صفحة 68 - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 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

الكتابة في الفيزياء

88

نوع: QUESTION_HOMEWORK

ابحث في قوانين جوستاف كيرشوف، واكتب ملخصاً من صفحة واحدة حول كيفية تطبيقها على الأنواع الثلاثة للدوائر الكهربائية الواردة في الفصل.

نوع: محتوى تعليمي

مراجعة تراكمية

89

نوع: QUESTION_HOMEWORK

إذا كانت شدة المجال الكهربائي على بعد d من شحنة نقطية Q يساوي E، فماذا يحدث لمقدار المجال الكهربائي في الحالات الآتية:

90

نوع: QUESTION_HOMEWORK

إذا نقص التيار المار في دائرة كهربائية فرق الجهد فيها 12V من 0.55A إلى 0.44A، فاحسب مقدار التغير في المقاومة.

نوع: محتوى تعليمي

تطبيق المفاهيم صنع أميتر بتوصيل بطارية وجهدها V 6.0 على التوالي بمقاومة متغيرة وأميتر مثالي، كما هو موضح في الشكل 25-2، بحيث ينحرف مؤشر الأميتر إلى أقصى تدريج عندما يمر فيه تيار مقداره 1.0mA. فإذا وصل المشكان الموضحان في الشكل معاً، وضبطت المقاومة المتغيرة بحيث يمر تيار مقداره 1.0mA، فأجب عما يأتي:

a

نوع: QUESTION_HOMEWORK

ما مقدار المقاومة المتغيرة؟

b

نوع: QUESTION_HOMEWORK

إذا وصل المشكان الموضحان في الشكل بمقاومة مجهولة فما مقدار المقاومة التي تجعل قراءة الأميتر تساوي:

c

نوع: QUESTION_HOMEWORK

هل تدريج الأميتر خطي؟ وضح إجابتك.

نوع: FIGURE_REFERENCE

الشكل 25-2

🔍 عناصر مرئية

الشكل 25-2

A simple electrical circuit diagram showing a voltage source (battery symbol with + and - terminals), a variable resistor symbol, a milliammeter (0-1.00 mA) in series, and connecting wires with clips.

📄 النص الكامل للصفحة

الكتابة في الفيزياء

--- SECTION: 88 ---
ابحث في قوانين جوستاف كيرشوف، واكتب ملخصاً من صفحة واحدة حول كيفية تطبيقها على الأنواع الثلاثة للدوائر الكهربائية الواردة في الفصل.

مراجعة تراكمية

--- SECTION: 89 ---
إذا كانت شدة المجال الكهربائي على بعد d من شحنة نقطية Q يساوي E، فماذا يحدث لمقدار المجال الكهربائي في الحالات الآتية:
  مضاعفة d ثلاث مرات.
  مضاعفة Q ثلاث مرات.
  مضاعفة كل من d و Q ثلاث مرات.
  مضاعفة شحنة الاختيار q ود ثلاث مرات.
  مضاعفة كل من q و d وثلاث مرات.

--- SECTION: 90 ---
إذا نقص التيار المار في دائرة كهربائية فرق الجهد فيها 12V من 0.55A إلى 0.44A، فاحسب مقدار التغير في المقاومة.

تطبيق المفاهيم صنع أميتر بتوصيل بطارية وجهدها V 6.0 على التوالي بمقاومة متغيرة وأميتر مثالي، كما هو موضح في الشكل 25-2، بحيث ينحرف مؤشر الأميتر إلى أقصى تدريج عندما يمر فيه تيار مقداره 1.0mA. فإذا وصل المشكان الموضحان في الشكل معاً، وضبطت المقاومة المتغيرة بحيث يمر تيار مقداره 1.0mA، فأجب عما يأتي:

--- SECTION: a ---
ما مقدار المقاومة المتغيرة؟

--- SECTION: b ---
إذا وصل المشكان الموضحان في الشكل بمقاومة مجهولة فما مقدار المقاومة التي تجعل قراءة الأميتر تساوي:
  0.50 mA .1
  0.25 mA .2
  0.75 mA .3

--- SECTION: c ---
هل تدريج الأميتر خطي؟ وضح إجابتك.

الشكل 25-2

--- VISUAL CONTEXT ---
**DIAGRAM**: الشكل 25-2
Description: A simple electrical circuit diagram showing a voltage source (battery symbol with + and - terminals), a variable resistor symbol, a milliammeter (0-1.00 mA) in series, and connecting wires with clips.
Key Values: 12V, 0.55A, 0.44A, 0-1.00 mA
Context: Illustrates a circuit for measuring current changes with voltage and resistance, relevant to Ohm's Law and circuit analysis.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 4

سؤال 87: تطبيق المفاهيم صنع أميتر بتوصيل بطارية جهدها 6.0 V على التوالي بمقاومة متغيرة وأميتر مثالي، كما هو موضح في الشكل 25-2، بحيث ينحرف مؤشر الأميتر إلى أقصى تدريج عندما يمر فيه تيار مقداره 1.0 mA. فإذا وصل المشبكان الموضحان في الشكل معًا، وضبطت المقاومة المتغيرة بحيث يمر تيار مقداره 1.0 mA، فأجب عما يأتي: a. ما مقدار المقاومة المتغيرة؟ b. إذا وصل المشبكان الموضحان في الشكل بمقاومة مجهولة فما مقدار المقاومة التي تجعل قراءة الأميتر تساوي: 1. 0.50 mA؟ 2. 0.25 mA؟ 3. 0.75 mA؟ c. هل تدريج الأميتر خطي؟ وضح إجابتك.

الإجابة: س: 87: a) عند وصل المشبكين $R = 6.0\text{ k}\Omega$ b) 1. $R_x = 6.0\text{ k}\Omega$ 2. $R_x = 18\text{ k}\Omega$ 3. $R_x = 2.0\text{ k}\Omega$ c) لا، التدريج ليس خطياً لأن التيار يتناسب عكسياً مع المقاومة الكلية ($I \propto 1/R$).

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات والمطلوب):** لدينا بطارية جهدها (V) = 6.0 V. ينحرف مؤشر الأميتر إلى أقصى تدريج عندما يمر فيه تيار (I_full_scale) = 1.0 mA. لتحويله إلى الأمبير، نقسم على 1000: 1.0 mA = 1.0 × 10⁻³ A. المطلوب في الجزء (a) هو مقدار المقاومة المتغيرة (R_v) عندما يمر التيار الأقصى والمشبكان موصولان معًا (أي لا توجد مقاومة خارجية إضافية).
**الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون أوم الذي يربط بين الجهد والتيار والمقاومة: $$R = \frac{V}{I}$$
**الخطوة 3 (الحل للجزء a):** بالتعويض بالقيم المعطاة للجهد والتيار الأقصى: $$R_v = \frac{6.0 \text{ V}}{1.0 \times 10^{-3} \text{ A}} = 6000 \text{ }\Omega$$
**الخطوة 4 (النتيجة للجزء a):** إذن مقدار المقاومة المتغيرة (R_v) هو **6.0 kΩ**. (ملاحظة: هذه المقاومة هي المقاومة الداخلية للأميتر عند ضبطه على أقصى تدريج، وستبقى هذه القيمة ثابتة في الحسابات التالية حيث يتم توصيل مقاومة مجهولة على التوالي معها).
**الخطوة 5 (الحل للجزء b):** عند توصيل مقاومة مجهولة (R_x) على التوالي مع المقاومة المتغيرة (R_v)، تصبح المقاومة الكلية في الدائرة (R_total) = R_v + R_x. نستخدم قانون أوم مرة أخرى لحساب المقاومة الكلية لكل تيار، ثم نطرح منها R_v لإيجاد R_x. **للحالة 1 (I = 0.50 mA = 0.50 × 10⁻³ A):** $$R_{total1} = \frac{V}{I_1} = \frac{6.0 \text{ V}}{0.50 \times 10^{-3} \text{ A}} = 12000 \text{ }\Omega = 12.0 \text{ k}\Omega$$ $$R_{x1} = R_{total1} - R_v = 12.0 \text{ k}\Omega - 6.0 \text{ k}\Omega = 6.0 \text{ k}\Omega$$ **للحالة 2 (I = 0.25 mA = 0.25 × 10⁻³ A):** $$R_{total2} = \frac{V}{I_2} = \frac{6.0 \text{ V}}{0.25 \times 10^{-3} \text{ A}} = 24000 \text{ }\Omega = 24.0 \text{ k}\Omega$$ $$R_{x2} = R_{total2} - R_v = 24.0 \text{ k}\Omega - 6.0 \text{ k}\Omega = 18.0 \text{ k}\Omega$$ **للحالة 3 (I = 0.75 mA = 0.75 × 10⁻³ A):** $$R_{total3} = \frac{V}{I_3} = \frac{6.0 \text{ V}}{0.75 \times 10^{-3} \text{ A}} = 8000 \text{ }\Omega = 8.0 \text{ k}\Omega$$ $$R_{x3} = R_{total3} - R_v = 8.0 \text{ k}\Omega - 6.0 \text{ k}\Omega = 2.0 \text{ k}\Omega$$
**الخطوة 6 (النتيجة للجزء b):** مقدار المقاومة المجهولة (R_x) التي تجعل قراءة الأميتر تساوي: 1. 0.50 mA هي **6.0 kΩ** 2. 0.25 mA هي **18.0 kΩ** 3. 0.75 mA هي **2.0 kΩ**
**الخطوة 7 (الحل للجزء c):** تدريج الأميتر يعتمد على العلاقة بين التيار (I) والمقاومة المجهولة (R_x). نعلم أن $I = \frac{V}{R_{total}} = \frac{V}{R_v + R_x}$. هذه العلاقة ليست خطية، حيث أن التيار يتناسب عكسياً مع مجموع المقاومات (R_v + R_x)، وليس مع R_x وحدها بشكل خطي مباشر. بمعنى آخر، التغير المتساوي في R_x لا يؤدي إلى تغير متساوٍ في I.
**الخطوة 8 (النتيجة للجزء c):** لا، تدريج الأميتر **ليس خطياً** لأن التيار يتناسب عكسياً مع المقاومة الكلية في الدائرة ($I \propto 1/R_{total}$).

سؤال 88: الكتابة في الفيزياء 88. ابحث في قوانين جوستاف كيرتشوف، واكتب ملخصًا من صفحة واحدة حول كيفية تطبيقها على الأنواع الثلاثة للدوائر الكهربائية الواردة في الفصل.

الإجابة: س: 88: 1. قانون كيرتشوف للتيار (KCL): مجموع التيارات عند العقدة = 0 (حفظ الشحنة). 2. قانون كيرتشوف للجهد (KVL): مجموع الجهود عبر الحلقة = 0 (حفظ الطاقة). التوالي: التيار نفسه. التوازي: الجهد نفسه.

خطوات الحل:

**الشرح:** قوانين كيرتشوف هي مبادئ أساسية في تحليل الدوائر الكهربائية، وهي مبنية على قوانين حفظ الشحنة والطاقة. **1. قانون كيرتشوف للتيار (KCL):** ينص هذا القانون على أن المجموع الجبري للتيارات الكهربائية عند أي نقطة تفرع (عقدة) في الدائرة يساوي صفرًا. هذا يعني أن مجموع التيارات الداخلة إلى العقدة يساوي مجموع التيارات الخارجة منها. هذا القانون يعكس مبدأ **حفظ الشحنة**، حيث لا يمكن للشحنة أن تتراكم أو تختفي عند نقطة معينة. **تطبيقه على الدوائر:** * **دوائر التوالي:** في دوائر التوالي، لا توجد نقاط تفرع للتيار، لذا فإن التيار يكون متساوياً في جميع أجزاء الدائرة وفي جميع المكونات الموصولة على التوالي. * **دوائر التوازي:** في دوائر التوازي، عند نقطة التفرع، يتوزع التيار الكلي على الفروع المتوازية، ومجموع التيارات في الفروع يساوي التيار الكلي الداخل إلى نقطة التفرع. **2. قانون كيرتشوف للجهد (KVL):** ينص هذا القانون على أن المجموع الجبري للتغيرات في الجهد الكهربائي حول أي حلقة مغلقة في الدائرة يجب أن يساوي صفرًا. هذا يعني أن مجموع الارتفاعات في الجهد (من مصادر الجهد) يساوي مجموع الانخفاضات في الجهد (عبر المقاومات والمكونات الأخرى) في نفس الحلقة. هذا القانون يعكس مبدأ **حفظ الطاقة**. **تطبيقه على الدوائر:** * **دوائر التوالي:** في دوائر التوالي، يتوزع الجهد الكلي للمصدر على المكونات الموصولة على التوالي. مجموع فروق الجهد عبر كل مقاومة يساوي الجهد الكلي للمصدر. * **دوائر التوازي:** في دوائر التوازي، يكون فرق الجهد متساوياً عبر جميع الفروع المتوازية، أي أن الجهد عبر كل مقاومة في الفروع المتوازية هو نفسه جهد المصدر (إذا كانت الفروع موصولة مباشرة بالمصدر). **ملخص التطبيق على الأنواع الثلاثة للدوائر:** * **دوائر التوالي:** التيار هو نفسه في جميع المكونات (KCL)، والجهد الكلي يتوزع على المكونات (KVL). * **دوائر التوازي:** الجهد هو نفسه عبر جميع الفروع (KVL)، والتيار الكلي يتوزع على الفروع (KCL). * **الدوائر المركبة (توالي وتوازي):** يتم تطبيق كلا القانونين بشكل متسلسل. تُحل أجزاء التوازي أولاً ثم تُعامل ككتلة واحدة في دائرة التوالي، أو العكس، مع مراعاة نقاط التفرع والحلقات المغلقة لتطبيق KCL و KVL بشكل صحيح.

سؤال 89: مراجعة تراكمية 89. إذا كانت شدة المجال الكهربائي على بُعد d من شحنة نقطية Q يساوي E، فماذا يحدث لمقدار المجال الكهربائي في الحالات الآتية: a. مضاعفة d ثلاث مرات. b. مضاعفة Q ثلاث مرات. c. مضاعفة كل من d و Q ثلاث مرات. d. مضاعفة شحنة الاختبار 'q ثلاث مرات e. مضاعفة كل من 'q و d و Q ثلاث مرات.

الإجابة: 89: المجال $E = kQ/d^2$ a) $E' = E/9$ b) $E' = 3E$ c) $E' = E/3$ d) $E$ (لا يتغير) e) $E' = E/3$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم الأساسي):** شدة المجال الكهربائي (E) عند نقطة معينة بسبب شحنة نقطية (Q) تُعطى بالعلاقة: $$E = k \frac{Q}{d^2}$$ حيث: - k هو ثابت كولوم. - Q هي مقدار الشحنة المسببة للمجال. - d هي المسافة من الشحنة إلى النقطة التي يُحسب عندها المجال. من المهم أن نتذكر أن شدة المجال الكهربائي لا تعتمد على شحنة الاختبار (q') التي قد توضع في المجال، بل هي خاصية للمنطقة المحيطة بالشحنة Q.
**الخطوة 2 (تطبيق المفهوم على الحالات المختلفة):** سنقوم بتحليل كل حالة بناءً على العلاقة $E = k \frac{Q}{d^2}$: **a. مضاعفة d ثلاث مرات (d' = 3d):** $$E' = k \frac{Q}{(3d)^2} = k \frac{Q}{9d^2} = \frac{1}{9} \left(k \frac{Q}{d^2}\right) = \frac{E}{9}$$ يقل المجال الكهربائي إلى تسع قيمته الأصلية. **b. مضاعفة Q ثلاث مرات (Q' = 3Q):** $$E' = k \frac{3Q}{d^2} = 3 \left(k \frac{Q}{d^2}\right) = 3E$$ يزداد المجال الكهربائي إلى ثلاثة أضعاف قيمته الأصلية. **c. مضاعفة كل من d و Q ثلاث مرات (d' = 3d, Q' = 3Q):** $$E' = k \frac{3Q}{(3d)^2} = k \frac{3Q}{9d^2} = \frac{3}{9} \left(k \frac{Q}{d^2}\right) = \frac{1}{3}E$$ يقل المجال الكهربائي إلى ثلث قيمته الأصلية. **d. مضاعفة شحنة الاختبار 'q ثلاث مرات (q' = 3q):** شدة المجال الكهربائي (E) لا تعتمد على شحنة الاختبار (q'). شحنة الاختبار تستخدم فقط للكشف عن المجال وقياسه، ولكنها لا تؤثر على شدة المجال نفسه. **e. مضاعفة كل من 'q و d و Q ثلاث مرات (q' = 3q, d' = 3d, Q' = 3Q):** بما أن شدة المجال الكهربائي لا تتأثر بشحنة الاختبار ('q)، فإن هذه الحالة مماثلة للحالة (c) من حيث تأثير d و Q. $$E' = k \frac{3Q}{(3d)^2} = k \frac{3Q}{9d^2} = \frac{1}{3} \left(k \frac{Q}{d^2}\right) = \frac{E}{3}$$
**الخطوة 3 (النتيجة):** مقدار المجال الكهربائي يتغير كالتالي: a. مضاعفة d ثلاث مرات: يصبح $E/9$ b. مضاعفة Q ثلاث مرات: يصبح $3E$ c. مضاعفة كل من d و Q ثلاث مرات: يصبح $E/3$ d. مضاعفة شحنة الاختبار 'q ثلاث مرات: يبقى $E$ (لا يتغير) e. مضاعفة كل من 'q و d و Q ثلاث مرات: يصبح $E/3$

سؤال 90: 90. إذا نقص التيار المار في دائرة كهربائية فرق الجهد فيها 12 V من 0.55 A إلى 0.44 A، فاحسب مقدار التغير في المقاومة.

الإجابة: س: 90: المقاومة عند 0.55A: $R_1 = 12/0.55 \approx 21.8\Omega$ المقاومة عند 0.44A: $R_2 = 12/0.44 \approx 27.3\Omega$ مقدار التغير: $\Delta R = 27.3 - 21.8 = 5.5\Omega$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لدينا دائرة كهربائية فرق الجهد فيها (V) ثابت ويساوي 12 V. التيار الأول (I₁) = 0.55 A. التيار الثاني (I₂) = 0.44 A. المطلوب هو حساب مقدار التغير في المقاومة (ΔR).
**الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون أوم الذي يربط بين فرق الجهد والتيار والمقاومة: $$R = \frac{V}{I}$$
**الخطوة 3 (الحل):** أولاً، نحسب المقاومة في الحالة الأولى (R₁) عندما كان التيار 0.55 A: $$R_1 = \frac{V}{I_1} = \frac{12 \text{ V}}{0.55 \text{ A}} \approx 21.82 \text{ }\Omega$$ ثانياً، نحسب المقاومة في الحالة الثانية (R₂) عندما أصبح التيار 0.44 A: $$R_2 = \frac{V}{I_2} = \frac{12 \text{ V}}{0.44 \text{ A}} \approx 27.27 \text{ }\Omega$$ ثالثاً، نحسب مقدار التغير في المقاومة (ΔR) وهو الفرق بين المقاومتين: $$\Delta R = R_2 - R_1 \approx 27.27 \text{ }\Omega - 21.82 \text{ }\Omega \approx 5.45 \text{ }\Omega$$
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن مقدار التغير في المقاومة هو تقريباً **5.5 Ω**.