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

الرسم البياني المجاور يمثل العلاقة بين فرق الجهد الكهربائي بين طرفي مواسع وشحنته، الطاقة المختزنة في المواسع تساوي:

الشكل المجاور يمثل مجموعة مواسعات متماثلة اتصلت بمصدر فرق جهد، إن شحنة المواسع (س4) تساوي:

مواسعان كهربائيان يتصلان معًا كما في الشكل المجاور. العبارة الصحيحة التي تصف العلاقة بين المواسعين:

في العلاقة الرياضية: (س= ش/جـ) نستنتج أن المواسعة الكهربائية (س) للمواسع الكهربائي:

معتمدًا على البيانات المثبتة على الشكل المجاور الذي يمثل جزءًا من دارة كهربائية، وإذا علمت أن الطاقة المختزنة في المواسع (٤) ميكروفاراد تساوي (٣,٢ × ١٠^-٥) جول، فأجب عن الفقرتين (١٥، ١٦) الآتيتين: شحنة المواسع (٢ ميكروفاراد) بالميكروكولوم تساوي:

فرق الجهد (جـ_أب) بالفولت يساوي:

مواسع كهربائي ذو صفيحتين متوازيتين، تم توصيله مع مصدر فرق جهد مقداره (٢٠) فولت حتى شُحن تمامًا، فكانت شحنته الكلية (٤ × ١٠^-٦) كولوم. إن مواسعة المواسع بالميكروفاراد تساوي:

مجموعة مواسعات متماثلة في المواسعة، وُصلت على التوازي فكانت مواسعتها المكافئة تعادل (١٦) مثل لمواسعتها المكافئة في ما لو وُصلت على التوالي. إن عدد هذه المواسعات:

يمثل الشكل المجاور جزءًا من دارة كهربائية تحتوي على أربعة مواسعات، إذا علمت أن قيم المواسعات بالميكروفاراد، ومواسعتها المكافئة (٥) ميكروفاراد، فإن مواسعة المواسع (س١) بالميكروفاراد تساوي:

الشكل الذي يمثل المقاومة المتغيرة من بين الأشكال الآتية:

ينشأ التيار الكهربائي في موصل ما عن:

ثلاثة موصلات كهربائية (1، 2، 3) مصنوعة من نفس المادة، الترتيب التصاعدي للمقاومات الكهربائية لهذه الموصلات يكون على أحد الصور الآتية:

يمر تيار كهربائي مقداره (64) ملي أمبير في موصل. إن عدد الإلكترونات التي تعبر مقطعًا من الموصل خلال (20) ثانية يساوي: (شحنة الإلكترون = ⁦1.6 × 10⁻¹⁹⁩ كولوم)

العبارات الآتية جميعها صحيحة في ما يتعلق بالمواد فائقة الموصلية ما عدا:

الدارة المجاورة تحوي ثلاث مقاومات متماثلة، عند إغلاق المفتاح (ح)، فإن قراءة الأميتر ⁦(A1)⁩ وقراءة الأميتر ⁦(A2)⁩ على الترتيب:

اتصلت ثلاث مقاومات كما في الشكل المجاور، اعتمادًا على البيانات المثبتة فإن الترتيب التنازلي لمقدار التيار الذي يمر في كل من المقاومات:

يمر تيار كهربائي مقداره (3.2) أمبير في موصل مساحة مقطعه (0.4) مم²، إذا علمت أن عدد الإلكترونات الحرة في وحدة الحجوم من الموصل يساوي ⁦(1 × 10²⁹)⁩ إلكترون/م³، فإن السرعة الانسياقية للإلكترونات الحرة في هذا الموصل بوحدة (مم/ث) تساوي: (شحنة الإلكترون = ⁦1.6 × 10⁻¹⁹⁩ كولوم)

يطلق على: "نسبة فرق الجهد بين طرفي موصل إلى التيار الكهربائي المار فيه" اسم:

يوضح الشكل المجاور العلاقة البيانية بين فرق الجهد بين طرفي موصل فلزي والتيار الكهربائي المار فيه. إذا وُصل الموصل مع فرق جهد مقداره (30) فولت، فإن التيار الكهربائي الذي سيمر فيه بالأمبير يساوي:

يبين الجدول المجاور قيم مقاومية أربع مواد عند درجة حرارة الغرفة. معتمدًا على البيانات الواردة في الجدول، أجب عن الفقرتين (30، 31) الآتيتين: المادة التي تعد عازلة من بين المواد الواردة في الجدول هي:

إذا أُخذ جزء من المادة (و) طوله (4) م ومساحة مقطعه (0.2) مم²، فإن مقاومته بالأوم تساوي:

للحصول على أكبر مقاومة مكافئة لثلاث مقاومات متماثلة يتم توصيلها بأحد الطرق الآتية:

في الشكل المجاور، إذا كان التيار الكهربائي المار في المقاومة (م3) يساوي (2) أمبير، اعتمادًا على البيانات المثبتة على الشكل، أجب عن الفقرتين (33، 34) الآتيتين: التيار الكهربائي بالأمبير الذي يمر في المقاومة (م2) يساوي:

المقاومة المكافئة في الدارة الكهربائية بالأوم تساوي:

تتصل مقاومة (م) مع مصدر فرق جهد (جـ) كما في الشكل المجاور، إذا وُصلت مقاومة أخرى مع المقاومة الأولى ومماثلة لها على التوالي، فإن أحد الآتية يحدث في الدارة:

إذا علمت أن فرق الجهد بين طرفي المقاومة ⁦(6) Ω⁩ يساوي (3) فولت، فإن فرق الجهد (جـ) بالفولت يساوي:

يسقط مغناطيس باتجاه ملف كما في الشكل المجاور. في أثناء اقترابه من الملف فإن اتجاه التيار الحثي المار في الغلفانوميتر ونوع القطب المتكون عند الطرف (ب) على الترتيب:

ملف عدد لفاته (20) لفة، يزداد التدفق المغناطيسي عبره بمقدار (0.2) ويبر خلال (0.02) ثانية. متوسط القوة الدافعة الحثية المتولدة في الملف بالفولت يساوي:

الشكل الصحيح الذي يمثل حركة حلقة فلزية في مجال مغناطيسي لتوليد قوة دافعة كهربائية حثية هو:

وحدة القياس التي تكافئ الويبر هي:

يتحرك موصل مستقيم طوله (0.4) م، وبسرعة (50) سم/ث، في مجال مغناطيسي منتظم مقداره (0.2) تسلا، كما في الشكل المجاور. مقدار القوة الدافعة الكهربائية الحثية بالفولت المتولدة في الموصل وطرفه الموجب على الترتيب:

"اتجاه التيار الحثي يكون بحيث ينتج منه مجال مغناطيسي حثي يقاوم التغيّر في التدفق المغناطيسي الذي سببه" ما سبق يمثل نص قانون:

سطح مساحته (أ) مغمور في مجال مغناطيسي منتظم (غ) كما في الشكل المجاور. يزداد التدفق المغناطيسي عبر السطح بأحد الحالات الآتية:

يبين التمثيل البياني المجاور العلاقة بين متوسط القوة الدافعة الكهربائية الحثية والزمن عندما حُرّك مغناطيس داخل ملف عدد لفاته (400) لفة، ومساحة مقطع اللفة الواحدة (50) سم²، واتجاه المجال المغناطيسي يوازي متجه المساحة. التغير في مقدار المجال المغناطيسي الذي يخترق الملف بالتسلا خلال الفترة (أ) يساوي:

حلقة موصلة مساحتها (0,3) م² مغمورة في مجال مغناطيسي منتظم (0,25) تسلا، واتجاه المجال المغناطيسي يوازي متجه المساحة. إذا أصبحت مساحة الحلقة (0,1) م² خلال (0,5) ث، فإن متوسط القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة في الحلقة بالفولت يساوي:

موصل مستقيم يمر فيه تيار (ت)، يتحرك ملف مربع الشكل بالقرب من الموصل كما هو موضح في الأشكال الآتية. الحالة/الحالات التي سيتولد فيها تيار حثي في الملف المربع:

ملف لولبي عدد لفاته (200) لفة، ومساحة مقطعه العرضي (60) سم²، مغمور في مجال مغناطيسي يتغير بمعدل (-0,2) تسلا/ث. إن متوسط القوة الدافعة الكهربائية الحثية الناتجة في الملف اللولبي بالفولت تساوي:

موصل مستقيم مغمور في مجال مغناطيسي منتظم. الشكل الذي يمثل الحالة التي تنشأ فيها قوة دافعة كهربائية حثية من بين الأشكال الآتية: [أربعة رسومات توضيحية أ، ب، ج، د لموصل يتحرك في مجال مغناطيسي]

مجال مغناطيسي مقداره (0,1) تسلا يخترق سطحًا مساحته (30) سم² كما في الشكل المجاور. التدفق المغناطيسي عبر السطح بالويبر يساوي: (جتا ⁦37° = 0⁩,8 ، جا ⁦37° = 0⁩,6)

في الشكل المجاور الاتجاه الذي يتحرك فيه الموصل (أ ب) في مجال مغناطيسي منتظم ليتولد فيه تيار حثي من (ب) إلى (أ) عندما يكون جزءًا من مسار مغلق: