امتحان الفيزياء الوزاري 2022، الدورة العامة، الفرع الصناعي، التعليم الصحي، مع الإجابات

الأداة التي تُستخدم في بعض الدارات الكهربائية بهدف تخزين الطاقة الكهربائية هي:

مواسعان متساويان في مساحة كل من صفيحتيهما وموصولين مع مصدر فرق جهد (جـ) كما في الشكل المجاور، إذا كان البعد بين صفيحتي المواسع الثاني (س₂) مِثلي البعد بين صفيحتي المواسع الأول (س₁)، فإن فرق الجهد الكهربائي بين طرفي (س₂) بدلالة (جـ) يساوي:

ثلاثة مواسعات كهربائية متماثلة موصولة مع بطارية كما في الشكل المجاور، إذا كانت شحنة المواسع (س₁) تساوي (ش) وفرق الجهد بين طرفيه (جـ)، فإن الطاقة الكهربائية المختزنة في المجموعة تساوي:

مواسع كهربائي ذو صفيحتين متوازيتين البعد بين صفيحتيه (ف) ومساحة كل من صفيحتيه (أ)، إذا أردنا أن تكون مواسعته (1) ميكروفاراد، فإن النسبة (ف/أ) بوحدة (م⁻¹) تساوي:

مواسع كهربائي ذو صفيحتين متوازيتين شُحن بوصله مع مصدر جهد كهربائي. إذا فُصل عن مصدر الجهد ثم أُبعدت إحدى صفيحتيه عن الأخرى، فإن الكمية التي ستزداد للمواسع هي:

يمثل الشكل المجاور موصلاً كهربائيًا متصلاً مع مصدر فرق جهد، يكون اتجاه كل من المجال الكهربائي وحركة الإلكترونات في الموصل على الترتيب:

• الشكل المجاور يمثل أربع مقاومات متماثلة مقاومة كل منها (م) موصولة مع بطارية قوتها الدافعة الكهربائية (ق.د) ومقاومتها الداخلية (م.د) تساوي (4- م). اعتمد على ذلك في الإجابة عن الفقرتين (17) و (18) الآتيتين: قراءة الأميتر ⁦(A)⁩ تساوي:

الشكل المجاور يمثل أربع مقاومات متماثلة مقاومة كل منها (م) موصولة مع بطارية قوتها الدافعة الكهربائية (ق.د) ومقاومتها الداخلية (م.د) تساوي (4- م). اعتمد على ذلك في الإجابة عن الفقرتين (17) و (18) الآتيتين:

قراءة الفولتميتر ⁦(V)⁩ تساوي:

في الدارة الكهربائية في الشكل المجاور، إذا علمت أنّ المقاومات متماثلة. عند إغلاق المفتاح (ح) فإنّ قراءة كل من الأميتر ⁦(A)⁩ والفولتميتر ⁦(V)⁩ على الترتيب:

مجفف شعر مكتوب عليه (2000 واط، 200 فولت)، إذا وُصل طرفاه مع مصدر فرق جهد مقداره (100) فولت، فإنّ الطاقة الكهربائية بوحدة (كيلو واط.ساعة) التي يستهلكها مجفف الشعر عندما يعمل لمدة ساعتين تساوي:

• الشكل المجاور يمثل دارة كهربائية، اعتمد على البيانات المثبتة عليه في الإجابة عن الفقرتين (21) و(22) الآتيتين: القوة الدافعة الكهربائية (ق.د) بالفولت تساوي:

الشكل المجاور يمثل دارة كهربائية، اعتمد على البيانات المثبتة عليه في الإجابة عن الفقرتين (21) و(22) الآتيتين:

المقاومة الكهربائية (م) بالأوم تساوي:

• اعتمد على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، والذي يمثل جزءًا من دارة كهربائية، في الإجابة عن الفقرات (23) و(24) و(25) الآتية: الجهد الكهربائي (جـ هـ د) بالفولت يساوي:

اعتمد على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، والذي يمثل جزءًا من دارة كهربائية، في الإجابة عن الفقرات (23) و(24) و(25) الآتية:

القدرة المستهلكة في المقاومة الخارجية (2) أوم بوحدة الواط تساوي:

اعتمد على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، والذي يمثل جزءًا من دارة كهربائية، في الإجابة عن الفقرات (23) و(24) و(25) الآتية:

المقاومية ⁦(ρ)⁩ لمادة المقاومة الخارجية (2) أوم، إذا كان طولها (0,5) م، ومساحة مقطعها (2,⁦5 × 10⁻⁸⁩) م² بوحدة (أوم.م) تساوي:

في الشكل المجاور، موصلان مستقيمان متوازيان يمر فيهما تياران كهربائيان (ت₁، ت₂)، فإذا كان المجال المغناطيسي المحصل الناشئ عن الموصلين عند النقطة (س) يساوي صفرًا، فإنّ التيار (ت2) بدلالة (ت₁) يساوي:

إذا وُضع موصل مستقيم طوله (25) سم ويمر فيه تيار كهربائي (8) أمبير في مجال مغناطيسي مقداره (2,5) تسلا، يصنع زاوية مقدارها (30°) مع اتجاه التيار، فإنّ الموصل يتأثر بقوة مغناطيسية مقدارها بوحدة نيوتن:

في الشكل المجاور حلقة دائرية يمر بها تيار كهربائي (ت). وُضع في الموقع (س) موصل مستقيم يحمل تيارًا كهربائيًا ($\pi$ ت) فكان مقدار المجال المغناطيسي المحصل عند مركز الحلقة (م) يساوي (غ). إذا نُقل الموصل إلى الموقع (ص) محافظًا على اتجاه التيار المار فيه، فإن مقدار المجال المغناطيسي المحصل عند النقطة (م) يصبح:

يبين الشكل المجاور موصلًا مستقيمًا يحمل تيارًا كهربائيًا (ت)، النقطة (ن) تقع في المجال المغناطيسي الناشئ عن مرور التيار في الموصل. في اللحظة التي يمر فيها إلكترون بالنقطة (ن) بسرعة مقدارها (ع) باتجاه (- س) فإنه يتأثر بقوة مغناطيسية يكون اتجاهها نحو:

وحدة قياس النفاذية المغناطيسية ⁦(μ)⁩ هي:

يكون التدفق المغناطيسي عبر سطح مستوٍ مغمور في مجال مغناطيسي منتظم أكبر ما يمكن عندما يكون متجه المساحة للسطح:

في الشكل المجاور عند إبعاد المغناطيس، فإن إضاءة المصباح:

لحظة فتح دارة كهربائية تحوي محثًا تنشأ فيه قوة دافعة كهربائية حثية ذاتية، توصف بأنها:

يبين الشكل المجاور التمثيل البياني للعلاقة بين متوسط القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة في ملف والزمن في الفترات (س، ص، ع، ك)، إذا كان عدد لفات الملف (1000) لفة؛ فأجب عن الفقرتين (34) و(35) الآتيتين: التغير في التدفق المغناطيسي بالويبر في الفترة ( ع ) يساوي:

يبين الشكل المجاور التمثيل البياني للعلاقة بين متوسط القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة في ملف والزمن في الفترات (س، ص، ع، ك)، إذا كان عدد لفات الملف (1000) لفة؛ فأجب عن الفقرتين (34) و(35) الآتيتين:

لا يتولد تيار حثي في الملف في الفترة الزمنية:

في الظاهرة الكهروضوئية، كل من الآتية يتأثر بتغير شدة الضوء الساقط على مهبط الخلية الكهروضوئية ما عدا:

يوضح الشكل المجاور العلاقة البيانية بين تردد الضوء الساقط على مهبط خلية كهروضوئية والطاقة الحركية العظمى للإلكترونات المنبعثة. أجب عن الفقرتين (37) و (38) الآتيتين: (هـ = ⁦6.4 × 10⁻³⁴⁩ جول.ث) قيمة (أ) بالهيرتز تساوي:

يوضح الشكل المجاور العلاقة البيانية بين تردد الضوء الساقط على مهبط خلية كهروضوئية والطاقة الحركية العظمى للإلكترونات المنبعثة. (هـ = ⁦6.4 × 10⁻³⁴⁩ جول.ث)، أجب عن الفقرتين (37) و(38) الآتيتين:

عند سقوط ضوء تردده ⁦(25 × 10¹⁴)⁩ هيرتز على مهبط الخلية الكهروضوئية، فإنّ جهد القطع بالفولت يساوي:

يوضح الشكل المجاور رسمًا تخطيطيًا لخلية كهروضوئية ينبعث من مهبطها إلكترونات ضوئية نتيجة سقوط ضوء عليه. زيادة فرق الجهد (جـ) تعمل على:

سقط ضوء على مهبط خلية كهروضوئية اقتران الشغل له ⁦(2.3 eV)⁩ فانبعث منه إلكترونات ضوئية، وعند وَصْل الخلية بفرق جهد عكسي انقطع التيار الكهروضوئي عندما وَصَل فرق الجهد العكسي إلى (4.1) فولت. نستنتج من ذلك أن:

يمكن التعبير عن نواة العنصر ⁦(X)⁩ التي تحتوي على (15) بروتونًا و (16) نيوترونًا على الصورة:

تَحَوَّل أحد نيوترونات نواة العنصر ⁦(₂₁⁴³X)⁩ إلى بروتون، فتكونت نواة جديدة ⁦(Y)⁩⁠. يمكن التعبير عن النواة الجديدة على الصورة الآتية:

النواة التي يمكن أن تكون مستقرة (غير مشعة):

تمر نواة اليورانيوم ⁦(²³⁸₉₂U)⁩ في إحدى سلاسل الاضمحلال الإشعاعي بسلسلة اضمحلالات إشعاعية باعثة (4) دقائق ألفا و (2) دقيقة بيتا السالبة لتنتج نواة الرادون ⁦(Rn)⁩⁠. العدد الكتلي والعدد الذري على الترتيب لنواة الرادون:

يبين الشكل المجاور منحنى الاستقرار لنوى العناصر. يشير المنحنى إلى أن النوى المستقرة تقع في:

تشير العلاقة الرياضية لتكافؤ (الطاقة - الكتلة): ط = $\Delta$ ك × 931,5 إلى أن الطاقة المكافئة لكتلة:

إذا كان الفرق في الكتلة بين نواة الهيدروجين ⁦(³₁H)⁩ منفردة ومكوناتها يساوي (0,009 و.ك.ذ)، فإن كتلة النواة بوحدة (و.ك.ذ) تساوي:

يصاحب تحول نواة الكربون ⁦(¹⁴₆C)⁩ إلى نواة النيتروجين ⁦(¹⁴₇N)⁩ انبعاث:

الأشعة الكهرومغناطيسية التي تبعثها بعض النوى المشعة للتخلص من طاقتها الزائدة، هي أشعة:

العملية التي يتم فيها إحداث تغيير في مكونات نواة ما، تسمى: