فَكر وعلا م يعتمد و اختيارات اسئلة الفصل الثاني – فيزياء السادس العلمي

نص السؤال:

بيّن القوة المغناطيسية المؤثرة في جسيم مشحون يتحرك داخل مجال مغناطيسي؟

الجواب يتطلب معرفة:

القوة المغناطيسية التي تؤثر على جسيم مشحون عندما يدخل إلى مجال مغناطيسي لا تعتمد فقط على وجود المجال، بل تعتمد على عدة عوامل كما هو موضح:

✅ تعتمد على:

1. مقدار شحنة الجسيم $q$:
   • كلما زادت الشحنة، زادت القوة المؤثرة عليه.
   • إذا كانت الشحنة سالبة أو موجبة، فإن اتجاه القوة يختلف (بحسب قاعدة اليد اليمنى).
2. سرعة الجسيم $v$:
   • يجب أن يكون الجسيم في حالة حركة داخل المجال حتى يتولد تأثير مغناطيسي.
   • الجسيم الساكن داخل مجال مغناطيسي لا يتأثر بقوة مغناطيسية.
3. كثافة الفيض المغناطيسي $B$:
   • وهي شدة المجال المغناطيسي.
   • تقاس بوحدة تسلا، وكلما كانت أكبر زادت القوة المغناطيسية.
4. الزاوية $\theta$ بين متجه السرعة $\vec{v}$ ومتجه المجال المغناطيسي $\vec{B}$:
   • تؤثر على مقدار القوة وفقًا للعلاقة:

     $$F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta)$$

   • حيث:
     • أكبر قوة تكون عندما تكون الزاوية $\theta = 90^\circ$
     • القوة تساوي صفرًا عندما يكون $\theta = 0^\circ$ أو $180^\circ$ (أي أن الجسيم يتحرك موازيًا للمجال)

خلاصة:

القوة المغناطيسية المؤثرة على جسيم مشحون متحرك داخل مجال مغناطيسي تعتمد على:

🔹 مقدار الشحنة
🔹 سرعة الجسيم
🔹 شدة المجال
🔹 زاوية الحركة بالنسبة للمجال

نص السؤال:

بيّن القوة المغناطيسية الثانية المتولدة عموديًا على ساق موصلة متحركة في مجال مغناطيسي وينساب فيها تيار محتث؟

✅ الجواب: تعتمد القوة على العوامل التالية:

1. طول الساق المتحرّكة (l):
   • كلما زاد طول الساق، زادت المساحة التي يقطعها خلال المجال المغناطيسي، مما يزيد القوة المغناطيسية.
2. مقدار التيار المنساب في الساق (I):
   • التيار الكهربائي يُنتج مجالًا مغناطيسيًا، وبالتالي يتفاعل مع المجال الخارجي وتظهر عليه قوة مغناطيسية.
   • القوة تكون أكبر كلما زاد التيار.
3. كثافة الفيض المغناطيسي (B):
   • كلما كان المجال المغناطيسي أقوى (أي $B$ أكبر)، زادت القوة المغناطيسية الناتجة.

💡 العلاقة الرياضية التي تحكم هذه القوة:

$$F = B \cdot I \cdot l \cdot \sin(\theta)$$

• في الحالة المذكورة في السؤال، الساق عمودية على المجال المغناطيسي، أي أن الزاوية $\theta = 90^\circ$، وبذلك:

$$\sin(90^\circ) = 1 \Rightarrow F = B \cdot I \cdot l$$

✨ استنتاج:

القوة المغناطيسية المؤثرة على ساق موصلة يتحرك فيها تيار داخل مجال مغناطيسي تعتمد على:

• طول الساق
• شدة التيار
• شدة المجال المغناطيسي

✳️ السؤال الأول:

بيّن الفيض المغناطيسي الذي يخترق الملف الثانوي؟

✅ الجواب: “التيار المار في الملف الابتدائي”

💡 الشرح:

الملف الابتدائي يُمرر فيه تيار كهربائي، وهذا التيار يولّد حوله مجالًا مغناطيسيًا، وبالتالي فإن:

• الفيض المغناطيسي الناتج من التيار الابتدائي يعبر خلال الملف الثانوي (الموضوع بالقرب منه أو حوله).
• هذا الفيض هو السبب الرئيسي في توليد قوة دافعة كهربائية في الملف الثانوي (حسب قانون فاراداي).

إذًا: الفيض المغناطيسي داخل الملف الثانوي هو ناتج عن التيار المار في الملف الابتدائي.

✳️ السؤال الثاني:

بمَ يتغير الفيض المغناطيسي الذي يخترق الملف الثانوي؟

✅ الجواب: “يعتمد على التغير في التيار المار في الملف الابتدائي”

💡 الشرح:

لكي تتولد قوة دافعة كهربائية مستحثة في الملف الثانوي، يجب أن يكون هناك تغير في الفيض المغناطيسي، وهذا التغير يحصل عندما:

• يتغير التيار في الملف الابتدائي (يزداد أو ينقص).
• لأن الفيض $\Phi$ يتناسب مع التيار الابتدائي $I$ وفقًا للعلاقة:

  $$\Phi \propto I$$

إذًا:

• إذا ثبت التيار الابتدائي ⇒ يبقى الفيض ثابتًا ⇒ لا يتولد تيار في الثانوي
• إذا تغير التيار الابتدائي ⇒ يتغير الفيض ⇒ يتولد تيار في الثانوي

✅ خلاصة:

• الفيض الذي يخترق الملف الثانوي ناتج عن التيار في الابتدائي.
• تغير هذا الفيض يعتمد على تغير التيار في الابتدائي.