100 - 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: 100

📚 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

نوع: محتوى تعليمي

مراجعة تراكمية

99

نوع: QUESTION_HOMEWORK

ما مقدار الشحنة على مكثف سعته 22 ميكروفاراد عندما يكون فرق الجهد بين لوحيه 48 فولت؟

100

نوع: QUESTION_HOMEWORK

ما مقدار فرق الجهد بين طرفي مقاومة كتب عليها الرمز 22 أوم عندما تصبح القدرة نصف قيمتها العظمى؟

101

نوع: QUESTION_HOMEWORK

احسب المقاومة المكافئة للمقاومات الموضحة في الشكل 4-27.

نوع: محتوى تعليمي

التفكير الناقد

94

نوع: QUESTION_HOMEWORK

التلفاز يستخدم محول رافع في أنبوب الأشعة المهبطية CRT في التلفاز لتحويل الجهد من 120 فولت إلى 48000 فولت، إذا كان عدد لفات الملف الثانوي للمحول 20000 لفة، وكان الملف يعطي تياراً مقداره 1.0 mA، فأجب عما يلي: a. ما عدد لفات الملف الابتدائي؟ b. ما مقدار التيار الداخل إلى الملف الابتدائي؟

95

نوع: QUESTION_HOMEWORK

تطبيق المفاهيم: افترض أن هناك معارضاً لقانون لينز يقول إن القوة تعمل على زيادة التغير في المجال المغناطيسي. لذلك عندما تحتاج إلى طاقة أكبر فإنه تلتزم منا قوة أقل لتدوير الملف. فما قانون الحفظ الذي ينتهكه هذا القانون الجديد؟ وضح إجابتك.

96

نوع: QUESTION_HOMEWORK

حلل تعبيرًا يمثل كفاءة المحولات العملية إلى 100%. إذا استخدم محول خافض كفاءته 92.5%، وعمل على خفض الجهد في المنزل من 125 فولت إلى 28.0 فولت، وكان التيار المار في دائرة الملف الثانوي يساوي 25.0 أمبير فما مقدار التيار المار في دائرة الملف الابتدائي؟

97

نوع: QUESTION_HOMEWORK

حلل واستنتج محول كهربائي كفاءته 95% يزود ثمانية منازل. وكل منزل يشغل فرناً كهربائياً يسحب تياراً مقداره 35 أمبير وفرق جهد مقداره 240 فولت، ما مقدار القدرة التي تزود بها الأفران الثمانية؟ وما مقدار القدرة المستنفدة في المحول في صورة حرارة؟

نوع: محتوى تعليمي

الكتابة في الفيزياء

98

نوع: QUESTION_HOMEWORK

صُممت الأجهزة الشائعة مثل المثقب الكهربائي بصورة مثالية بحيث يحتوي على محرك توالي. ارجع إلى مكتبتك وبعض المصادر الأخرى لتوضيح كيف يمكن لهذا النوع من المحركات استخدام تيار متناوب أو تيار مستمر.

102

نوع: QUESTION_HOMEWORK

يتحرك إلكترون بسرعة 2.1×10^6 متر/ثانية عمودياً على مجال مغناطيسي مقداره 0.81 تسلا، ما مقدار القوة المؤثرة في الإلكترون؟ وما مقدار تسارعه؟ علماً بأن كتلته 9.11×10^-31 كيلوجرام.

🔍 عناصر مرئية

الشكل 4-27

A circuit diagram showing a battery connected to a network of resistors.

📄 النص الكامل للصفحة

مراجعة تراكمية --- SECTION: 99 --- ما مقدار الشحنة على مكثف سعته 22 ميكروفاراد عندما يكون فرق الجهد بين لوحيه 48 فولت؟ --- SECTION: 100 --- ما مقدار فرق الجهد بين طرفي مقاومة كتب عليها الرمز 22 أوم عندما تصبح القدرة نصف قيمتها العظمى؟ --- SECTION: 101 --- احسب المقاومة المكافئة للمقاومات الموضحة في الشكل 4-27. التفكير الناقد --- SECTION: 94 --- التلفاز يستخدم محول رافع في أنبوب الأشعة المهبطية CRT في التلفاز لتحويل الجهد من 120 فولت إلى 48000 فولت، إذا كان عدد لفات الملف الثانوي للمحول 20000 لفة، وكان الملف يعطي تياراً مقداره 1.0 mA، فأجب عما يلي: a. ما عدد لفات الملف الابتدائي؟ b. ما مقدار التيار الداخل إلى الملف الابتدائي؟ a. ما عدد لفات الملف الابتدائي؟ b. ما مقدار التيار الداخل إلى الملف الابتدائي؟ --- SECTION: 95 --- تطبيق المفاهيم: افترض أن هناك معارضاً لقانون لينز يقول إن القوة تعمل على زيادة التغير في المجال المغناطيسي. لذلك عندما تحتاج إلى طاقة أكبر فإنه تلتزم منا قوة أقل لتدوير الملف. فما قانون الحفظ الذي ينتهكه هذا القانون الجديد؟ وضح إجابتك. --- SECTION: 96 --- حلل تعبيرًا يمثل كفاءة المحولات العملية إلى 100%. إذا استخدم محول خافض كفاءته 92.5%، وعمل على خفض الجهد في المنزل من 125 فولت إلى 28.0 فولت، وكان التيار المار في دائرة الملف الثانوي يساوي 25.0 أمبير فما مقدار التيار المار في دائرة الملف الابتدائي؟ --- SECTION: 97 --- حلل واستنتج محول كهربائي كفاءته 95% يزود ثمانية منازل. وكل منزل يشغل فرناً كهربائياً يسحب تياراً مقداره 35 أمبير وفرق جهد مقداره 240 فولت، ما مقدار القدرة التي تزود بها الأفران الثمانية؟ وما مقدار القدرة المستنفدة في المحول في صورة حرارة؟ الكتابة في الفيزياء --- SECTION: 98 --- صُممت الأجهزة الشائعة مثل المثقب الكهربائي بصورة مثالية بحيث يحتوي على محرك توالي. ارجع إلى مكتبتك وبعض المصادر الأخرى لتوضيح كيف يمكن لهذا النوع من المحركات استخدام تيار متناوب أو تيار مستمر. --- SECTION: 102 --- يتحرك إلكترون بسرعة 2.1×10^6 متر/ثانية عمودياً على مجال مغناطيسي مقداره 0.81 تسلا، ما مقدار القوة المؤثرة في الإلكترون؟ وما مقدار تسارعه؟ علماً بأن كتلته 9.11×10^-31 كيلوجرام. --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 4-27 Description: A circuit diagram showing a battery connected to a network of resistors. Table Structure: Headers: N/A Rows: Calculation needed: Calculate the equivalent resistance of the circuit. Key Values: Resistor values: 85 Ω Context: This diagram is used to calculate the equivalent resistance of a parallel and series resistor combination.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 9

سؤال 94: 94. التلفاز يستخدم محول رافع في أنبوب الأشعة المهبطية CRT في التلفاز لتحويل الجهد من 120 V إلى 48000 V، إذا كان عدد لفات الملف الثانوي للمحول 20000 لفة، وكان الملف يعطي تيارًا مقداره 1.0 mA، فأجب عما يلي: a. ما عدد لفات الملف الابتدائي؟ b. ما مقدار التيار الداخل إلى الملف الابتدائي؟

الإجابة: س 94: a) $50 = N_p$ لفة $I_p = 0.40 A$ (b

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنفهم ما لدينا من معلومات: - الجهد الابتدائي (الملف الابتدائي): $V_p = 120 V$ - الجهد الثانوي (الملف الثانوي): $V_s = 48000 V$ - عدد لفات الملف الثانوي: $N_s = 20000$ لفة - التيار في الملف الثانوي: $I_s = 1.0 mA = 1.0 \times 10^{-3} A$ المطلوب هو: a. عدد لفات الملف الابتدائي ($N_p$) b. مقدار التيار الداخل إلى الملف الابتدائي ($I_p$)
  2. **الخطوة 2 (القوانين):** نستخدم قوانين المحولات المثالية (بافتراض أن المحول مثالي ما لم يُذكر خلاف ذلك): - العلاقة بين الجهد وعدد اللفات: $$\frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p}$$ - العلاقة بين التيار وعدد اللفات (أو الجهد): (بما أن القدرة ثابتة $P_p = P_s$) $$V_p I_p = V_s I_s \Rightarrow \frac{I_p}{I_s} = \frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p}$$
  3. **الخطوة 3 (الحل):** a. لحساب عدد لفات الملف الابتدائي ($N_p$): من العلاقة $\frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p}$، يمكننا إعادة ترتيبها لإيجاد $N_p$: $$N_p = N_s \times \frac{V_p}{V_s}$$ بالتعويض بالقيم المعطاة: $$N_p = 20000 \times \frac{120 V}{48000 V} = 20000 \times \frac{12}{4800} = 20000 \times \frac{1}{400} = \frac{200}{4} = 50$$ b. لحساب مقدار التيار الداخل إلى الملف الابتدائي ($I_p$): من العلاقة $V_p I_p = V_s I_s$، يمكننا إعادة ترتيبها لإيجاد $I_p$: $$I_p = I_s \times \frac{V_s}{V_p}$$ بالتعويض بالقيم المعطاة: $$I_p = (1.0 \times 10^{-3} A) \times \frac{48000 V}{120 V} = (1.0 \times 10^{-3} A) \times 400 = 0.40 A$$
  4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن الإجابة هي: a. عدد لفات الملف الابتدائي = **50 لفة** b. مقدار التيار الداخل إلى الملف الابتدائي = **0.40 A**

سؤال 95: 95. تطبيق المفاهيم افترض أن هناك معارضًا لقانون لنز يقول إن القوة تعمل على زيادة التغير في المجال المغناطيسي. لذلك عندما تحتاج إلى طاقة أكبر فإنه تلزمنا قوة أقل لتدوير المولد. فما قانون الحفظ الذي ينتهكه هذا القانون الجديد؟ وضح إجابتك.

الإجابة: س 95: ينتهك قانون حفظ الطاقة؛ لأنه سيجعل الحث يساعد التغير فيزيد الطاقة الناتجة دون بذل شغل.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال، يجب أن نتذكر قانون لنز الأساسي. ينص قانون لنز على أن اتجاه التيار الحثي يكون بحيث يقاوم التغير في التدفق المغناطيسي الذي سببه. هذا يعني أن القوة الدافعة الكهربائية الحثية والتيار الحثي يعملان دائمًا على معارضة السبب الذي أحدثهما. الآن، لنفترض وجود قانون جديد يقول إن القوة تعمل على زيادة التغير في المجال المغناطيسي. هذا يعني أن التيار الحثي الناتج عن التغير في المجال المغناطيسي سيعمل على زيادة هذا التغير بدلاً من مقاومته. في سياق المولد الكهربائي، هذا يعني أن تدوير المولد (وهو بذل شغل لإنتاج طاقة كهربائية) سيؤدي إلى توليد تيار حثي، وهذا التيار بدوره سيولد مجالاً مغناطيسياً يزيد من التغير الأصلي، مما يعني أن المولد سيستمر في إنتاج طاقة أكبر وأكبر دون الحاجة لبذل المزيد من الشغل لتدويره. هذا السيناريو يتعارض بشكل مباشر مع قانون أساسي في الفيزياء وهو قانون حفظ الطاقة. فقانون حفظ الطاقة ينص على أن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم، بل تتحول من شكل إلى آخر. إذا كان المولد ينتج طاقة كهربائية متزايدة دون بذل شغل إضافي، فهذا يعني أن الطاقة تُخلق من العدم، وهذا انتهاك صريح لقانون حفظ الطاقة. ولذلك الإجابة هي: **ينتهك هذا القانون الجديد قانون حفظ الطاقة؛ لأنه سيجعل الحث يساعد التغير فيزيد الطاقة الناتجة دون بذل شغل إضافي، مما يعني خلق طاقة من العدم.**

سؤال 96: 96. حلل لا تصل كفاءة المحولات العملية إلى 100%. اكتب تعبيرًا يمثل كفاءة المحول بدلالة القدرة. إذا استخدم محول خافض كفاءته 92.5%، وعمل على خفض الجهد في المنزل من 125 V إلى 28.0 V، وكان التيار المار في دائرة الملف الثانوي يساوي 25.0 A فما مقدار التيار المار في دائرة الملف الابتدائي؟

الإجابة: س 96: $P_{in} = 756.8 W \Rightarrow I_p = 6.05 A$

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم والقوانين):** كفاءة المحول ($\eta$) هي نسبة القدرة الخارجة ($P_{out}$) إلى القدرة الداخلة ($P_{in}$)، وتُعبر عنها بالصيغة: $$\eta = \frac{P_{out}}{P_{in}}$$ حيث $P_{out} = V_s I_s$ (القدرة في الملف الثانوي) و $P_{in} = V_p I_p$ (القدرة في الملف الابتدائي). المعطيات لدينا: - كفاءة المحول: $\eta = 92.5\% = 0.925$ - الجهد الابتدائي (في المنزل): $V_p = 125 V$ - الجهد الثانوي (بعد الخفض): $V_s = 28.0 V$ - التيار في دائرة الملف الثانوي: $I_s = 25.0 A$ المطلوب هو: مقدار التيار المار في دائرة الملف الابتدائي ($I_p$).
  2. **الخطوة 2 (الحل):** أولاً، نحسب القدرة الخارجة من المحول ($P_{out}$) باستخدام قيم الجهد والتيار في الملف الثانوي: $$P_{out} = V_s \times I_s = 28.0 V \times 25.0 A = 700 W$$ ثانياً، نستخدم قانون الكفاءة لإيجاد القدرة الداخلة إلى المحول ($P_{in}$): $$\eta = \frac{P_{out}}{P_{in}} \Rightarrow P_{in} = \frac{P_{out}}{\eta}$$ بالتعويض بالقيم: $$P_{in} = \frac{700 W}{0.925} \approx 756.756 W$$ ثالثاً، نستخدم القدرة الداخلة والجهد الابتدائي لحساب التيار المار في دائرة الملف الابتدائي ($I_p$): $$P_{in} = V_p \times I_p \Rightarrow I_p = \frac{P_{in}}{V_p}$$ بالتعويض بالقيم: $$I_p = \frac{756.756 W}{125 V} \approx 6.054 A$$
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن مقدار التيار المار في دائرة الملف الابتدائي هو: **6.05 A**

سؤال 97: 97. حلل واستنتج محول كهربائي كفاءته 95% يزود ثمانية منازل. وكل منزل يشغل فرنًا كهربائيًا يسحب تيارًا مقداره 35 A بفرق جهد مقداره 240 V، ما مقدار القدرة التي تزود بها الأفران الثمانية؟ وما مقدار القدرة المستنفدة في المحول في صورة حرارة؟

الإجابة: س 97: $P_{loss} = P_{in} - P_{out} \approx 3.54 \times 10^3 W$

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات والقوانين):** لنفهم ما لدينا من معلومات: - كفاءة المحول: $\eta = 95\% = 0.95$ - عدد المنازل (الأفران): 8 منازل - تيار الفرن الواحد: $I_{oven} = 35 A$ - فرق جهد الفرن الواحد: $V_{oven} = 240 V$ المطلوب هو: أ. مقدار القدرة التي تزود بها الأفران الثمانية ($P_{out}$). ب. مقدار القدرة المستنفدة في المحول في صورة حرارة ($P_{loss}$).
  2. **الخطوة 2 (الحل):** أ. لحساب القدرة التي تزود بها الأفران الثمانية ($P_{out}$): أولاً، نحسب القدرة التي يستهلكها الفرن الواحد: $$P_{oven} = V_{oven} \times I_{oven} = 240 V \times 35 A = 8400 W$$ بما أن هناك ثمانية أفران، فإن القدرة الكلية التي يزود بها المحول (القدرة الخارجة) هي: $$P_{out} = 8 \times P_{oven} = 8 \times 8400 W = 67200 W$$ ب. لحساب مقدار القدرة المستنفدة في المحول في صورة حرارة ($P_{loss}$): نستخدم قانون الكفاءة لإيجاد القدرة الداخلة إلى المحول ($P_{in}$): $$\eta = \frac{P_{out}}{P_{in}} \Rightarrow P_{in} = \frac{P_{out}}{\eta}$$ بالتعويض بالقيم: $$P_{in} = \frac{67200 W}{0.95} \approx 70736.84 W$$ القدرة المستنفدة (المفقودة) في المحول هي الفرق بين القدرة الداخلة والخارجة: $$P_{loss} = P_{in} - P_{out}$$ $$P_{loss} = 70736.84 W - 67200 W = 3536.84 W$$ يمكن تقريبها إلى $3.54 \times 10^3 W$.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن الإجابة هي: أ. مقدار القدرة التي تزود بها الأفران الثمانية = **67200 W** ب. مقدار القدرة المستنفدة في المحول في صورة حرارة = **$3.54 \times 10^3 W$**

سؤال 98: 98. صممت الأجهزة الشائعة مثل المثقب الكهربائي بصورة مثالية بحيث يحتوي على محرك توالٍ. ارجع إلى مكتبتك وبعض المصادر الأخرى لتوضيح كيف يمكن لهذا النوع من المحركات استخدام تيار متناوب أو تيار مستمر.

الإجابة: س 98: لأن الملفين موصولان على التوالي، فإذا عُكس التيار ينعكس فيهما معًا وتظل جهة العزم واحدة (محرك عالمي).

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** المحرك التوالي (أو المحرك العالمي) هو نوع من المحركات الكهربائية التي يمكنها العمل بكفاءة مع كل من التيار المتناوب (AC) والتيار المستمر (DC). لفهم سبب ذلك، يجب أن ننظر إلى كيفية عمل المحرك التوالي وتوصيل ملفاته. في المحرك التوالي، يتم توصيل ملفات المجال (التي تولد المجال المغناطيسي الثابت) وملفات المنتج (التي تحمل التيار وتدور) على التوالي مع مصدر الطاقة. هذا يعني أن التيار الذي يمر عبر ملفات المجال هو نفسه الذي يمر عبر ملفات المنتج. عندما يعمل المحرك بتيار مستمر (DC)، فإن اتجاه التيار في ملفات المجال وملفات المنتج يكون ثابتًا، مما يولد مجالًا مغناطيسيًا وعزمًا ثابت الاتجاه يدور المحرك. أما عند استخدام التيار المتناوب (AC)، فإن اتجاه التيار يتغير بشكل دوري. ولكن بما أن ملفات المجال وملفات المنتج موصلة على التوالي، فإن اتجاه التيار في كليهما ينعكس في نفس اللحظة. عندما ينعكس اتجاه التيار في ملفات المجال، ينعكس اتجاه المجال المغناطيسي. وعندما ينعكس اتجاه التيار في ملفات المنتج، ينعكس اتجاه القوة المؤثرة على ملفات المنتج. وبما أن كليهما ينعكسان معًا، فإن اتجاه العزم الكلي الذي يدور المحرك يظل ثابتًا في نفس الاتجاه. هذا التزامن في انعكاس اتجاه التيار في كلا الملفين هو ما يسمح للمحرك التوالي بالعمل بكفاءة مع التيار المتناوب والمستمر على حد سواء. ولذلك الإجابة هي: **لأن الملفين (ملف المجال وملف المنتج) موصولان على التوالي، فإذا عُكس التيار (كما يحدث في التيار المتناوب) ينعكس فيهما معًا وتظل جهة العزم واحدة، مما يجعله محركًا عالميًا.**

سؤال 99: 99. ما مقدار الشحنة على مكثف سعته 22 μF عندما يكون فرق الجهد بين لوحيه 48 V؟

الإجابة: س 99: $Q = CV = 22 \times 10^{-6} \times 48 = 1.06 \times 10^{-3} C$

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - سعة المكثف: $C = 22 \mu F = 22 \times 10^{-6} F$ - فرق الجهد بين لوحيه: $V = 48 V$ المطلوب هو: مقدار الشحنة على المكثف ($Q$).
  2. **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم القانون الذي يربط الشحنة والسعة وفرق الجهد للمكثف: $$Q = C \times V$$
  3. **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض بالقيم المعطاة: $$Q = (22 \times 10^{-6} F) \times (48 V)$$ $$Q = 1056 \times 10^{-6} C$$ يمكن كتابتها بصورة علمية: $$Q = 1.056 \times 10^{-3} C$$ أو بالتقريب: $$Q \approx 1.06 \times 10^{-3} C$$
  4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن مقدار الشحنة على المكثف = **$1.06 \times 10^{-3} C$**

سؤال 100: 100. ما مقدار فرق الجهد بين طرفي مقاومة كتب عليها 22 Ω و 5.0 W عندما تصبح القدرة نصف قيمتها العظمى؟

الإجابة: س 100: $V = \sqrt{PR} = \sqrt{55} \approx 7.4 V$

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنفهم ما لدينا من معلومات: - المقاومة: $R = 22 \Omega$ - القدرة العظمى: $P_{max} = 5.0 W$ المطلوب هو: مقدار فرق الجهد ($V$) عندما تصبح القدرة نصف قيمتها العظمى.
  2. **الخطوة 2 (القوانين):** نستخدم قانون القدرة الكهربائية الذي يربط القدرة وفرق الجهد والمقاومة: $$P = \frac{V^2}{R}$$ بما أن القدرة تصبح نصف قيمتها العظمى، فإن القدرة التي سنستخدمها في الحساب هي: $$P = \frac{P_{max}}{2}$$
  3. **الخطوة 3 (الحل):** أولاً، نحسب القدرة عندما تكون نصف قيمتها العظمى: $$P = \frac{5.0 W}{2} = 2.5 W$$ ثانياً، نعيد ترتيب قانون القدرة لحساب فرق الجهد ($V$): $$V^2 = P \times R \Rightarrow V = \sqrt{P \times R}$$ بالتعويض بالقيم: $$V = \sqrt{2.5 W \times 22 \Omega}$$ $$V = \sqrt{55}$$ $$V \approx 7.416 V$$ يمكن تقريبها إلى $7.4 V$.
  4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن مقدار فرق الجهد بين طرفي المقاومة عندما تصبح القدرة نصف قيمتها العظمى هو: **7.4 V**

سؤال 101: 101. احسب المقاومة المكافئة للمقاومات الموضحة في الشكل 27-4.

الإجابة: س 101: $R_{eq} = \frac{85}{3} + \frac{85}{2} = 70.8 \Omega$

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لحساب المقاومة المكافئة لمجموعة من المقاومات، نتبع القواعد التالية: - **للمقاومات الموصولة على التوالي:** المقاومة المكافئة هي مجموع المقاومات الفردية: $R_{eq} = R_1 + R_2 + ...$ - **للمقاومات الموصولة على التوازي:** مقلوب المقاومة المكافئة هو مجموع مقلوب المقاومات الفردية: $\frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ...$ بما أن الشكل 27-4 غير متوفر، سنفترض أن الدائرة تتكون من جزأين رئيسيين موصولين على التوالي، حيث تم حساب المقاومة المكافئة لكل جزء على حدة، ثم جُمعت هاتان المقاومتان المكافئتان للحصول على المقاومة الكلية.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** وفقًا للإجابة المعطاة، يبدو أن المقاومة المكافئة النهائية هي مجموع قيمتين: $\frac{85}{3}$ و $\frac{85}{2}$. هذا يشير إلى أن الدائرة قد تم تبسيطها إلى مقاومتين مكافئتين فرعيتين موصولتين على التوالي. لنفترض أننا قمنا بتبسيط جزء من الدائرة (ربما مجموعة من المقاومات على التوازي أو التوالي) وحصلنا على مقاومة مكافئة أولى $R_{eq1} = \frac{85}{3} \Omega$. ولنفترض أننا قمنا بتبسيط جزء آخر من الدائرة (ربما مجموعة أخرى من المقاومات على التوازي أو التوالي) وحصلنا على مقاومة مكافئة ثانية $R_{eq2} = \frac{85}{2} \Omega$. إذا كانت هاتان المقاومتان المكافئتان الفرعيتان موصولتين على التوالي، فإن المقاومة المكافئة الكلية ($R_{eq}$) ستكون مجموعهما.
  3. **الخطوة 3 (الحل):** بجمع المقاومتين المكافئتين الفرعيتين: $$R_{eq} = R_{eq1} + R_{eq2} = \frac{85}{3} \Omega + \frac{85}{2} \Omega$$ لجمع الكسرين، نوحد المقامات (المقام المشترك الأصغر هو 6): $$R_{eq} = \frac{85 \times 2}{3 \times 2} + \frac{85 \times 3}{2 \times 3} = \frac{170}{6} + \frac{255}{6}$$ $$R_{eq} = \frac{170 + 255}{6} = \frac{425}{6} \Omega$$ بتحويل الكسر إلى عدد عشري: $$R_{eq} \approx 70.833 \Omega$$ يمكن تقريبها إلى $70.8 \Omega$.
  4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن المقاومة المكافئة للدائرة هي: **$70.8 \Omega$**

سؤال 102: 102. يتحرك إلكترون بسرعة $2.1 \times 10^6 m/s$ عموديًا على مجال مغناطيسي مقداره 0.81 T، ما مقدار القوة المؤثرة في الإلكترون؟ وما مقدار تسارعه؟ علمًا بأن كتلته $9.11 \times 10^{-31} kg$.

الإجابة: س 102: $F = qvB \approx 2.7 \times 10^{-13} N, a = F/m \approx 3.0 \times 10^{17} m/s^2$

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا من معلومات: - سرعة الإلكترون: $v = 2.1 \times 10^6 m/s$ - شدة المجال المغناطيسي: $B = 0.81 T$ - كتلة الإلكترون: $m = 9.11 \times 10^{-31} kg$ - شحنة الإلكترون (قيمة ثابتة): $q = 1.60 \times 10^{-19} C$ - الزاوية بين اتجاه السرعة والمجال: $\theta = 90^\circ$ (لأنه يتحرك عموديًا). المطلوب هو: أ. مقدار القوة المؤثرة في الإلكترون ($F$). ب. مقدار تسارع الإلكترون ($a$).
  2. **الخطوة 2 (القوانين):** أ. لحساب القوة المغناطيسية المؤثرة في شحنة متحركة في مجال مغناطيسي، نستخدم القانون: $$F = qvB \sin\theta$$ ب. لحساب التسارع، نستخدم قانون نيوتن الثاني: $$F = ma \Rightarrow a = \frac{F}{m}$$
  3. **الخطوة 3 (الحل):** أ. لحساب مقدار القوة المؤثرة في الإلكترون: بما أن الحركة عمودية، فإن $\sin 90^\circ = 1$. $$F = (1.60 \times 10^{-19} C) \times (2.1 \times 10^6 m/s) \times (0.81 T)$$ $$F = 1.60 \times 2.1 \times 0.81 \times 10^{-19} \times 10^6 N$$ $$F = 2.7216 \times 10^{-13} N$$ يمكن تقريبها إلى $2.7 \times 10^{-13} N$. ب. لحساب مقدار تسارع الإلكترون: نستخدم القوة التي حسبناها وكتلة الإلكترون: $$a = \frac{F}{m} = \frac{2.7216 \times 10^{-13} N}{9.11 \times 10^{-31} kg}$$ $$a \approx 0.2987 \times 10^{18} m/s^2$$ يمكن كتابتها بصورة علمية وتقريبها: $$a \approx 2.99 \times 10^{17} m/s^2$$ أو بالتقريب إلى $3.0 \times 10^{17} m/s^2$.
  4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن الإجابة هي: أ. مقدار القوة المؤثرة في الإلكترون = **$2.7 \times 10^{-13} N$** ب. مقدار تسارع الإلكترون = **$3.0 \times 10^{17} m/s^2$**