امتحان الفيزياء الوزاري فلسطين 2022، الدورة الأولى، العلمي

في الشكل المجاور سلكان متوازيان لا نهائيان ويقعان في مستوى الصفحة، إذا انعدمت شدة المجال المغناطيسي الناتجة عن تياريهما عند النقطة ⁦(X)⁩، كم يساوي $(I_2)$؟

حزمة من الشحنات الموجبة دخلت منتقي السرعات كما في الشكل المجاور، ما السبب الذي جعلها تنحرف للأعلى؟

يُعطى: $g = 10\,m/s^2$ ، $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\,T.m/A$

يمثل الشكل المجاور، سلكاً طويلاً ⁦(ab)⁩ كتلته $(3\,g)$ وطوله $(1m)$ موازٍ للسلك ⁦(xy)⁩، ويقع السلكان في مستوى رأسي واحد، فإذا كان السلك ⁦(ab)⁩ قابلاً للانزلاق للأعلى والأسفل، ومرّ تيار شدته $(100A)$ في الدارة، ما المسافة التي يتزن عندها السلك بوحدة $(m)$؟

في الشكل المجاور، حلقة فلزية مستطيلة الشكل وُضِعت بالقرب من سلك لا نهائي الطول يحمل تياراً كهربائياً $(I)$ بشكلٍ موازٍ لها، في أي اتجاه يتم تحريك السلك حتى يتولد تيار حثي في الحلقة باتجاه دوران عقارب الساعة؟

تصادم جسم كتلته $(m)$ وسرعته $(v)$ تصادماً عديم المرونة مع جسم آخر ساكن كتلته (3) أمثال الأول، فما مقدار الطاقة الحركية المتبقية للجسمين بعد التصادم؟

وضّح المقصود بكل مما يأتي

1. النظام المغلق
2. كثافة التيار الكهربائي
3. شدة المجال المغناطيسي ($0.5\,T$)

يُعطى: $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\,T.m/A$

سلك طوله ($10\pi\,m$) لُفّ على شكل ملف دائري نصف قطره $(R)$ وعدد لفاته $(N)$ يمر به تيار شدته ($2A$) فتولد في مركزه مجال مغناطيسي شدته ($2\pi \times 10^{-4}\,T$)، احسب

1. نصف قطر الملف $(R)$.
2. عدد لفاته $(N)$.

يبين الشكل المجاور تصادم كرتين، الأولى كتلتها ($1\,kg$) وتسير بسرعة ($10\,m/s$)، والثانية ساكنة وكتلتها ($2\,kg$)، بعد التصادم تحركت الكرة الأولى باتجاه يصنع زاوية مقدارها ($37^{\circ}$) مع اتجاهها الأصلي، وتحركت الثانية باتجاه عمودي على اتجاه حركة الأولى بعد التصادم، جد: سرعة كل من الكرتين بعد التصادم مباشرة.

علّل ما يأتي

1. نقصان السرعة الزاوية لراقص على الجليد عندما يفتح ذراعيه.
2. القدرة المستنفدة في المقاومات الخارجية أقل من القدرة الناتجة من البطارية.
3. لا يستخدم قانون أمبير لاشتقاق المجال المغناطيسي في مركز ملف دائري.

إطار نصف قطره ($1.5m$) وقصوره الدوراني ($3\,kg.m^2$) يدور حول محور عمودي على مستواه ويمر من مركزه، إذا أثرت عليه قوة مماسية فتناقص زخمه الزاوي من ($24\,kg.m^2.rad/s$) إلى ($12\,kg.m^2.rad/s$) في زمن مقداره ($8s$)، احسب

1. مقدار القوة المماسية التي أثرت على الإطار خلال هذه الفترة.
2. عدد الدورات التي يدورها الإطار خلال هذه الفترة.

في الدارة الكهربائية المجاورة، جد

1. شدة التيار الكهربائي المار في كل بطارية.
2. جهد النقطة ⁦(a)⁩.

جسمان، الأول كتلته $(m)$ والثاني كتلته $(2m)$، إذا كان الزخم الخطي للجسم الأول يساوي ثلثي الزخم الخطي للجسم الثاني، ومجموع طاقتيهما الحركية ($68J$)، فما مقدار الطاقة الحركية للجسم الثاني؟

قارن بين الزخم الخطي والزخم الزاوي من حيث العوامل المؤثرة في كل منهما. (علامتان)

يُعطى: $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\,T.m/A$

يبين الشكل المجاور سلكين لانهائيين المسافة بينهما ($6cm$)، وملفاً دائرياً مكوّناً من لفة واحدة ونصف قطره ($\pi\,cm$) ويمر به تيار شدته ($1A$) عكس عقارب الساعة، ويبعد مركزه عن السلك الثاني ($3cm$)، بالاعتماد على القيم المثبتة على الشكل، احسب

1. القوّة المغناطيسية المتبادلة بين السلكين والمؤثرة على وحدة الأطوال لكل منهما.
2. مقدار واتجاه القوّة المغناطيسية المؤثرة على جسيم شحنته ($+2\,\mu c$) ويتحرّك بسرعة ($4 \times 10^{5}\,m/s$) باتجاه محور السينات الموجب لحظة مروره بمركز الملف $(c)$.

يُعطى: $g = 10\,m/s^2$

ينزلق جسم كتلته ($2kg$) من السكون من ارتفاع $(h)$ على مستوى أملس، وعند أسفل المستوى اصطدم بجسم آخر ساكن كتلته ($2kg$)، وبعد التصادم التحم الجسمان وتحركا معاً كجسم واحد بطاقة حركية مقدارها ($50J$)، جد

1. الارتفاع $(h)$ الذي انزلق منه الجسم الأول $(m_1)$.
2. الدفع المؤثر على الجسم الثاني.

يُعطى: $q_e = 1.6 \times 10^{-19}\,C$

الشكل المجاور يبين العلاقة بين مقاومة موصل فلزي وطوله. إذا كانت مساحة المقطع العرضي للموصل ثابتة ومنتظمة ومقدارها ($2mm^2$)، احسب

1. موصلية الفلز.
2. مقدار السرعة الانسياقية للإلكترونات الحرة، إذا كان عدد الإلكترونات الحرة في وحدة الحجم من هذا الموصل تساوي ($6.25 \times 10^{28}\,e/m^3$)، ويمر فيه تيار شدته ($2A$).

وضّح الفرق بين التيار الالكتروني والتيار الاصطلاحي من حيث التعريف. (علامتان)

في الشكل المجاور، إذا علمت أنّ قراءة الجلفانوميتر $(G)$ تساوي صفراً، احسب

1. مقدار المقاومة $(R)$.
2. المقاومة المكافئة بين $(a ، b)$.

ملف حلزوني يتكون من $(N)$ لفة، ومساحة مقطعه $(A)$ وطوله $(L)$، يمر فيه تيار كهربائي شدته $(I)$، أثبت أن الطاقة المختزنة في الملف الحلزوني تعطى بالعلاقة $E = \frac{B^2 A L}{2\mu}$

قُذف جسيم مشحون عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم، فاتخذ مساراً دائرياً، ماذا يحدث لنصف قطر المسار الدائري إذا أصبحت سرعة الجسيم المشحون مثلي ما كانت عليه؟ فسّر إجابتك. (علامتان)

إذا مُثلت التغيرات في الجهد الكهربائي عبر أجزاء الدارة المبينة بالرسم البياني المجاور لها، مستعيناً بالبيانات الواردة في كل منهما احسب

1. القوة الدافعة الكهربائية $(\varepsilon)$.
2. قراءة الفولتميتر $(V)$.
3. المقاومة المجهولة $(R)$.

في الدارة المجاورة والرسم البياني المجاور لها، احسب

1. معدل نمو التيار لحظة إغلاق الدارة.
2. القوة الدافعة الكهربائية الحثية عندما يكون التيار ($3A$).

فسّر: تردد حركة الجسيم المشحون يساوي تردد جهد المصدر الكهربائي في السيكلترون. (علامتان) $m_e = 9.11 \times 10^{-31}\,kg$ $q_e = 1.6 \times 10^{-19}\,C$ $g = 10\,m/s^2$ $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\,T.m/A$