امتحان الفيزياء الوزاري 2020، الدورة العامة، الدراسة الخاصة، مع الإجابات

أي الشحنات الكهربائية الآتية يمكن لجسيم مشحون أن يحملها بوحدة الكولوم؟ ( شₑ = −١,٦ × ١٠⁻¹⁹ كولوم )

يبين الشكل المجاور شحنة كهربائية (−٥ × ١٠⁻⁶) كولوم موضوعة في الهواء، والنقطة (د) تقع في مجال الشحنة الكهربائية، المجال الكهربائي بوحدة (نيوتن/كولوم) عند النقطة (د) يساوي: ( أ = ٩ × ١٠⁹ نيوتن.م²/كولوم² )

مجال كهربائي منتظم مقداره (١٦٧) نيوتن/كولوم ناشئ عن صفيحتين موصلتين متوازيتين مشحونتين، تحرك بروتون من السكون من نقطة عند الصفيحة الموجبة إلى نقطة عند الصفيحة السالبة، فوصل الصفيحة السالبة بسرعة (١,٦ × ١٠⁵) م/ث؛ فإن مقدار البعد بين الصفيحتين بوحدة المتر هو: (كبروتون = ١,٦٧ × ١٠⁻²⁷ كغ، شبروتون = ١,٦ × ١٠⁻¹⁹ كولوم)

وضعت شحنة نقطية (ش) عند نقطة ما في مجال كهربائي فاختزنت طاقة وضع كهربائية مقدارها (٢٠) جول، إذا تم مضاعفة الشحنة الموضوعة لتصبح (٢ش)، فإن طاقة الوضع الكهربائية المختزنة فيها تصبح بالجول تساوي:

تقع النقاط (س، ص، ع، ل) على خط المجال الكهربائي الموضح في الشكل المجاور. النقطة التي يكون عندها الجهد الكهربائي الأقل مقدارًا هي:

اعتمادًا على البيانات الموضحة في الشكل المجاور، المجال الكهربائي بين الصفيحتين المتوازيتين (س، ص) بوحدة (نيوتن/كولوم) يساوي:

إذا شحن مواسع كهربائي ذو صفيحتين متوازيتين بوصله مع بطارية، فإن شحنة المواسع هي:

يبين الشكل المجاور العلاقة بين جهد المواسع وشحنته في أثناء عملية الشحن، عندما يصبح جهد المواسع (٤) فولت فإن الطاقة المختزنة فيه بوحدة الجول تساوي:

اعتمادًا على البيانات الموضحة في الشكل المجاور، والذي يبين ثلاثة مواسعات كهربائية متماثلة موصولة مع بطارية فرق جهدها (١٠) فولت. مقدار الشحنة الكلية في مجموعة المواسعات بوحدة الميكروكولوم هي:

يمر تيار كهربائي مقداره (٤) أمبير في موصل، إذا علمت أن شحنة الإلكترون (١,٦ × ١٠⁻¹⁹) كولوم، فإن عدد الإلكترونات التي تعبر مقطع الموصل في زمن قدره (٢) ثانية يساوي:

موصل مساحة مقطعه (٠,٤) مم²، وطوله (٤٠) م، عندما وصل مع مصدر فرق جهد كهربائي (٢٠) فولت، مرَّ فيه تيار كهربائي مقداره (٨) أمبير، مقدار مقاومية مادته بوحدة (أوم. متر) تساوي:

مصباح كهربائي مكتوب عليه (٤٠ واط، ٢٢٠ فولت) وصل طرفاه مع مصدر فرق جهد كهربائي (٢٢٠) فولت، مقدار الطاقة الكهربائية المستهلكة عند تشغيله لمدة (٣٠) دقيقة بوحدة (كيلوواط.ساعة) تساوي:

اعتمادًا على البيانات الموضحة في الشكل المجاور، والذي يبين جزءًا من دارة كهربائية، ما قيمة المقاومة الكهربائية (م) بوحدة الأوم ؟

اعتمادًا على البيانات الموضحة في الشكل المجاور، والذي يبين جزءًا من دارة كهربائية. ما مقدار القدرة الكهربائية التي تنتجها البطارية (ق_د₁) بوحدة الواط ؟

يمثل الشكل المجاور خطوط المجال المغناطيسي لمغناطيس مستقيم، والنقاط (س، ص، ع، ل) تقع ضمن المجال المغناطيسي له، النقطة التي يكون مقدار المجال المغناطيسي عندها الأكبر هي:

عندما تتحرك شحنة كهربائية سالبة بسرعة (ع) داخل مجال مغناطيسي منتظم (غ) كما يوضح ذلك الشكل المجاور. فإن اتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة في الشحنة نحو محور:

إذا دخل جسيم مشحون كتلته (٤ × ١٠⁻¹⁰) كغ، وشحنته (٤) ميكروكولوم مجالًا مغناطيسيًا منتظمًا مقداره (٠,٢) تسلا وبسرعة مقدارها (١٠⁴) م/ث باتجاه عمودي على المجال المغناطيسي، فإن مقدار التغير في طاقته الحركية بعد مرور (٣) ثوان على وجوده داخل المجال المغناطيسي بوحدة الجول هو:

أدخل جسيمان متماثلان في الكتلة والسرعة ومقدار الشحنة بشكل عمودي منطقة مجالين كهربائي ومغناطيسي منتظمين ومتعامدين كما هو موضح في الشكل المجاور، فإذا علمت أن الجسيم الموجب استمر في مساره المستقيم بسرعة ثابتة، فإن مقدار قوة لورنتز المؤثرة في الجسيم السالب عند مروره بين الصفيحتين تساوي:

اعتمادًا على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، والذي يبين جزءًا من موصل، صنع منه جزء من لفة دائرية مركزها (م)، إذا كان المجال المغناطيسي الناشئ عن التيار الكهربائي المار في الموصل عند النقطة (م) يساوي (٢ × ١٠⁻⁵) تسلا نحو (− ز)، فإن مقدار الزاوية (θ) يساوي: (μ₀ = ٤π × ١٠⁻⁷ تسلا.م/أمبير)

العبارة الآتية (عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تخترق سطحًا ما عموديًا عليه) هي تعريف:

ملف عدد لفاته (١٠٠) لفة، ومساحة اللفة الواحدة (٢ × ١٠⁻²) م²، غمر في مجال مغناطيسي منتظم (٢) تسلا، بحيث يكون متجه المساحة موازيًا لاتجاه المجال المغناطيسي، إذا تلاشى المجال المغناطيسي خلال (٠,٢) ثانية، فإن متوسط القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة بالفولت تساوي:

محث محاثته (١٠) هنري، وعدد لفاته (٣٠٠) لفة، إذا تغير التيار الكهربائي المار فيه من (٢) أمبير إلى (٨) أمبير خلال فترة زمنية ما، فإن مقدار التغير في التدفق المغناطيسي عبر المحث خلال الفترة الزمنية نفسها بوحدة الويبر يساوي:

استنادًا للظاهرة الكهرضوئية فإن أثر نقصان شدة الضوء الساقط في كلٍ من ( تيار الإشباع، الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات الضوئية المنبعثة) على الترتيب هو:

إلكترون ذرة الهيدروجين في مستوى الطاقة الرابع، إذا انتقل إلى المستوى الثالث فإنه يبعث فوتونًا ينتمي إلى متسلسلة:

إذا كان أحد الترددات الإشعاعية الصادرة عن جسم ساخن يساوي (٨ × ١٠¹⁴) هيرتز، فإن مقدار طاقة الكمة الواحدة لهذا الإشعاع بوحدة (إلكترون فولت) يساوي: (هـ = ٦,٦ × ١٠⁻³⁴ جول.ث، شₑ = −١,٦ × ١٠⁻¹⁹ كولوم )

إلكترون وبروتون يتحركان بالسرعة نفسها، إذا علمت أن كتلة البروتون أكبر من كتلة الإلكترون فإن:

إذا علمت أن العدد الذري لعنصر ما يساوي (٣١) ونصف قطر نواته (٤,٨ × ١٠⁻¹⁵) م، فإن عدد النيوترونات في نواته يساوي: ( نق₀ = ١,٢ × ١٠⁻¹⁵ م)

إذا علمت أن العدد الكتلي للنواة (س) يساوي (٢٠٠)، وطاقة الربط النووية لكل نيوكليون فيها يساوي (٨) مليون إلكترون فولت/نيوكليون، فإن طاقة الربط النووية للنواة (س) بوحدة (مليون إلكترون فولت) تساوي:

من نواتج تحلل أحد نيوترونات النواة الإلكترون، ووفق فرضية دي بروي يكون الطول الموجي المصاحب للإلكترون مقارنة بأبعاد النواة:

في المعادلة النووية الآتية ( ${}^{26}_{13}\mathrm{Al} \rightarrow {}^{26}_{12}\mathrm{Mg} + {}^{0}_{+1}e + \nu$ ) يعد البوزيترون المنبعث أحد نواتج تحلل: