ملف تدريبي: حركة الموصلات المستقيمة في المجالات المغناطيسية المنتظمة

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على ربط فرق الجهد المستحث عبر الموصلات المستقيمة بحركتها في المجالات المغناطيسية المنتظمة.

س١:

تطير طائرة صغيرة بسرعة 150 m/s، عبر منطقة فيها كثافة فيض المجال المغناطيسي للأرض العمودي على جناحيها تساوي 35 µT. المسافة بين طرفي الجناحين 12 m. ما فرق الجهد المستحث بين طرفي جناح الطائرة؟

س٢:

تحتوي الدائرة الموضَّحة في الشكل على بطارية جهدها 4.5 V موصَّلة بقضبان ملساء موصِّلة للكهرباء. طرفا القضبان موصلان بقضيب موصِّل للكهرباء طوله 15 cm، ومقاومته 2.5 Ω، وكتلته 750 g. توجد الدائرة في مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 125 mT.

ما مقدار عجلة القضيب؟

ما المعدَّل الابتدائي الذي ينخفض به فرق الجهد علي القضيب بسبب القوة الدافعة الكهربية المستحثة عليه بسبب حركته في المجال المغناطيسي؟

  • أ1.4×10 V/s
  • ب8.4×10 V/s
  • ج62×10 V/s
  • د23×10 V/s
  • ه4.2×10 V/s

س٣:

وُصِّل طرفا قضيب موصِّل بملف موصِّل، كما هو موضَّح في الشكل. يدخل القضيب المنطقة التي تحتوي على مجالين مغناطيسيين مُنتظِمين متساويين في المقدار ومُتعاكِسين في الاتجاه؛ حيث يحتوي كلُّ مجال على نصف طول القضيب بالضبط. يتحرَّك القضيب عموديًّا على اتجاه المجالين. السلك الموصِّل لن يدخل أيَّ مجال من المجالين. يبلغ طول القضيب 2 cm، ويتحرَّك بسرعة 1 cm/s، وتبلغ كثافة فيض كلٍّ من المجالين المغناطيسيين 20 mT. المقاومة الكلية للقضيب والسلك معًا تساوي 0.5 Ω.

ما فرق الجهد بين طرفَي القضيب أثناء تحرُّكه عَبْر المجالين؟

ما شدة التيار المار في السلك أثناء تحرُّك القضيب عَبْرَ المجالين؟

ما فرق الجهد بين أيٍّ من طرفَي القضيب ومركز القضيب أثناء تحرُّكه عَبْرَ المجالين؟

  • أ6.2×10 V
  • ب1.2×10 V
  • ج2.0×10 V
  • د1.5×10 V
  • ه50×10 V

س٤:

يتحرَّك قضيب موصل للكهرباء على قضبان موصلة تكوِّن دائرة كهربية تحتوي على مقاومتين، كما هو موضَّح بالشكل. القدرة المفقودة في الدائرة الكهربية تساوي 65.5 mW. كثافة الفيض المغناطيسي الموجود فيه الدائرة يساوي 945 mT. مقاومة القضيب لكل وحدة طول تساوي 15 Ω/m. أوجد السرعة 𝑣 التي يجب أن يتحرَّك بها القضيب.

س٥:

يتحرَّك قضيب موصِّل على قضبان موصِّلة تكوِّن دائرةً كهربية تحتوي على مقاومة، كما هو موضَّح بالشكل. يتحرَّك القضيب المسافة كلها على القضبان في زمن قدره 36 s بسرعة ثابتة. كثافة الفيض المغناطيسي حول الدائرة ثابتة ومقدارها 275 mT. التيار في الدائرة شدته 32 μA. أوجد مقاومة القضيب.

س٦:

قضيب موصل للكهرباء طوله 3.3 cm، يتحرك في مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 55 mT، كما هو موضَّح في الشكل. يتحرك القضيب بسرعة 8.5 cm/s، وفرق الجهد على القضيب يساوي 110 µV. أوجد الزاوية 𝜃.

س٧:

يتحرَّك قضيب موصِّل للكهرباء طوله 7.2 cm خلال مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 36 mT، كما هو موضَّح في الشكل. يتحرَّك القضيب بسرعة 4.5 cm/s.

ما مقدار فرق الجهد عبر القضيب؟

  • أ3.2×10 V
  • ب1.2×10 V
  • ج2.4×10 V
  • د0.60×10 V
  • ه0.12×10 V

أيُّ طرف من القضيب جهده أكبر؟

  • أ(ب)
  • ب(أ)

س٨:

يتحرَّك ملف مستطيل من سلك بسرعة ثابتة عموديًّا على مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 35 mT، وعرضه 34 cm، كما هو موضَّح في الشكل. مقاومة الملف 2.5 Ω. ما القدرة المتوسطة للتيار الكهربي المستحث في الملف عندما يتحرَّك الملف خلال المجال؟

  • أ1.2×10 W
  • ب8.1×10 W
  • ج1.6×10 W
  • د1.1×10 W
  • ه1.8×10 W

س٩:

يتحرَّك قضيب موصِّل بسرعة 𝑣 بين قطبَيْ مغناطيس في زمن 𝑡=0.15s، ويولِّد قوة دافعة كهربية مقدارها 775 µV على طوله. كثافة المجال المغناطيسي بين القطبين 18 mT. المقطع العرضي للمغناطيس على شكل مربع. أوجد المسافة 𝑑 التي يتحرَّكها القضيب.

س١٠:

قضيب موصِّل طوله 45 cm، وكتلته 550 g. كان القضيب في البداية عند قمة منحدر قياس زاوية ميله 30 مع الأفقي، كما هو موضَّح في الشكل. ينزلق القضيب لأسفل المنحدر دون احتكاك، وأثناء ذلك يتولَّد فرق جهد مُستحَث عَبْرَ طوله. حواف المنحدر التي تُكوِّن محيط سطح المنحدر موصِّلة للكهرباء، ما عدا الحافة التي تقع أسفل موضع القضيب في البداية. المقاومة الكلية للحواف الموصِّلة والقضيب تساوي 15 mΩ. تغيُّر المقاومة الكلية الناتج عن حركة القضيب مُهمَل. يقع المنحدر في مجال مغناطيسي مُنتظِم كثافة فيضه 0.25 T. الشكل غير مرسوم بمقياس رسم.

عندما يتحرَّك القضيب لأسفل على المنحدر، كيف يتغيَّر مقدار القوة المغناطيسية المؤثِّرة على القضيب؟

  • أيزيد.
  • بيَقِلُّ.
  • جيبقى ثابتًا.

يوضِّح التمثيل البياني التغيُّر في سرعة القضيب لأسفل على المنحدر بتغيُّر المسافة التي يتحرَّكها لأسفل على المنحدر. ما اللون الذي يُمثِّل حركة القضيب تمثيلًا صحيحًا؟

  • أالأزرق
  • بالأخضر
  • جالبنفسجي
  • دالأحمر

أوجد سرعة القضيب على المنحدر عند النقطة التي تكون السرعة عندها ثابتة.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.