صفحة 191 - كتاب العلوم - الصف 9 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 10: أي مما يلي يولّد تيارًا مترددًا؟ أ. المغناطيس الكهربائي. ب. الموصلات الفائقة. ج. المولدات الكهربائية. د. المحركات الكهربائية.

الإجابة: الإجابة الصحيحة: (ج) المولدات الكهربائية.

خطوات الحل:

1. | العنصر | الوصف | |--------|-------| | **المطلوب** | تحديد الجهاز الذي يولّد تيارًا مترددًا من بين الخيارات المعطاة. | | **نوع السؤال** | اختيار من متعدد يتعلق بمصادر التيار الكهربائي. |
2. **المبدأ المستخدم:** - **التيار المتردد (AC):** هو تيار كهربائي يعكس اتجاهه دورياً بتردد معين (مثل 60 هرتز أو 50 هرتز). - يتم توليده عادة بواسطة أجهزة تحوّل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية مع تغيير مستمر في قطبية الجهد.
3. **تحليل الخيارات:** 1. **المغناطيس الكهربائي:** - جهاز ينتج مجالًا مغناطيسيًا عند مرور تيار كهربائي خلاله. - **لا يولد تيارًا**، بل **يستهلك تيارًا** (مستمرًا أو مترددًا) ليعمل. 2. **الموصلات الفائقة:** - مواد تفقد مقاومتها الكهربائية تمامًا عند درجات حرارة منخفضة جدًا. - **لا تولد تيارًا**، بل تُستخدم لنقل التيار (بأقل فقد) بعد توليده بمصدر آخر. 3. **المولدات الكهربائية:** - جهاز يحوّل **الطاقة الميكاناطيسية والميكانيكية** إلى **طاقة كهربائية**. - يعتمد مبدأ عمله على **الحث الكهرومغناطيسي**، حيث تدور ملف (جزء دوار) داخل مجال مغناطيسي، مما ينتج **قوة دافعة كهربائية متغيرة الاتجاه (تيار متردد)**. 4. **المحركات الكهربائية:** - جهاز يحوّل **الطاقة الكهربائية** إلى **طاقة ميكانيكية** (حركة). - **لا تولد تيارًا**، بل تستهلكه لتنتج حركة. > **ملاحظة:** بعض المحركات قد تعمل بالتيار المتردد، لكن وظيفتها الأساسية هي استهلاكه وليس توليده.
4. **الاستنتاج:** الجهاز الوحيد المصمم خصيصًا لتحويل الطاقة إلى **تيار متردد** هو **المولد الكهربائي**.
5. **الإجابة النهائية:** الخيار (ج) المولدات الكهربائية هو الصحيح، لأنها مصممة لتوليد تيار متغير الاتجاه (متردد) باستخدام مبدأ الحث الكهرومغناطيسي.

سؤال 11: أي المواد الآتية تُعدّ عازلاً جيدًا؟ أ. النحاس والذهب ج. الخشب والزجاج ب. الذهب والألومنيوم د. البلاستيك والنحاس

الإجابة: الإجابة الصحيحة: (ج) الخشب والزجاج

خطوات الحل:

1. | العنصر | الوصف | |--------|-------| | **المطلوب** | تحديد زوج المواد الذي يُعد عازلاً جيدًا للكهرباء. | | **نوع السؤال** | اختيار من متعدد يتعلق بتصنيف المواد (موصلات/عوازل). |
2. **المبدأ المستخدم:** - **الموصلات:** مواد تسمح للإلكترونات بالحركة خلالها بسهولة (مثل المعادن). - **العوازل:** مواد تقاوم حركة الإلكترونات ولا تسمح للتيار الكهربائي بالمرور بسهولة.
3. **تحليل الخيارات وعزلية كل مادة:** | الخيار | المواد | النحاس | الذهب | الألومنيوم | الخشب | الزجاج | البلاستيك | التصنيف العام للزوج | |--------|--------|--------|-------|-------------|-------|--------|------------|----------------------| | أ | النحاس والذهب | موصل | موصل | - | - | - | - | **زوج موصل** | | ب | الذهب والألومنيوم | - | موصل | موصل | - | - | - | **زوج موصل** | | ج | الخشب والزجاج | - | - | - | عازل | عازل | - | **زوج عازل** | | د | البلاستيك والنحاس | موصل | - | - | - | - | عازل | خليط (موصل وعازل) | > **تذكير:** الخيار المطلوب هو زوج من **العوازل الجيدة** فقط.
4. **الاستنتاج:** - الخياران (أ) و(ب) يتكونان بالكامل من معادن (موصلات ممتازة). - الخيار (د) خليط بين موصل وعازل. - الخيار (ج) يتكون من مادتين غير معدنيّتين (الخشب والزجاج) وهما من **العوازل الجيدة والمعروفة**.
5. **الإجابة النهائية:** الخيار الصحيح هو (ج) الخشب والزجاج، حيث أن كليهما من المواد العازلة التي تقاوم مرور التيار الكهربائي.

سؤال 12: أي العبارات الآتية صحيحة بالنسبة للمناطق المغناطيسية لمادة ممغنطة؟ أ. أقطابها في اتجاهات عشوائية. ب. أقطابها في اتجاهات يلغي بعضها بعضًا. ج. تتجه أقطابها في اتجاه واحد. د. لا يمكن أن يتغيّر توجيه أقطابها.

الإجابة: الإجابة الصحيحة: (ج) تتجه أقطابها في اتجاه واحد.

خطوات الحل:

1. | العنصر | الوصف | |--------|-------| | **المطلوب** | تحديد العبارة الصحيحة التي تصف المناطق المغناطيسية (المجالات المغناطيسية الذرية) في مادة ممغنطة. | | **نوع السؤال** | اختيار من متعدد يتعلق بخصائص المغناطيسية. |
2. **المبدأ المستخدم:** - تحتوي المواد القابلة للتمغنط على **مناطق مغناطيسية صغيرة** (تسمى عادة العزوم المغناطيسية أو المجالات الذرية). - في **المادة غير الممغنطة**، تكون اتجاهات هذه المناطق **عشوائية**، فتلغي بعضها ولا يظهر مغناطيسية كلية. - في **المادة الممغنطة**، تكون اتجاهات هذه المناطق **مرتبة وفي اتجاه واحد غالبًا**، فتعزز بعضها مكونة مجالاً مغناطيسياً قوياً.
3. **تحليل الخيارات:** 1. **أ. أقطابها في اتجاهات عشوائية.** - هذه صفة **المادة غير الممغنطة**، وليست الممغنطة. 2. **ب. أقطابها في اتجاهات يلغي بعضها بعضًا.** - هذه أيضاً صفة **المادة غير الممغنطة** حيث تلغي المجالات المتعاكسة بعضها. 3. **ج. تتجه أقطابها في اتجاه واحد.** - هذا هو الوضع في **المادة الممغنطة**. عند تعريض المادة لمجال مغناطيسي خارجي قوي، تتم محاذاة معظم المناطق المغناطيسية الصغيرة في اتجاه واحد، مما يعطي المغناطيس قوته. 4. **د. لا يمكن أن يتغيّر توجيه أقطابها.** - **غير صحيح**. يمكن تغيير توجيهها بتأثير مغناطيسي خارجي قوي (إعادة تمغنط) أو بطرق ميكانيكية وحرارية معينة (إزالة المغناطيسية).
4. **الاستنتاج:** الخاصية المميزة للمادة الممغنطة هي الانتظام النسبي في اتجاه مجالاتها المغناطيسية الدقيقة.
5. **الإجابة النهائية:** العبارة الصحيحة هي (ج) "تتجه أقطابها في اتجاه واحد"، وهو ما يعطي المادة الممغنطة مجالها المغناطيسي الكلي القوي.

سؤال 13: تُسمّى المنطقة المحيطة بالأرض التي تظهر فيها آثار المجال المغناطيسي للأرض؟ أ. الانحراف ب. الغلاف المغناطيسي للكرة الأرضية ج. الشفق القطبي د. اللب الخارجي

الإجابة: الإجابة الصحيحة: (ب) الغلاف المغناطيسي للكرة الأرضية.

خطوات الحل:

1. | العنصر | الوصف | |--------|-------| | **المطلوب** | تسمية المنطقة المحيطة بالأرض التي يهيمن عليها تأثير المجال المغناطيسي الأرضي. | | **نوع السؤال** | اختيار من متعدد يتعلق ببنية الغلاف المغناطيسي للأرض. |
2. **المبدأ المستخدم:** - للأرض مجال مغناطيسي يشبه مجال قضيب مغناطيسي (ثنائي القطب). - هذا المجال يتفاعل مع **الرياح الشمسية** (تيار من الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس) فيشكل منطقة حول الأرض تسمى **الغلاف المغناطيسي**.
3. **تحليل الخيارات:** 1. **أ. الانحراف:** - مصطلح عام وليس اسمًا لمنطقة محددة. قد يشير إلى انحراف إبرة البوصلة بسبب المجال المغناطيسي. 2. **ب. الغلاف المغناطيسي للكرة الأرضية:** - **هو الاسم العلمي الصحيح**. إنه الفضاء المحيط بالأرض حيث يكون سلوك الجسيمات المشحونة محكومًا بشكل أساسي بالمجال المغناطيسي للأرض. يحمي هذا الغلاف الأرض من جزء كبير من الرياح الشمسية. 3. **ج. الشفق القطبي:** - **هو ظاهرة ضوئية** (مثل الأورورا) تحدث في الغلاف الجوي العلوي نتيجة تفاعل الجسيمات الشمسية مع المجال المغناطيسي الأرضي. إنه **نتيجة** وليس اسمًا للمنطقة نفسها. 4. **د. اللب الخارجي:** - **هي طبقة داخل الأرض** (معدن منصهر) ويعتقد أنها المصدر الرئيسي لتوليد المجال المغناطيسي الأرضي عبر حركات الحمل الحراري (نظرية الدينامو). إنه **مصدر** المجال وليس المنطقة المحيطة بالأرض.
4. **الاستنتاج:** المنطقة المحيطة بالأرض المتأثرة بمجالها المغناطيسي لها اسم علمي محدد وهو الغلاف المغناطيسي.
5. **الإجابة النهائية:** الاسم الصحيح لهذه المنطقة هو (ب) "الغلاف المغناطيسي للكرة الأرضية".

سؤال 14: ما الشكل الذي يشبهه المجال المغناطيسي للأرض؟ أ. المجال المغناطيسي لمغناطيس على شكل حدوة فرس. ب. مجال قضيب مغناطيسي. ج. المجال المغناطيسي لمغناطيس على شكل قرص دائري. د. المجال المغناطيسي لمغناطيس مصنوع من مادة فائقة التوصيل.

الإجابة: الإجابة الصحيحة: (ب) مجال قضيب مغناطيسي.

خطوات الحل:

1. | العنصر | الوصف | |--------|-------| | **المطلوب** | تحديد الشكل الذي يشبهه المجال المغناطيسي الناتج عن الأرض. | | **نوع السؤال** | اختيار من متعدد يتعلق بشكل المجال المغناطيسي الأرضي. |
2. **المبدأ المستخدم:** - يمكن تمثيل المجال المغناطيسي ب **خطوط المجال** التي تخرج من القطب الشمالي وتدخل إلى القطب الجنوبي. - المجال المغناطيسي الأرضي هو في الأساس **مجال ثنائي القطب** (له قطب شمالي مغناطيسي وقطب جنوبي مغناطيسي)، مع وجود تشوهات بسيطة بسبب الرياح الشمسية.
3. **مقارنة الأشكال:** | الخيار | الشكل المقترح | هل يشبه مجال الأرض؟ | السبب | |--------|----------------|----------------------|-------| | أ | مغناطيس على شكل حدوة فرس | **لا** | مجال حدوة الحصان له خطوط مجال مركزة بين طرفي الحدوة، وهو شكل محلي مغلق، بينما مجال الأرض ثنائي القطب وممتد في الفضاء. | | **ب** | **قضيب مغناطيسي** | **نعم** | مجال قضيب مغناطيسي مستقيم هو النموذج المثالي **للمجال ثنائي القطب**، وهو ما يشبه إلى حد كبير المجال المغناطيسي الأرضي البسيط (كأن هناك قضيباً مغناطيسياً في مركز الأرض). | | ج | مغناطيس على شكل قرص دائري | **لا** | عادة ما يكون لمغناطيس القرص مجال معقد قرب أطرافه ولا يمثل نموذجاً بسيطاً ثنائي الأقطاب. | | د | مغناطيس من مادة فائقة التوصيل | **لا** | نوع المادة لا يغير الشكل الأساسي لخطوط المجال لثنائي القطب. التوصيلية الفائقة قد تسمح بمجالات أقوى أو مختلفة (مغناطيس كهربي)، ولكن الشكل الأساسي يبقى ثنائي القطب. |
4. **الاستنتاج:** النموذج الأبسط والأكثر استخدامًا لتمثيل المجال المغناطيسي الأرضي هو مجال قضيب مغناطيسي مستقيم.
5. **الإجابة النهائية:** الشكل الأكثر شبهاً بالمجال المغناطيسي للأرض هو (ب) مجال قضيب مغناطيسي.

سؤال 15: أي طبقات الأرض الآتية يتولّد فيها المجال المغناطيسي للأرض: أ. القشرة ج. الستار ب. اللب الخارجي د. اللب الداخلي

الإجابة: الإجابة الصحيحة: (ب) اللب الخارجي.

خطوات الحل:

1. | العنصر | الوصف | |--------|-------| | **المطلوب** | تحديد طبقة الأرض المسؤولة بشكل رئيسي عن توليد المجال المغناطيسي للأرض. | | **نوع السؤال** | اختيار من متعدد يتعلق بمصدر المجال المغناطيسي الأرضي (نظرية الدينامو). |
2. **المبدأ المستخدم (نظرية الدينامو):** - يتولد المجال المغناطيسي الأرضي بشكل رئيسي بسبب حركة **الحديد والنيكل المنصهرين** (موصل للكهرباء) في باطن الأرض. - هذه الحركات الحملية، مع دوران الأرض، تولد تيارات كهربائية دورانية، والتي بدورها تولد مجالًا مغناطيسيًا (عملية الدينامو).
3. **تحليل طبقات الأرض:** | الطبقة (من الخارج إلى الداخل) | الحالة الفيزيائية | دورها في توليد المجال المغناطيسي | |--------------------------------|--------------------|-----------------------------------| | **أ. القشرة** | صلبة | **لا دور لها**. رقيقة جدًا مقارنة بباقي الطبقات. | | **ج. الستار** | صلبة بلاستيكية (لزجة) | على الرغم من حركته البطيئة جداً، إلا أنه **ليس المصدر الرئيسي** للتوليد حسب النظرية السائدة. | | **ب. اللب الخارجي** | **سائل** (حديد ونيكل منصهر) | **الطبقة الرئيسية للتوليد**. المواد المنصهرة الموصلّة للكهرباء تتحرك بحركة حملية بسبب الحرارة من اللب الداخلي، مما يخلق التيارات الكهربائية والمجال المغناطيسي. | | **د. اللب الداخلي** | **صلب** (حديد ونيكل) | **لا يولد مجالاً** بشكل مباشر بهذه الآلية لأنه صلب، لكن حرارته العالية توفر الطاقة لحركة اللب الخارجي. |
4. **الاستنتاج:** الطبقة التي تتوفر فيها الشروط الأساسية (مادة موصلة منصهرة في حركة) هي **اللب الخارجي**.
5. **الإجابة النهائية:** الطبقة التي يتولد فيها المجال المغناطيسي للأرض بشكل رئيسي هي (ب) اللب الخارجي.

سؤال 16: إذا أزيل أحد المصباحين في هذه الدائرة فماذا يحدث للتيار الكهربائي المار في المصباح الثاني؟ وضّح إجابتك.

الإجابة: يبقى التيار مارًا في المصباح الثاني ويستمر مضيئًا، لأن الدائرة توازي، وإزالة مصباح لا تقطع فرعه.

خطوات الحل:

1. | المعطيات | المطلوب | |-----------|----------| | - دائرة كهربائية تحتوي على مصباحين. <br> - الدائرة مرسومة بشكل يوضح أن المصباحين متصلان **على التوازي**. <br> - يُزال أحد المصباحين من الدائرة. | ماذا يحدث للتيار الكهربائي المار في المصباح الثاني؟ وتوضيح السبب. |
2. **القانون/المبدأ المستخدم:** خصائص **دوائر التوصيل على التوازي**: 1. كل فرع (مسار) في الدائرة الموازية **مستقل** عن الفروع الأخرى. 2. يكون **الجهد الكهربائي** واحدًا على أطراف جميع الفروع. 3. **التيار الكلي** = مجموع التيارات في الفروع.
3. **خطوات التحليل:** 1. **افترض الدائرة:** فرعان متوازيان، كل فرع يحتوي على مصباح (مقاومة). 2. **الحالة الطبيعية:** يسري تيار من البطارية وينقسم بين الفرعين. كل مصباح يضيء. 3. **عند إزالة المصباح الأول:** - هذا يعني **فتح الفرع** الذي يحتوي على ذلك المصباح (يصبح مقاومته لا نهائية). - **لا يؤثر هذا على الفرع الثاني** لأنه ما زال متصلاً بشكل كامل بين قطبي البطارية. - الجهد على طرفي المصباح الثاني **يبقى مساوياً لجهد البطارية**. - بناءً على قانون أوم ($I = V/R$)، بما أن جهد المصباح الثاني (V) ثابت ومقاومته (R) ثابتة، فإن **التيار المار فيه (I) يبقى كما هو**. 4. **النتيجة:** يستمر المصباح الثاني في السطوع بنفس الشدة تقريبًا (بافتراض أن البطارية مثالية ولا ينخفض جهدها).
4. > **ملاحظة:** في الواقع العملي، قد يزداد سطوع المصباح الثاني قليلاً لأن إزالة الفرع الأول تقلل من التيار الكلي، مما قد يرفع جهد البطارية قليلاً إذا لم تكن مثالية.
5. **الإجابة النهائية:** يبقى التيار الكهربائي **مارًا في المصباح الثاني وبنفس القيمة تقريبًا**، وذلك لأن الدائرة موصلة على التوازي، وإزالة أحد المصباحين (فتح فرعه) لا تؤثر على استمرار الدائرة المغلقة للفرع الآخر.

سؤال 17: في هذه الدائرة، هل تكون قيمتا تياري الفرعين متساويتين دائمًا؟ وهل تتساوى قيمتا مقاومتي الفرعين أيضًا؟ وضّح ذلك.

الإجابة: لا؛ تيارا الفرعين لا يتساويان دائمًا، بل يتوزع التيار حسب المقاومة. وتتساوى قيمتا التيارين إذا كانت المقاومات متماثلة.

خطوات الحل:

1. | المعطيات | المطلوب | |-----------|----------| | - دائرة كهربائية تحوي فرعين (أي دائرة توصيل على التوازي). <br> - يوجد تيار في كل فرع. <br> - يوجد مقاومة في كل فرع. | 1. هل تيارا الفرعين متساويان دائمًا؟ <br> 2. هل مقاومتا الفرعين متساويتان دائمًا؟ <br> 3. توضيح الإجابة. |
2. **القوانين المستخدمة (للدوائر الموازية):** 1. **الجهد:** $V_1 = V_2 = V_{الكلّي}$ (متساو على جميع الفروع). 2. **قانون أوم للفرع:** $I = \frac{V}{R}$ 3. **التيار الكلي:** $I_T = I_1 + I_2$
3. **تحليل التساؤل الأول: هل تيارا الفرعين متساويان دائمًا؟** - التيار في كل فرع يعتمد على **مقاومة ذلك الفرع** وجهد البطارية. - حسب قانون أوم: $I_1 = \frac{V}{R_1}$ و $I_2 = \frac{V}{R_2}$. - بما أن الجهد (V) **متساوٍ** للفرعين، فإن **التيارين $I_1$ و $I_2$ سيتساويان فقط إذا كانت $R_1 = R_2$**. - **الخلاصة: لا، تيارا الفرعين لا يتساويان دائمًا. بل يتساويان فقط إذا كانت مقاوماتهما متساوية.**
4. **تحليل التساؤل الثاني: هل مقاومتا الفرعين متساويتان دائمًا؟** - **لا يوجد أي قانون في الدوائر الكهربائية يفرض تساوي مقاومات الفروع في التوصيل على التوازي.** - يمكن توصيل أي مقاومات ذات قيم مختلفة على التوازي. - **الخلاصة: لا، مقاومتا الفرعين ليستا متساويتين دائمًا. يمكن أن تكونا مختلفتين أو متساويتين حسب تصميم الدائرة.**
5. **التوضيح النهائي:** - **العلاقة الحاكمة هي قانون أوم.** - في التوصيل على التوازي، يسري **التيار الأكبر في الفرع ذي المقاومة الأصغر**، والعكس صحيح. - **مثال توضيحي:** - إذا كان $R_1 = 10 \, \Omega$ و $R_2 = 20 \, \Omega$ وجهد البطارية $V = 10 \, V$. - التيار في الفرع الأول: $I_1 = 10/10 = 1 \, A$. - التيار في الفرع الثاني: $I_2 = 10/20 = 0.5 \, A$. - نلاحظ أن $I_1 \neq I_2$ لأن $R_1 \neq R_2$. **الإجابة النهائية:** 1. **لا**، لا يتساوى تيارا الفرعين دائمًا، بل يتساويان فقط في الحالة الخاصة عندما تكون مقاوماتهما متماثلة. 2. **لا**، لا تتساوى مقاومتا الفرعين دائمًا، فهذا ليس شرطًا في التوصيل على التوازي. 3. **السبب:** التيار في كل فرع يتناسب عكسيًا مع مقاومته عند جهد ثابت ($I = V/R$)، لذا فإن اختلاف المقاومة يؤدي حتمًا إلى اختلاف التيار.

سؤال 18: إذا استخدمت محمّصة خبز قدرتها ١١٠٠ واط، ٥ ساعات يوميًا، مع وجود ثلاجة قدرتها ٤٠٠ واط تعمل طوال الوقت، فأيهما تستهلك طاقة أكثر؟ وضّح إجابتك.

الإجابة: طاقة المحمصة يوميًا: 5.5 kWh، طاقة الثلاجة (24h): 9.6 kWh، المجموع: 15.1 kWh

خطوات الحل:

1. | المعطيات | المطلوب | |-----------|----------| | - **جهاز 1:** محمّصة خبز. <br> - القدرة: $P_t = 1100 \, \text{W}$ <br> - زمن التشغيل: $t_t = 5 \, \text{h/day}$ <br> - **جهاز 2:** ثلاجة. <br> - القدرة: $P_f = 400 \, \text{W}$ <br> - زمن التشغيل: $t_f = 24 \, \text{h/day}$ | تحديد أي الجهازين يستهلك طاقة كهربائية أكثر خلال يوم واحد، مع التوضيح بالحساب. |
2. **القانون المستخدم:** - **الطاقة المستهلكة (بالكيلوواط ساعة):** $\text{E (kWh)} = \frac{\text{القدرة (W)} \times \text{الزمن (h)}}{1000}$ - الوحدة الشائعة لفواتير الكهرباء هي **كيلوواط ساعة (kWh)**.
3. **خطوات الحساب:** 1. **حساب الطاقة اليومية للمحمصة:** $$ E_t = \frac{P_t \times t_t}{1000} = \frac{1100 \times 5}{1000} $$ $$ E_t = \frac{5500}{1000} = 5.5 \, \text{kWh} $$ 2. **حساب الطاقة اليومية للثلاجة:** $$ E_f = \frac{P_f \times t_f}{1000} = \frac{400 \times 24}{1000} $$ $$ E_f = \frac{9600}{1000} = 9.6 \, \text{kWh} $$
4. **مقارنة الاستهلاك:** | الجهاز | الطاقة المستهلكة يومياً (kWh) | |--------|-----------------------------| | المحمّصة | 5.5 | | **الثلاجة** | **9.6** | - من الجدول نجد أن: $9.6 \, \text{kWh} > 5.5 \, \text{kWh}$ - **الاستهلاك اليومي للثلاجة (9.6 كيلوواط ساعة) أكبر من استهلاك المحمصة (5.5 كيلوواط ساعة).**
5. > **تحليل السبب:** على الرغم من أن قدرة المحمصة أعلى بكثير (1100 واط مقابل 400 واط)، إلا أن عامل **زمن التشغيل** هو الحاسم هنا. فالمحمصة تعمل لـ5 ساعات فقط، بينما الثلاجة تعمل بشكل متقطع طوال اليوم (24 ساعة)، مما يجعل إجمالي الطاقة التي تستهلكها الثلاجة أكبر.
6. **الإجابة النهائية:** الثلاجة هي التي تستهلك طاقة كهربائية أكثر خلال اليوم، حيث تستهلك **9.6 كيلوواط ساعة** مقارنة بـ **5.5 كيلوواط ساعة** للمحمصة. السبب هو طول مدة تشغيل الثلاجة على الرغم من أن قدرتها أقل.

أي مما يلي يولّد تيارًا مترددًا؟

• أ) المغناطيس الكهربائي
• ب) الموصلات الفائقة
• ج) المولدات الكهربائية
• د) المحركات الكهربائية

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: المولدات الكهربائية

الشرح: ١. التيار المتردد (AC) هو تيار كهربائي يعكس اتجاهه دورياً. ٢. المولدات الكهربائية تحوّل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، وتعتمد على الحث الكهرومغناطيسي لإنتاج قوة دافعة كهربائية متغيرة الاتجاه (تيار متردد). ٣. المغناطيس الكهربائي يستهلك تيارًا، الموصلات الفائقة تنقل التيار، والمحركات الكهربائية تحوّل الطاقة الكهربائية إلى ميكانيكية.

تلميح: تذكر أن التيار المتردد هو تيار يعكس اتجاهه دوريًا، وأي جهاز هو المسؤول عن توليده من طاقة ميكانيكية؟

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

أي المواد الآتية تُعد عازلاً جيدًا؟

• أ) النحاس والذهب
• ب) الذهب والألومنيوم
• ج) البلاستيك والنحاس
• د) الخشب والزجاج

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: الخشب والزجاج

الشرح: ١. العوازل هي مواد تقاوم حركة الإلكترونات ولا تسمح للتيار الكهربائي بالمرور بسهولة. ٢. النحاس والذهب والألومنيوم كلها معادن وموصلات جيدة للكهرباء. ٣. البلاستيك عازل لكن النحاس موصل. الخشب والزجاج كلاهما من العوازل الجيدة للكهرباء.

تلميح: العوازل هي المواد التي تقاوم مرور التيار الكهربائي. فكر في المواد التي لا توصل الكهرباء جيدًا.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

أي العبارات الآتية صحيحة بالنسبة للمناطق المغناطيسية لمادة ممغنطة؟

• أ) أقطابها في اتجاهات عشوائية.
• ب) أقطابها في اتجاهات يلغي بعضها بعضًا.
• ج) تتجه أقطابها في اتجاه واحد.
• د) لا يمكن أن يتغير توجيه أقطابها.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تتجه أقطابها في اتجاه واحد.

الشرح: ١. المناطق المغناطيسية هي مجالات مغناطيسية صغيرة داخل المادة. ٢. في المادة غير الممغنطة، تكون هذه المناطق في اتجاهات عشوائية فتلغي بعضها. ٣. في المادة الممغنطة، تتجه أقطاب هذه المناطق في اتجاه واحد، مما يعزز بعضها ويولد مجالاً مغناطيسياً قوياً.

تلميح: المادة الممغنطة تختلف عن المادة غير الممغنطة في ترتيب مجالاتها المغناطيسية الداخلية. كيف يكون ترتيبها في المادة الممغنطة؟

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

تُسمّى المنطقة المحيطة بالأرض التي تظهر فيها آثار المجال المغناطيسي للأرض؟

• أ) الانحراف
• ب) الغلاف المغناطيسي للكرة الأرضية
• ج) الشفق القطبي
• د) اللب الخارجي

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: الغلاف المغناطيسي للكرة الأرضية

الشرح: ١. للأرض مجال مغناطيسي يشكل منطقة حولها. ٢. هذه المنطقة تتفاعل مع الرياح الشمسية وتُعرف باسم الغلاف المغناطيسي للكرة الأرضية. ٣. الانحراف هو مصطلح عام، الشفق القطبي ظاهرة ضوئية، واللب الخارجي هو مصدر المجال وليس المنطقة المحيطة.

تلميح: فكر في الغلاف الذي يحمي الأرض من الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس بفضل مجالها المغناطيسي.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما الشكل الذي يشبهه المجال المغناطيسي للأرض؟

• أ) المجال المغناطيسي لمغناطيس على شكل حدوة فرس
• ب) مجال قضيب مغناطيسي
• ج) المجال المغناطيسي لمغناطيس على شكل قرص دائري
• د) المجال المغناطيسي لمغناطيس مصنوع من مادة فائقة التوصيل

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: مجال قضيب مغناطيسي

الشرح: ١. المجال المغناطيسي الأرضي هو في الأساس مجال ثنائي القطب. ٢. النموذج الأبسط والأكثر استخدامًا لتمثيل المجال المغناطيسي ثنائي القطب هو مجال قضيب مغناطيسي مستقيم. ٣. أشكال المغناطيس الأخرى (حدوة الفرس، القرص) تنتج مجالات مختلفة أو أكثر تعقيداً.

تلميح: كيف يبدو أبسط نموذج للمجال المغناطيسي ثنائي القطب؟

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

أي طبقات الأرض الآتية يتولّد فيها المجال المغناطيسي للأرض؟

• أ) القشرة
• ب) الستار
• ج) اللب الداخلي
• د) اللب الخارجي

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: اللب الخارجي

الشرح: 1. يتولد المجال المغناطيسي للأرض بشكل رئيسي في اللب الخارجي. 2. هذه الطبقة تتكون من حديد ونيكل منصهرين في حالة سائلة. 3. تسمح حركة هذه المواد الموصلة بتوليد تيارات كهربائية ضخمة. 4. هذه التيارات الكهربائية هي التي تنتج المجال المغناطيسي للأرض وفقًا لنظرية الدينامو.

تلميح: فكر في حالة المادة (سائل أم صلب) وقدرتها على التوصيل الكهربائي التي تسمح بتوليد تيار.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

إذا استخدمت محمّصة خبز قدرتها ١١٠٠ واط، ٥ ساعات يوميًا، مع وجود ثلاجة قدرتها ٤٠٠ واط تعمل طوال الوقت (٢٤ ساعة يومياً)، فأي الجهازين يستهلك طاقة كهربائية أكثر خلال يوم واحد؟

• أ) المحمصة
• ب) الثلاجة
• ج) متساويان
• د) لا يمكن التحديد

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: الثلاجة

الشرح: 1. طاقة المحمصة = (1100 واط × 5 ساعات) / 1000 = 5500 / 1000 = 5.5 kWh. 2. طاقة الثلاجة = (400 واط × 24 ساعة) / 1000 = 9600 / 1000 = 9.6 kWh. 3. بالمقارنة، 9.6 kWh (الثلاجة) > 5.5 kWh (المحمصة). 4. النتيجة: الثلاجة تستهلك طاقة أكثر.

تلميح: تذكر أن الطاقة المستهلكة (بالكيلوواط ساعة) تساوي (القدرة بالواط × الزمن بالساعات) مقسومة على 1000.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط