الفيزياء · الصف الثاني الثانوي

أسئلة: الحث الكهرومغناطيسي

12 سؤال اختيار من متعدد و6 سؤال مقالي بنموذج إجابة، لمراجعة درس «الحث الكهرومغناطيسي» من الفيزياء (الصف الثاني الثانوي). راجع الأسئلة أدناه، أو اختبر نفسك فورًا.

اختبار سريع من 10 أسئلة عشوائية من بنك الأسئلة أعلاه — تُخلط الأسئلة والاختيارات في كل مرة، فلن يتكرر الاختبار بنفس الترتيب.

اختيار من متعدد

ما هي وحدة قياس الفيض المغناطيسي $\Phi$ في النظام الدولي؟
- تسلا
- ويبر
- فولت
- أمبير
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: ويبر
الفيض المغناطيسي يُقاس بالويبر (Wb)، وهو يكافئ تسلا.متر².
متى يكون الفيض المغناطيسي المار عبر ملف مساحته $A$ داخل مجال $B$ مساويًا للصفر؟
- عندما يكون المجال عموديًا على المساحة
- عندما تكون الزاوية $\theta = 0°$
- عندما يكون المجال موازيًا لسطح المساحة
- عندما تكون $\cos\theta = 1$
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: عندما يكون المجال موازيًا لسطح المساحة
عندما يكون المجال موازيًا للسطح، تكون الزاوية بين المجال والعمودي على المساحة $90°$ ، و $\cos(90°) = 0$ .
ملف مساحته $0.1 \text{ m}^2$ موضوع في مجال مغناطيسي منتظم مقداره $0.2 \text{ T}$ عموديًا على سطحه. احسب الفيض المغناطيسي.
- $0.01 \text{ Wb}$
- $0.02 \text{ Wb}$
- $0.2 \text{ Wb}$
- $0.05 \text{ Wb}$
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: $0.02 \text{ Wb}$
$\Phi = BA\cos(0°) = 0.2 \times 0.1 \times 1 = 0.02 \text{ Wb}$ .
ما الذي يحدد اتجاه التيار الحثي في ملف طبقًا لقانون لنز؟
- اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي دائمًا
- معاكسة التغير في الفيض المغناطيسي المسبب له
- اتجاه حركة الملف فقط
- قوة التيار المتردد في الدائرة
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: معاكسة التغير في الفيض المغناطيسي المسبب له
ينص قانون لنز على أن التيار الحثي يُنتج مجالًا يعاكس التغير في الفيض الذي أحدثه.
قضيب موصل طوله $0.2 \text{ m}$ يتحرك بسرعة $5 \text{ m/s}$ عموديًا على مجال مغناطيسي $0.4 \text{ T}$ . ما مقدار القوة الدافعة الحركية؟
- $0.2 \text{ V}$
- $0.4 \text{ V}$
- $0.8 \text{ V}$
- $1.0 \text{ V}$
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: $0.4 \text{ V}$
$\varepsilon = BLv = 0.4 \times 0.2 \times 5 = 0.4 \text{ V}$ .
أي من العبارات التالية تعبر عن قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي؟
- وجود فيض مغناطيسي يولد تيارًا دائمًا
- تغير الفيض المغناطيسي مع الزمن يولد قوة دافعة حثية
- التيار الحثي يتناسب طرديًا مع المقاومة
- المجال المغناطيسي يولد تيارًا مستمرًا
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: تغير الفيض المغناطيسي مع الزمن يولد قوة دافعة حثية
ينص القانون على أن $\varepsilon = -N(\Delta\Phi/\Delta t)$ ، أي أن التغير هو الشرط الأساسي.
في المولد الكهربي، ما هي العلاقة بين القيمة العظمى للقوة الدافعة $\varepsilon_0$ والسرعة الزاوية $\omega$ ؟
- $\varepsilon_0 \propto \omega^2$
- $\varepsilon_0 \propto \omega$
- $\varepsilon_0 \propto 1/\omega$
- لا توجد علاقة
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: $\varepsilon_0 \propto \omega$
من قانون $\varepsilon_0 = NBA\omega$ ، نجد أن العلاقة طردية.
ملف من $50$ لفة، تغير الفيض خلاله بمقدار $0.02 \text{ Wb}$ في زمن $0.05 \text{ s}$ . احسب متوسط القوة الدافعة الحثية.
- $10 \text{ V}$
- $20 \text{ V}$
- $25 \text{ V}$
- $50 \text{ V}$
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: $20 \text{ V}$
$|\varepsilon| = 50 \times (0.02 / 0.05) = 50 \times 0.4 = 20 \text{ V}$ .
لماذا يُعد قانون لنز تطبيقًا لقانون حفظ الطاقة؟
- لأنه يحدد اتجاه التيار فقط
- لأن التيار الحثي لا يبذل شغلًا
- لأن التيار الحثي يعاكس التغير المسبب له، مما يمنع تولد طاقة من العدم
- لأنه يعتمد على شدة المجال المغناطيسي
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: لأن التيار الحثي يعاكس التغير المسبب له، مما يمنع تولد طاقة من العدم
لو كان التيار يدعم التغير، لتزايدت الطاقة تلقائيًا، وهو ما يخالف قانون حفظ الطاقة.
ملف دينامو مساحته $0.04 \text{ m}^2$ وعدد لفاته $200$ ، يدور في مجال $0.2 \text{ T}$ بسرعة زاوية $50 \text{ rad/s}$ . احسب القيمة العظمى لـ $\varepsilon_0$ .
- $40 \text{ V}$
- $80 \text{ V}$
- $160 \text{ V}$
- $200 \text{ V}$
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: $80 \text{ V}$
$\varepsilon_0 = 200 \times 0.2 \times 0.04 \times 50 = 80 \text{ V}$ .
ماذا يحدث للقوة الدافعة الحثية المتولدة في ملف إذا تضاعف معدل تغير الفيض المغناطيسي؟
- تظل ثابتة
- تتضاعف
- تقل للنصف
- تصبح صفرًا
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: تتضاعف
بما أن $\varepsilon \propto \Delta\Phi/\Delta t$ ، فإن مضاعفة المعدل تؤدي لمضاعفة القوة الدافعة.
عند تحريك موصل في مجال مغناطيسي، ماذا يمثل تراكم الشحنات على طرفي الموصل؟
- تيارًا مستمرًا
- قوة دافعة حثية
- فيضًا مغناطيسيًا
- مقاومة كهربائية
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: قوة دافعة حثية
تراكم الشحنات نتيجة قوة لورنتز يؤدي لظهور فرق جهد (قوة دافعة حثية) بين الطرفين.

أسئلة مقالية

ملف مستطيل مساحته $0.2 \text{ m}^2$ وعدد لفاته $50$ لفة. إذا تغيرت كثافة الفيض المغناطيسي العمودي على الملف من $0.1 \text{ T}$ إلى $0.6 \text{ T}$ خلال زمن قدره $0.5 \text{ s}$ ، احسب متوسط القوة الدافعة الكهربية المستحثة في الملف.
عرض نموذج الإجابة
التغير في الفيض: $\Delta\Phi = A \Delta B = 0.2 \times (0.6 - 0.1) = 0.1 \text{ Wb}$ . القوة الدافعة: $\varepsilon = N(\Delta\Phi / \Delta t) = 50 \times (0.1 / 0.5) = 50 \times 0.2 = 10 \text{ V}$ .
اشرح كيف يساهم قانون لنز في تفسير اتجاه التيار الحثي عند تقريب مغناطيس من ملف.
عرض نموذج الإجابة
عند تقريب مغناطيس، يزداد الفيض المغناطيسي المار عبر الملف. طبقًا لقانون لنز، يتولد تيار حثي في الملف بحيث يُنتج مجالًا مغناطيسيًا يعاكس هذه الزيادة (أي يكون قطب الملف المواجه للمغناطيس مشابهًا لقطب المغناطيس المقترب)، مما يؤدي إلى تنافر يقاوم عملية التقريب، اتساقًا مع قانون حفظ الطاقة.
قضيب معدني طوله $0.8 \text{ m}$ يتحرك بسرعة $2.5 \text{ m/s}$ عموديًا على مجال مغناطيسي كثافته $0.5 \text{ T}$ . احسب فرق الجهد المتولد بين طرفي القضيب، وماذا يحدث لو توقف القضيب عن الحركة؟
عرض نموذج الإجابة
القوة الدافعة الحركية: $\varepsilon = BLv = 0.5 \times 0.8 \times 2.5 = 1.0 \text{ V}$ . عند توقف القضيب عن الحركة، تصبح السرعة $v = 0$ ، وبالتالي $\varepsilon = 0$ ، وينعدم فرق الجهد المتولد.
ملف دينامو يتكون من $200$ لفة، مساحة كل لفة $0.05 \text{ m}^2$ ، يدور داخل مجال مغناطيسي كثافته $0.4 \text{ T}$ بسرعة زاوية $120 \text{ rad/s}$ . احسب القيمة العظمى للقوة الدافعة الكهربية الناتجة.
عرض نموذج الإجابة
باستخدام قانون القيمة العظمى للدينامو: $\varepsilon_0 = NBA\omega = 200 \times 0.4 \times 0.05 \times 120$ . الحساب: $200 \times 0.4 = 80$ ؛ $80 \times 0.05 = 4$ ؛ $4 \times 120 = 480 \text{ V}$ .
لماذا لا يتولد تيار حثي في ملف ساكن موضوع داخل مجال مغناطيسي منتظم حتى لو كانت قيمة الفيض المغناطيسي عبره كبيرة جدًا؟
عرض نموذج الإجابة
لأن قانون فاراداي ينص على أن القوة الدافعة الحثية تتناسب مع معدل تغير الفيض المغناطيسي مع الزمن ( $\Delta\Phi/\Delta t$ ). بما أن الملف ساكن والمجال منتظم، فإن الفيض المغناطيسي لا يتغير ( $\Delta\Phi = 0$ )، وبالتالي يكون معدل التغير صفرًا، مما يعني عدم تولد قوة دافعة حثية.
قارن بين القوة الدافعة الكهربية الحثية الناتجة عن حركة موصل في مجال مغناطيسي، والقوة الدافعة الناتجة في المولد الكهربي (الدينامو) من حيث مصدر التغير في الفيض.
عرض نموذج الإجابة
في حالة الموصل المستقيم، يكون التغير في الفيض ناتجًا عن تغير المساحة التي يقطعها الموصل أثناء حركته داخل المجال ( $\Delta A$ ). أما في الدينامو، فيكون التغير في الفيض ناتجًا عن تغير الزاوية ( $\theta$ ) بين متجه المساحة وخطوط المجال أثناء الدوران، حيث تتغير قيمة $\cos\theta$ جيبيًا مع الزمن.

الرجوع إلى الدرس