm وعدد لفاته 800 لفة يمر به تيار 0.7 A في الهواء. كثافة الفيض عند نقطة بداخله على محوره تساوي: (μ = 4π × 10⁻⁷ Weber/A.m)

14. ملف لولبي طوله 0.2 m وعدد لفاته 800 لفة وبداخله قلب من الحديد نفاذيته 1.63 × 10⁻² Weber/A.m. ما شدة التيار اللازم لجعل كثافة الفيض 0.815 Tesla؟

15. في الشكل المقابل، يمر تيار I في سلك موضوع في مجال مغناطيسي B عمودي للداخل، فإن اتجاه القوة F المؤثرة عليه يكون:

شكل السؤال

16. تُستخدم قاعدة اليد اليسرى لفلمنج لتحديد اتجاه:

17. تنعدم القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك مستقيم يحمل تياراً موضوعاً في مجال مغناطيسي منتظم عندما يكون السلك:

18. اذكر نص قاعدة اليد اليمنى لأمبير المستخدمة لتعيين اتجاه المجال المغناطيسي لسلك مستقيم يحمل تياراً.

أظهر الإجابة
نتخيل أننا نقبض باليد اليمنى على السلك بحيث يشير الإبهام إلى اتجاه التيار الكهربي، فإن اتجاه الأصابع الملتفة على السلك يحدد اتجاه المجال المغناطيسي للتيار الكهربي.

19. علل: يُنصح ببناء المساكن بعيداً عن خطوط وأبراج الضغط العالي للكهرباء.

أظهر الإجابة
حفاظاً على الصحة العامة والبيئة؛ لأن كثافة الفيض المغناطيسي تتناسب عكسياً مع المسافة العمودية عن السلك (B ∝ 1/d) فتقل شدة المجال بالابتعاد عنها.

20. عرّف «التسلا» (Tesla) كوحدة لقياس كثافة الفيض المغناطيسي وفقاً لما ورد في الكتاب المدرسي.

أظهر الإجابة
هي كثافة الفيض المغناطيسي الذي يولد قوة مقدارها واحد نيوتن على سلك طوله واحد متر ويمر به تيار كهربي شدته واحد أمبير عندما يكون السلك عمودياً على خطوط الفيض المغناطيسي.

21. تكون القوة المغناطيسية المتبادلة بين سلكين مستقيمين متوازيين يحملان تيارين في اتجاهين متضادين قوة:

22. سلك مستقيم طوله 30 cm يمر به تيار شدته 4 A موضوع عمودياً على اتجاه مجال مغناطيسي منتظم فتأثر بقوة مغناطيسية مقدارها 6 N. تكون كثافة الفيض المغناطيسي مساوية:

23. سلك مستقيم طوله 30 cm يمر به تيار 4 A موضوع في مجال مغناطيسي كثافة فيضه 5 Tesla، إذا كانت الزاوية بين السلك والمجال المغناطيسي 30°، فإن القوة المغناطيسية المؤثرة عليه تصبح:

24. ينعدم عزم الازدواج المؤثر على ملف يمر به تيار كهربي موضوع في مجال مغناطيسي منتظم عندما يكون مستوى الملف:

25. يُحدد اتجاه عزم ثنائي القطب المغناطيسي لملف يمر به تيار كهربي باستخدام قاعدة:

26. تعتمد فكرة عمل الجلفانومتر ذو الملف المتحرك على:

27. في الجلفانومتر الحساس، صُنع قطبا المغناطيس مقعرين لكي تكون خطوط الفيض المغناطيسي في الحيز الذي يتحرك فيه الملف على هيئة:

28. يستقر مؤشر الجلفانومتر ذو الملف المتحرك ويثبت عند قراءة معينة عندما:

29. تُعرّف حساسية الجلفانومتر بأنها زاوية انحراف مؤشره عن وضع الصفر عند مرور تيار شدته الوحدة، وتُقاس بوحدة:

30. مجزئ التيار هو مقاومة صغيرة توصل مع ملف الجلفانومتر على:

31. جلفانومتر مقاومة ملفه 2 Ω يتطلب لإنحرافه إلى نهاية تدريجه مرور تيار شدته 5 mA. فإن مقاومة مجزئ التيار اللازم توصيلها لتحويله إلى أميتر يقيس تياراً أقصاه 10 A تساوي تقريباً:

32. مضاعف الجهد هو مقاومة كبيرة جداً توصل مع ملف الجلفانومتر على:

33. جلفانومتر مقاومة ملفه 0.1 Ω يبلغ أقصى انحراف له عند مرور تيار شدته 1 mA، فإن المقاومة الكلية للفولتميتر اللازم لقياس فرق جهد أقصاه 50 V تساوي:

34. في دائرة الأوميتر الموضحة بالكتاب المدرسي، تُستخدم المقاومة العيارية المتغيرة لـ:

35. دائرة أوميتر تحتوي على جلفانومتر أقصى تيار يقيسه 400 μA وبطارية قوتها الدافعة 1.5 V مهملة المقاومة الداخلية ومقاومة ثابتة 3000 Ω ومقاومة الجلفانومتر 250 Ω. لتصفير الجهاز (انحراف المؤشر لنهاية تدريج التيار)، يجب ضبط المقاومة المتغيرة على قيمة تساوي:

36. يعتمد تدريج جهاز الأوميتر على قانون أوم، ويكون تدريج المقاومات المقاسة على الجهاز:

37. في الشكل المقابل (المنظر هـ)، عندما يكون مستوى الملف عمودياً على اتجاه المجال المغناطيسي، فإن:

شكل السؤال

38. اذكر وظيفتين للملفين الزنبركيين في الجلفانومتر ذو الملف المتحرك.

أظهر الإجابة
1- يعملان كوصلات لدخول وخروج التيار الكهربي من وإلى ملف الجلفانومتر. 2- يتولد فيهما عزم لي مضاد لعزم الازدواج المغناطيسي ليعمل على إيقاف الملف واستقرار المؤشر عند قراءة معينة، وإعادة المؤشر إلى الصفر عند انقطاع التيار.

39. اكتب العلاقة الرياضية المستخدمة لحساب مقاومة مجزئ التيار (Rs) بدلالة تيار الجلفانومتر (Ig)، ومقاومته (Rg)، وأقصى تيار كلي يراد قياسه (I).

أظهر الإجابة
Rs = (Ig × Rg) / (I - Ig)

40. علل: يوضع قلب من الحديد المطاوع داخل ملف الجلفانومتر ذو الملف المتحرك.

أظهر الإجابة
لتركيز وتجميع خطوط الفيض المغناطيسي داخل الحيز الذي يتحرك فيه الملف لزيادة كثافة الفيض.

41. في دائرة الأوميتر، إذا كانت مقاومة الدائرة الداخلية 3750 Ω وأدخلت مقاومة مجهولة Rx تساوي 3750 Ω، فإن مؤشر التيار ينحرف إلى:

42. في تدريج الأوميتر الموضح بالشكل، لماذا تكون أقسام تدريج المقاومة غير متساوية حيث تتباعد في الجهة اليمنى وتتقارب في الجهة اليسرى؟

شكل السؤال

43. تُستخدم قاعدة اليد اليمنى لأمبير في:

44. المجال المغناطيسي الناشئ عن مرور تيار كهربي في سلك على شكل حلقة دائرية يشبه إلى حد كبير المجال المغناطيسي لـ:

45. وحدة قياس كثافة الفيض المغناطيسي (B) المكافئة لـ Tesla وفق ما ورد في الكتاب هي:

46. تعتمد فكرة عمل الجلفانومتر ذو الملف المتحرك على:

47. لزيادة مدى قياس الجلفانومتر ليقيس تيارات كهربية أكبر (تحويله إلى أميتر)، يتم توصيل ملفه بـ:

48. تُعطى العلاقة الرياضية لحساب مقاومة مضاعف الجهد (Rm) في الفولتميتر من العلاقة:

49. ملف مساحة مقطعه 0.2 m² وُضع عمودياً على خطوط فيض مغناطيسي منتظم كثافته 0.04 Wb/m²، فإن الفيض المغناطيسي الذي يمر خلال الملف يساوي:

50. سلك طوله 10 cm يمر به تيار شدته 5 A وُضع موازياً لخطوط مجال مغناطيسي كثافة فيضه 1 Tesla، فإن القوة المغناطيسية المؤثرة عليه تساوي:

51. سلك مستقيم يمر به تيار شدته 5 A، فإن كثافة الفيض المغناطيسي على بعد عمودي منه مقداره 0.2 m تساوي:

52. ملف لولبي طوله 50 cm وعدد لفاته 4000 لفة يمر به تيار شدته 2 A، فإن كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة بداخله وعلى محوره تساوي:

53. ملف مستطيل طوله 12 cm وعرضه 10 cm وعدد لفاته 50 لفة يمر به تيار شدته 3 A، وُضع في مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.4 Tesla، فإن عزم الازدواج المغناطيسي المؤثر عليه عندما يكون مستوى الملف موازياً للمجال يساوي:

54. ملف أميتر لا يتحمل تياراً أكبر من 40 mA، فإذا كانت مقاومة ملفه 0.5 Ω، فإن قيمة مقاومة مجزئ التيار اللازم لتحويله ليقيس تياراً أقصاه 1 A تساوي تقريباً:

55. جلفانومتر يمر به تيار 0.02 A لينحرف مؤشره إلى نهاية التدريج، وعندئذ يكون فرق الجهد بين طرفيه 5 V. ما قيمة المقاومة المضاعفة للجهد التي تجعله صالحاً لقياس فرق جهد قدره 150 V؟

56. أميتر مقاومته 30 Ω، ما قيمة مقاومة مجزئ التيار اللازم لإنقاص حساسية الجهاز إلى الثلث؟ وما المقاومة الكلية المكافئة للأميتر والمجزئ حينئذ؟

57. مللي أميتر مقاومته 5 Ω وأقصى تيار يتحمله ملفه 15 mA يراد تحويله إلى أوميتر باستخدام عمود قوته الدافعة الكهربية 1.5 V ومقاومته الداخلية 1 Ω. فإن قيمة المقاومة العيارية اللازمة تساوي:

58. علل: يوصل ملف الجلفانومتر ذي الملف المتحرك من أسفل بسلك زنبركي.

أظهر الإجابة
ليعمل كعزم لي مضاد لعزم الازدواج المغناطيسي للتحكم في حركة الملف وإعادة المؤشر إلى الصفر عند انقطاع التيار الكهربي، وكذلك كمدخل ومخرج للتيار.

59. علل: عند استخدام الجلفانومتر ذي الملف المتحرك كفولتميتر تُوصل مقاومة كبيرة على التوالي مع ملفه.

أظهر الإجابة
لزيادة المقاومة الكلية للفولتميتر فلا يسحب تياراً يذكر من الدائرة الأصلية عند توصيله على التوازي فلا يتغير فرق الجهد المراد قياسه، ولزيادة مدى قياس فرق الجهد وحماية ملف الجلفانومتر من التلف.

60. في الشكل المقابل لجدول معايرة الأوميتر، احسب قيمة المقاومة الخارجية المضافة Rx التي تجعل مؤشر التيار ينحرف إلى ربع التدريج (100 µA) إذا كانت مقاومة دائرة الأوميتر الداخلية تساوي 3750 Ω.

شكل السؤال
أظهر الإجابة
11250 Ω