امتحان الفيزياء الوزاري فلسطين 2023، الدورة الثانية، العلمي

وضّح المقصود بكل مما يأتي

1. متوسط قوة الدفع.
2. القوة الدافعة الكهربائية تساوي $(12\,V)$.
3. المجال المغناطيسي.

موصِل فلزي من الألمنيوم طوله $(200\,m)$، منتظم المقطع ومساحة مقطعه العرضي $(2\,mm^2)$ يمر به تيار شدَّته $(5\,A)$ فإذا كانت مقاومية مادة الألمنيوم $(2.8 \times 10^{-8}\,\Omega.m)$ والكثافة الحجمية للإلكترونات الحرة فيه $(6 \times 10^{28}\,e/m^3)$. احسب

1. كثافة شدِّة التيار الكهربائي المار في الموصِل.
2. السرعة الانسياقية للشحنات الحرة في الموصِل.
3. مقاومة الموصِل.

يُعطى: $q_e = 1.6 \times 10^{-19}\,C$ ، $\mu_\circ = 4\pi \times 10^{-7}\,T.m/A$

الشكل المجاور يمثل ملفاً حلزونياً عدد لفاته $(7)$ لفات وطوله $(3\,cm)$ يمر فيه تيار كهربائي شدته $(2\,A)$، غُمِر في مجال مغناطيسي منتظم شدته $(6 \times 10^{-4}\,T)$ نحو اليسار، جد

1. محصلة شدة المجال المغناطيسي عند النقطة $(a)$ داخل الملف الحلزوني.
2. القوة المغناطيسية المؤثرة في بروتون يتحرك بسرعة مقدارها $(5 \times 10^{5}\,m/s)$ لحظة مروره بالنقطة $(a)$ التي تقع على محور الملف الحلزوني وباتجاه موازٍ لمحور الملف الحلزوني نحو $(-X)$.

علّل ما يأتي

1. كمية الزخم الخطي محفوظة في جميع الأنظمة المغلقة والمعزولة.
2. توصل الأجهزة الكهربائية في المنزل على التوازي.
3. يستخدم قانون أمبير لإيجاد شدة المجال المغناطيسي لملف حلزوني يسري فيه تيار كهربائي.

يُعطى: $g = 10\,m/s^2$

سلك مستقيم من النحاس كثافة كتلته الطولية $(46.6\,g/m)$ موضوع أفقياً في مجال مغناطيسي، ويسري فيه تيار كهربائي شدته $(5\,A)$ نحو محور السينات السالب. ما مقدار واتجاه أقل مجال مغناطيسي يلزم لرفع هذا السلك رأسياً إلى أعلى؟

يُعطى: $g = 10\,m/s^2$

اصطدمت رصاصة كتلتها $(10\,g)$ بقطعة خشبية معلقة كتلتها $(990\,g)$ فاستقرت بها، وارتفعت المجموعة عن وضع الاتزان مسافة $(20\,cm)$، احسب سرعة الرصاصة قبل الاصطدام مباشرة.

ضرب لاعب كرة ساكنة كتلتها $(1\,kg)$، فانطلقت بسرعة $(10\,m/s)$، احسب

1. التغير في زخم الكرة.
2. متوسط القوة التي أثر بها اللاعب على الكرة إذا استمر زمن التلامس $(0.5\,s)$.

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

في الشكل أدناه، احسب مقدار واتجاه شدة المجال المغناطيسي في النقطة $(c)$.

الشكل المجاور يمثل جزءاً من دارة كهربائية، اعتماداً على البيانات المثبتة على الشكل، احسب

1. مقدار القوة الدافعة الكهربائية $(\varepsilon)$.
2. القدرة الداخلة بين النقطتين $(a,c)$.
3. مقدار الهبوط في الجهد عبر البطارية التي قوتها الدافعة الكهربائية $(14\,V)$.

تحرك جسم كتلته $(m)$ بسرعة مقدارها $(v)$ نحو جسم آخر ساكن وله نفس الكتلة، فاصطدم به وتحرك الجسمان في مسارين بينهما زاوية $(\theta)$ كما في الشكل أدناه، إذا كان التصادم مرناً بشكل تام، أثبت أن الزاوية $(\theta)$ تساوي $(90°)$.

في الشكل أدناه، إذا انعدمت قراءة الجلفانوميتر، فما مقدار المقاومة $(R)$؟

مقاومة فلزية $(R)$ طولها $(L)$ ومساحة مقطعها $(A)$ وثابت الموصلية لمادتها $(\sigma)$ وكثافة شدة التيار الكهربائي $(J)$، وصلت مع مصدر فرق جهد قوته الدافعة الكهربائية $(\varepsilon)$، ومقاومته الداخلية $(r)$ تساوي ربع المقاومة الفلزية $(R)$، أثبت أن موصلية المقاومة الفلزية $(R)$ تعطى بالعلاقة الآتية $\sigma = \frac{5JL}{4\varepsilon}$

قارن بين كل مما يأتي

1. التصادم المرن والتصادم غير المرن من حيث: السرعة النسبية.
2. المقاومة الأومية والمقاومة اللاأومية من حيث: المفهوم
3. شكل خطوط المجال المغناطيسي الناشئ من سلك طويل يحمل تياراً كهربائياً، وشكل خطوط المجال المغناطيسي عند مركز ملف دائري يحمل تياراً كهربائياً.

تؤثر قوتان $(F_1, F_2)$ على قرص صلب كتلته $(2\,kg)$ ونصف قطره $(30\,cm)$، فبدأ بالدوران عكس عقارب الساعة من السكون حيث وصلت سرعته الزاوية بعد مرور $(5\,s)$ إلى $(10\,rad/s)$، احسب

1. عزم القصور الدوراني للقرص، علماً بأن: $(I_{قرص} = \frac{1}{2}mr^2)$
2. مقدار القوة $(F_2)$.
3. التغير في الطاقة الحركية الدورانية للقرص خلال نفس الفترة الزمنية.

في الدارة الكهربائية المجاورة، إذا كانت القدرة المستنفدة في البطارية والمفتاح $(S)$ مفتوحاً تساوي $(50\,W)$، فإذا أصبحت القدرة المستنفدة في البطارية $(72\,W)$ عند غلق المفتاح $(S)$، احسب

1. المقاومة الداخلية $(r)$.
2. القوة الدافعة الكهربائية للبطارية $(\varepsilon)$.
3. قراءة الفولتميتر قبل وبعد إغلاق الدارة الكهربائية.

قُذِف جسيم مشحون عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم، فاتخذ مساراً دائرياً، أجب عمّا يأتي

1. هل يبذل المجال المغناطيسي شغلاً على الجسيم المشحون؟ فسّر إجابتك.
2. ماذا يحدث لنصف قطر المسار الدائري إذا أصبحت سرعة الجسيم المشحون مثلي ما كانت عليه.
3. ماذا يحدث لنصف قطر المسار الدائري إذا أصبحت شدة المجال المغناطيسي ثُلث ما كانت عليه.

يُعطى: $q_e = 1.6 \times 10^{-19}\,C$ ، $\mu_\circ = 4\pi \times 10^{-7}\,T.m/A$

سلك مستقيم طويل جداً يمر فيه تيار كهربائي شدته $(4\,A)$ مغمور في مجال مغناطيسي منتظم شدته $(5 \times 10^{-5}\,T)$ باتجاه الناظر كما في الشكل المجاور، احسب

1. القوة المغناطيسية المؤثرة في جزء من السلك طوله $(1\,m)$ مقداراً واتجاهاً.
2. شدة المجال المغناطيسي الكلي في النقطة $(a)$ التي تقع فوق السلك على بُعد $(2\,cm)$.
3. القوة المغناطيسية المؤثرة في إلكترون يتحرك بسرعة $(2 \times 10^{5}\,m/s)$ لحظة مروره بالنقطة $(a)$ بالاتجاه السيني الموجب.

يُستخدم حجر من البازلت لاستخراج الطحينة من السمسم إذا كان نصف قطره $(50\,cm)$ وكتلته $(240\,kg)$، وعند التأثير عليه بعزم دوران ثابت تصل سرعة دوران الحجر إلى $(1200\,rev/min)$ خلال $(16\,s)$، على فرض أنّ الحجر كان ساكناً قبل بدء الحركة وأنّ $(I = \frac{1}{2}MR^2)$، احسب

1. عزم الدوران المؤثر.
2. الزاوية التي دارها خلال $(16\,s)$.
3. الزخم الزاوي للحجر بعد $(16\,s)$.

$q_e = 1.6 \times 10^{-19}\,C$ | $g = 10\,m/s^2$ | $\mu_\circ = 4\pi \times 10^{-7}\,T.m/A$