تجربة استهلالية - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 2

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: تجربة استهلالية

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 2

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

تجربة استهلالية

نوع: محتوى تعليمي

تجربة استهلالية

التفكير الناقد

نوع: محتوى تعليمي

التفكير الناقد ما الذي يحدث في السلك عندما يتحرك الملف بين المغناطيسين؟

ماذا يحدث في المجال المغناطيسي المتغير؟

نوع: محتوى تعليمي

ماذا يحدث في المجال المغناطيسي المتغير؟

كيف يؤثر المجال المغناطيسي المتغير في ملف سلكي موضوع فيه؟

نوع: محتوى تعليمي

كيف يؤثر المجال المغناطيسي المتغير في ملف سلكي موضوع فيه؟

الخطوات

نوع: محتوى تعليمي

الخطوات

1

نوع: QUESTION_ACTIVITY

ضع قضيبين مغناطيسيين بحيث يبعد أحدهما عن الآخر 8cm. على أن تكون أقطابها المتجاورة مختلفة.

2

نوع: QUESTION_ACTIVITY

صل جلفانومترًا حساسًا بطرفي السلك النحاسي الملف.

3

نوع: QUESTION_ACTIVITY

حرك الملف ببطء بين المغناطيسين، ولاحظ قراءة الجلفانومتر.

4

نوع: QUESTION_ACTIVITY

غير زاوية حركة الملف، وسرعة حركته. ماذا تلاحظ؟ دوّن ملاحظاتك.

التحليل

نوع: محتوى تعليمي

التحليل

س1

نوع: QUESTION_HOMEWORK

ما الذي يسبب انحراف مؤشر الجلفانومتر؟

س2

نوع: QUESTION_HOMEWORK

ما الحالة التي تجعل قراءة الجلفانومتر أكبر ما يمكن؟

1-4 التيار الكهربائي الناتج عن تغير المجالات المغناطيسية

نوع: محتوى تعليمي

1-4 التيار الكهربائي الناتج عن تغير المجالات المغناطيسية

Electric Current from Changing Magnetic Fields

نوع: محتوى تعليمي

Electric Current from Changing Magnetic Fields

نوع: محتوى تعليمي

درست كيف اكتشف أورستد أن التيار الكهربائي يولد مجالاً مغناطيسياً. ووجد العالم مايكل فاراداي أن العكس يجب أن يكون صحيحاً أيضاً؛ فالمجال المغناطيسي يولد تياراً كهربائياً. وفي عام 1822م سجل فاراداي هدفاً في دفتر ملاحظاته، وهو تحويل المغناطيسية إلى كهرباء.

نوع: محتوى تعليمي

جرب فاراداي عدة تركيبات للمجال المغناطيسي مع الأسلاك فلم ينجح. وبعد عشر سنوات تقريباً من التجارب غير الناجحة وجد فاراداي أنه يمكن توليد تيار كهربائي عن طريق تحريك سلك داخل مجال مغناطيسي. وفي السنة نفسها وجد جوزيف هنري المدرس الأمريكي في المدارس الثانوية أن تغير المجال المغناطيسي يمكن أن يولد تياراً كهربائياً. أخذ هنري فكرة طورها عالم آخر، ووسع هذا التطبيق على أدوات تعليمية، جعلها أكثر حساسية أو أكثر فاعلية. ولم تكن رؤية هنري هذه الأدوات اكتشافاً جديداً، إلا أنه جعل هذه الأدوات أكثر فاعلية، كأدوات تعليمية مساعدة. وفي يقرر هنري نشر اكتشافاته.

الأهداف

نوع: محتوى تعليمي

الأهداف

نوع: محتوى تعليمي

توضح كيف يعمل التغير في المجال المغناطيسي على توليد تيار كهربائي حثي. تعرف القوة الدافعة الكهربائية. تحل مسائل تتضمن حركة أسلاك في مجالات مغناطيسية.

المفردات

نوع: محتوى تعليمي

المفردات

نوع: محتوى تعليمي

التيار الكهربائي الحثي الحث الكهرومغناطيسي القاعدة الرابعة لـ ليد اليمنى القوة الدافعة الكهربائية الحثية المولد الكهربائي متوسط القدرة

🔍 عناصر مرئية

تجربة استهلالية

An experimental setup showing a coil of wire connected to a galvanometer, with two bar magnets placed near the coil.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: تجربة استهلالية --- تجربة استهلالية --- SECTION: التفكير الناقد --- التفكير الناقد ما الذي يحدث في السلك عندما يتحرك الملف بين المغناطيسين؟ --- SECTION: ماذا يحدث في المجال المغناطيسي المتغير؟ --- ماذا يحدث في المجال المغناطيسي المتغير؟ --- SECTION: كيف يؤثر المجال المغناطيسي المتغير في ملف سلكي موضوع فيه؟ --- كيف يؤثر المجال المغناطيسي المتغير في ملف سلكي موضوع فيه؟ --- SECTION: الخطوات --- الخطوات --- SECTION: 1 --- ضع قضيبين مغناطيسيين بحيث يبعد أحدهما عن الآخر 8cm. على أن تكون أقطابها المتجاورة مختلفة. --- SECTION: 2 --- صل جلفانومترًا حساسًا بطرفي السلك النحاسي الملف. --- SECTION: 3 --- حرك الملف ببطء بين المغناطيسين، ولاحظ قراءة الجلفانومتر. --- SECTION: 4 --- غير زاوية حركة الملف، وسرعة حركته. ماذا تلاحظ؟ دوّن ملاحظاتك. --- SECTION: التحليل --- التحليل --- SECTION: س1 --- ما الذي يسبب انحراف مؤشر الجلفانومتر؟ --- SECTION: س2 --- ما الحالة التي تجعل قراءة الجلفانومتر أكبر ما يمكن؟ --- SECTION: 1-4 التيار الكهربائي الناتج عن تغير المجالات المغناطيسية --- 1-4 التيار الكهربائي الناتج عن تغير المجالات المغناطيسية --- SECTION: Electric Current from Changing Magnetic Fields --- Electric Current from Changing Magnetic Fields درست كيف اكتشف أورستد أن التيار الكهربائي يولد مجالاً مغناطيسياً. ووجد العالم مايكل فاراداي أن العكس يجب أن يكون صحيحاً أيضاً؛ فالمجال المغناطيسي يولد تياراً كهربائياً. وفي عام 1822م سجل فاراداي هدفاً في دفتر ملاحظاته، وهو تحويل المغناطيسية إلى كهرباء. جرب فاراداي عدة تركيبات للمجال المغناطيسي مع الأسلاك فلم ينجح. وبعد عشر سنوات تقريباً من التجارب غير الناجحة وجد فاراداي أنه يمكن توليد تيار كهربائي عن طريق تحريك سلك داخل مجال مغناطيسي. وفي السنة نفسها وجد جوزيف هنري المدرس الأمريكي في المدارس الثانوية أن تغير المجال المغناطيسي يمكن أن يولد تياراً كهربائياً. أخذ هنري فكرة طورها عالم آخر، ووسع هذا التطبيق على أدوات تعليمية، جعلها أكثر حساسية أو أكثر فاعلية. ولم تكن رؤية هنري هذه الأدوات اكتشافاً جديداً، إلا أنه جعل هذه الأدوات أكثر فاعلية، كأدوات تعليمية مساعدة. وفي يقرر هنري نشر اكتشافاته. --- SECTION: الأهداف --- الأهداف توضح كيف يعمل التغير في المجال المغناطيسي على توليد تيار كهربائي حثي. تعرف القوة الدافعة الكهربائية. تحل مسائل تتضمن حركة أسلاك في مجالات مغناطيسية. --- SECTION: المفردات --- المفردات التيار الكهربائي الحثي الحث الكهرومغناطيسي القاعدة الرابعة لـ ليد اليمنى القوة الدافعة الكهربائية الحثية المولد الكهربائي متوسط القدرة --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: تجربة استهلالية Description: An experimental setup showing a coil of wire connected to a galvanometer, with two bar magnets placed near the coil. Context: Illustrates electromagnetic induction, the core concept of the lesson.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 3

سؤال 4: 4. غيّر زاوية حركة الملف، وسرعة حركته. ماذا تلاحظ؟ دوّن ملاحظاتك.

الإجابة: س4: تزداد قراءة/انحراف مؤشر الجلفانومتر بزيادة سرعة حركة الملف، وتقل عند تقليل السرعة. كما يختلف مقدار الانحراف بتغير زاوية الحركة.

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** عند تحريك ملف موصل داخل مجال مغناطيسي، يحدث تغير في الفيض المغناطيسي الذي يخترق الملف. هذا التغير يولد قوة دافعة كهربائية مستحثة (EMF) وتياراً كهربائياً مستحثاً، وهو ما يسمى بالحث الكهرومغناطيسي. مؤشر الجلفانومتر ينحرف ليشير إلى وجود هذا التيار.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** - **تأثير السرعة:** كلما زادت سرعة حركة الملف، زاد معدل تغير الفيض المغناطيسي خلال وحدة الزمن. وفقاً لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، فإن القوة الدافعة الكهربائية المستحثة تتناسب طردياً مع معدل تغير الفيض المغناطيسي. - **تأثير الزاوية:** زاوية حركة الملف بالنسبة لخطوط المجال المغناطيسي تؤثر أيضاً على معدل قطع خطوط المجال. عندما يتحرك الملف بشكل عمودي على خطوط المجال، يكون معدل قطع الخطوط أكبر ما يمكن، وبالتالي يكون التغير في الفيض المغناطيسي أكبر. أما إذا تحرك الملف موازياً لخطوط المجال، فلن يحدث قطع للخطوط ولن يتولد تيار.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** بناءً على ما سبق، نلاحظ أن قراءة/انحراف مؤشر الجلفانومتر **تزداد بزيادة سرعة حركة الملف**، و**تقل عند تقليل السرعة**. كما أن **مقدار الانحراف يختلف بتغير زاوية حركة الملف** بالنسبة لخطوط المجال المغناطيسي، ويكون أكبر ما يمكن عندما يقطع الملف خطوط المجال عمودياً.

سؤال س1: ما الذي يسبب انحراف مؤشر الجلفانومتر؟

الإجابة: س: ما الذي يسبب انحراف مؤشر الجلفانومتر؟ ج: تغير الفيض (التدفق) المغناطيسي خلال الملف عند حركته داخل المجال المغناطيسي يولد قوة دافعة كهربائية وتياراً مستحثاً.

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** الجلفانومتر هو جهاز يستخدم للكشف عن التيارات الكهربائية الصغيرة وقياسها. انحراف مؤشره يدل على مرور تيار كهربائي في الدائرة المتصل بها.
  2. **الخطوة 2 (السبب العلمي):** عند تحريك ملف موصل داخل مجال مغناطيسي، أو تغيير المجال المغناطيسي الذي يخترق الملف، يحدث تغير في عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تعبر مساحة الملف. هذا التغير في الفيض (التدفق) المغناطيسي هو المبدأ الأساسي للحث الكهرومغناطيسي، والذي ينص على أن تغير الفيض المغناطيسي يولد قوة دافعة كهربائية مستحثة (جهد) في الملف.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** هذه القوة الدافعة الكهربائية المستحثة بدورها تدفع الشحنات الكهربائية للحركة في الملف، مكونة تياراً كهربائياً مستحثاً. هذا التيار المستحث هو الذي يسبب انحراف مؤشر الجلفانومتر.

سؤال س2: ما الحالة التي تجعل قراءة الجلفانومتر أكبر ما يمكن؟

الإجابة: س: ما الحالة التي تجعل القراءة أكبر ما يمكن؟ ج: عندما يكون معدل تغير الفيض المغناطيسي أكبر ما يمكن؛ أي بتحريك الملف بأكبر سرعة ممكنة وباتجاه يقطع خطوط المجال عمودياً.

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** تذكرنا من السؤال السابق أن انحراف مؤشر الجلفانومتر يعتمد على التيار المستحث، والذي بدوره يتناسب طردياً مع القوة الدافعة الكهربائية المستحثة. هذه القوة الدافعة الكهربائية المستحثة تتناسب طردياً مع معدل تغير الفيض المغناطيسي الذي يخترق الملف.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** لجعل قراءة الجلفانومتر أكبر ما يمكن، يجب أن نجعل القوة الدافعة الكهربائية المستحثة أكبر ما يمكن. وهذا يتطلب أن يكون معدل تغير الفيض المغناطيسي أكبر ما يمكن. يمكن تحقيق ذلك بطريقتين رئيسيتين: 1. **زيادة سرعة الحركة:** كلما تحرك الملف بسرعة أكبر داخل المجال المغناطيسي، زاد عدد خطوط المجال التي يقطعها في وحدة الزمن، وبالتالي زاد معدل تغير الفيض المغناطيسي. 2. **الحركة العمودية:** عندما يتحرك الملف بحيث يقطع خطوط المجال المغناطيسي بشكل عمودي (بزاوية 90 درجة)، يكون معدل قطع الخطوط أكبر ما يمكن مقارنة بأي زاوية أخرى. الحركة الموازية لخطوط المجال لا تسبب أي قطع ولا تولد تياراً.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، الحالة التي تجعل قراءة الجلفانومتر أكبر ما يمكن هي عندما يتم **تحريك الملف بأكبر سرعة ممكنة**، و**باتجاه يقطع خطوط المجال المغناطيسي عمودياً**.