امتحان الفيزياء الوزاري 2021، الدورة العامة، الفرع الصناعي، مع الإجابات

مواسع كهربائي ذو صفيحتين متوازيتين، مواسعته (٦) ميكروفاراد، ومساحة كل من صفيحتيه (٩) مم²، تم توصيله مع مصدر فرق جهد مقداره (٣٠) فولت. الكثافة السطحية للشحنة على كل من صفيحتيه بالكولوم/م² تساوي:

مواسعان كهربائيان؛ مواسعة الأول (٢) ميكروفاراد، وجهده (٢٠) فولت، ومواسعة الثاني (٤) ميكروفاراد، وجهده (١٠) فولت. العلاقة بين الطاقة المختزنة في المواسع الأول إلى الطاقة المختزنة في المواسع الثاني تكون على أحد الصور الآتية:

معتمدًا على البيانات المثبتة على الشكل المجاور، أجب عن الفقرتين (١٣) و (١٤) الآتيتين: المواسعة المكافئة لمجموعة المواسعات تساوي بالفاراد:

إذا علمت أن قراءة الفولتميتر (٢) فولت، فإن فرق الجهد الكهربائي (جـ س ص) بالفولت يساوي:

الشكل المجاور يمثل دارة المصباح الوماض في آلة التصوير الفوتوغرافي، يضيء المصباح لفترة وجيزة عند إغلاق:

الشكل المجاور يمثل دارة مكونة من موصل وبطارية. يكون اتجاه التيار الاصطلاحي واتجاه المجال داخل الموصل على الترتيب:

مقاومتان كهربائيتان (س، ص) وُصلتا معًا كما في الشكل المجاور، العبارة الصحيحة التي تصف العلاقة بين التيارات التي تمر عبر أجزاء الدارة:

تيار كهربائي مقداره (32) ملي أمبير يمر في موصل. إن عدد الإلكترونات التي تعبر مقطعًا من الموصل خلال (10) ثوانٍ يساوي:

ثلاث مقاومات متماثلة، وُصلت مع مصدر فرق جهد كهربائي كما في الشكل المجاور، إذا كانت القدرة المنتجة من مصدر فرق الجهد (72) واط، وقراءة الأميتر (4) أمبير، فإن قيمة (م) بالأوم تساوي:

المقاومة المكافئة لمجموعة المقاومات الموضحة في الشكل المجاور بدلالة (م) تساوي:

اتصلت مقاومتان (م، 2 م) بمصدر فرق جهد كما في الشكل المجاور، عند غلق المفتاح (ح) فإن قراءة كل من الأميتر والفولتميتر على الترتيب:

في الدارة الكهربائية الموضحة في الشكل المجاور (جـ أ ب) يساوي:

سخان كهربائي قدرته (1500) واط. الطاقة المستهلكة بالجول في مقاومة السخان خلال (30) ثانية تساوي:

يمر تيار كهربائي مقداره (6) أمبير في موصل. كمية الشحنة التي تعبر مقطع الموصل في ثانيتين بالكولوم تساوي:

موصلان من النوع نفسه، الأول طوله (20) م، ومقاومته (108) أوم، والثاني طوله (5) م، ومساحة مقطعه ثلاثة أمثال مساحة مقطع الموصل الأول. مقاومة الموصل الثاني بالأوم تساوي:

أحد الأشكال الآتية يمثل بشكل صحيح أحد خطوط المجال المغناطيسي الناشئ عن مغناطيس مستقيم:

يتحرك جُسيم شحنته (4) ميكروكولوم بسرعة ⁦(3 × 10⁴)⁩ م/ث في مسار دائري تحت تأثير مجال مغناطيسي منتظم مقداره (2) تسلا عمودي على المسار الدائري. القوة المركزية المؤثرة في الجُسيم بالنيوتن تساوي:

قُذف إلكترون عموديًا على مجال كهربائي كما في الشكل المجاور، فتأثر بقوة كهربائية مقدارها (6,⁦4 × 10⁻¹⁷⁩) نيوتن. المجال المغناطيسي الذي يجب أن يؤثر في الإلكترون كي يحافظ على حركته بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم:

تبين الأشكال الآتية موصل مستقيم طوله (ل) يحمل تيارًا كهربائيًا (ت)، وموضوع في مجال مغناطيسي (غ) في أوضاع مختلفة. تكون القوة المغناطيسية المؤثرة في الموصل أكبر ما يمكن في الوضع:

يمثل الشكل المجاور موصلين مستقيمين طويلين يحملان تيارين كهربائيين. إذا علمت أن (ت1 > ت2)، فإن المجال المغناطيسي المحصل والناشئ عن الموصلين يكون أكبر ما يمكن عند النقطة:

ملف لولبي عدد لفاته (ن) وطوله (ل)، يحيط به ملف دائري عدد لفاته (ن) ونصف قطره (نق)، كما في الشكل المجاور. إذا علمت أن مركز الملف الدائري يقع على محور الملف اللولبي، وأن الملفين يحملان تيارين متساويين مقدارًا ومتعاكسين في الاتجاه. إن النسبة بين طول الملف اللولبي إلى نصف قطر الملف الدائري (ل : نق) التي تجعل المجال المغناطيسي المحصل عند مركز الملف الدائري يساوي صفرًا:

في الشكل المجاور عند تحريك المغناطيس في الاتجاه الموضح فإن التدفق المغناطيسي عبر الملف اللولبي وشدة إضاءة المصباح على الترتيب:

حلقتان (س، ص) مساحتاهما (أ، 3أ) على الترتيب. متجه المساحة لكل منهما مواز لاتجاه مجال مغناطيسي يتغير مقداره بانتظام مع الزمن. النسبة بين متوسط القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة في الحلقة (س) إلى متوسط القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة في الحلقة (ص) خلال المدة الزمنية نفسها:

في الشكل المجاور حلقة موصلة مغمورة في مجال مغناطيسي منتظم يتجه نحو المحور الزيني السالب، إذا زاد مقدار المجال المغناطيسي بمعدل ثابت فإن اتجاه التيار الكهربائي الحثي المتولد في الحلقة والمجال المغناطيسي الحثي الناشئ عنه على الترتيب:

الرسم البياني المجاور يمثل العلاقة بين معدل التغير في التيار المار في ملف ($\Delta$ ت / $\Delta$ ز) والقوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة فيه. معامل الحث الذاتي للملف بالهنري يساوي:

محث عدد لفاته (400) لفة ومحثته (5) هنري، إذا كان التغير في التيار المار بالملف خلال مدة زمنية معينة ⁦(8 × 10⁻²)⁩ أمبير فإن التغير في التدفق المغناطيسي بالويبر المتولد عبر الملف خلال المدة الزمنية نفسها يساوي:

يمتاز الإشعاع الكهرومغناطيسي الصادر عن الأجسام حسب مبدأ تكمية الطاقة بأنه:

يمثل الشكل المجاور عملية انبعاث إلكترونات ضوئية من مهبط خلية كهروضوئية. عند إغلاق المفتاح (ح) فإن أحد الآتية يزداد:

يبين الشكل المجاور العلاقة البيانية بين تردد الضوء الساقط على سطح فلز والطاقة الحركية العظمى للإلكترونات المنبعثة منه. معتبراً ثابت بلانك يساوي (⁦6.4 × 10⁻³⁴⁩ جول.ث)، فإن قيمة (أ) بالإلكترون فولت تساوي:

سقط ضوء تردده ⁦(7 × 10¹⁴)⁩ هيرتز على سطح صوديوم، إذا علمت أن اقتران الشغل للصوديوم يساوي (2.3) إلكترون فولت، فإن الطاقة الحركية العظمى للإلكترونات الضوئية المنبعثة بالإلكترون فولت تساوي:

سقطت حزمة من الضوء على مهبط خلية كهروضوئية فانبعثت منه إلكترونات ضوئية مشكلة تياراً كهروضوئياً، إذا أسقطت على المهبط نفسه حزمتان من الضوء كلتاهما مماثلة للأولى، فإن أحد الآتية يبقى دون تغيير:

إذا علمت أن طول موجة العتبة لفلز يساوي (300) نم، فإن اقتران الشغل للفلز بالإلكترون فولت يساوي:

يوجد للحديد في الطبيعة أربعة نظائر، إذا حصلنا على نواة من كل نظير من هذه النظائر فإنها تكون متساوية في:

إحدى النوى الآتية من المؤكد أنها غير مستقرة:

إذا علمت أن طاقة الربط النووية لنواة الديتيريوم ($_{1}^{2}H$) تساوي (2,2) مليون إلكترون فولت، فإن إحدى العبارات الآتية صحيحة:

يبين الجدول الآتي بيانات لأربع نوى مختلفة، النواة الأكثر استقراراً هي:

الإشعاع الذي له أكبر قدرة على تأيين ذرات الوسط الذي يعبره من بين الإشعاعات الآتية هو:

عندما يتحلل أحد بروتونات النواة إلى نيوترون وبوزيترون، فإن النواة تحتفظ بالنيوترون وتبعث البوزيترون على صورة إشعاع بيتا الموجب وذلك:

تشترك سلاسل الاضمحلال الإشعاعي جميعها في أحد الخصائص الآتية:

تمر نواة الثوريوم $_{90}^{232}Th$ في إحدى سلاسل الاضمحلال الإشعاعي بسلسلة اضمحلالات إشعاعية لتنتج نواة الرادون $_{86}^{220}Rn$. عدد كل من دقائق ألفا ودقائق بيتا السالبة المنبعثة على الترتيب نتيجة هذه الاضمحلالات: