صفحة 192 - كتاب العلوم - الصف 9 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 19: ما مقدار التيار الكهربائي الذي يمر في مصباح كهربائي قدرته ٧٥ واط، عندما يعمل على جهد مقداره ١٠٠ فولت؟

الإجابة: س 19: I = P / V = 75 / 100 = 0.75 أمبير.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | المعطيات والمطلوب | الرمز | القيمة | الوحدة | |-------------------|-------|--------|--------| | القدرة الكهربائية للمصباح | P | 75 | واط (W) | | فرق الجهد (الجهد) | V | 100 | فولت (V) | | شدة التيار المار | I | ؟ | أمبير (A) |
2. **الخطوة 2: القانون المستخدم** القانون الذي يربط القدرة (P) والجهد (V) والتيار (I) هو: $P = V \times I$ لإيجاد التيار نعيد ترتيب القانون: $I = \frac{P}{V}$
3. **الخطوة 3: تعويض القيم في القانون** نعوض بالقيم المعطاة في القانون: $I = \frac{75}{100}$
4. **الخطوة 4: حساب الناتج** $I = 0.75$
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** مقدار التيار الكهربائي الذي يمر في المصباح هو **0.75 أمبير**.

سؤال 20: دائرة كهربائية فيها مصابيح صغيرة، موصولة على التوالي. إذا كانت الدائرة مفتوحة، وفيها بعض المصابيح التي تمت إزالتها، فماذا يحدث عند إغلاق الدائرة؟

الإجابة: س 20: لا يمر تيار في الدائرة؛ لأن إزالة بعض المصابيح تجعل الدائرة غير مكتملة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: فهم طبيعة التوصيل في الدائرة** الدائرة موصلة **على التوالي**، مما يعني أن مسار التيار واحد يمر عبر جميع المصابيح بالتسلسل.
2. **الخطوة 2: تحليل تأثير إزالة المصابيح** > في التوصيل على التوالي، إذا فُصل أي مكون أو أُزيل، تنقطع الدائرة بالكامل لأن مسار التيار يصبح غير مكتمل.
3. **الخطوة 3: استنتاج ما يحدث عند إغلاق الدائرة (تشغيلها)** بما أن الدائرة غير مكتملة (مفتوحة) بسبب إزالة بعض المصابيح، فعند إغلاق مفتاح التشغيل: - لن يكون هناك مسار متصل للشحنات الكهربائية (الإلكترونات). - **لن يمر تيار كهربائي** في الدائرة.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** لا يحدث سريان للتيار الكهربائي في الدائرة عند إغلاقها؛ لأنها تبقى غير مكتملة مما يجعلها **دائرة مفتوحة**.

سؤال 21: افترض أنك وصلت مدفأة كهربائية بمقبس الجدار، وعندما أشعلتها انطفأت المصابيح جميعها في الغرفة. وضّح ما حدث.

الإجابة: س 21: سحبت المدفأة تياراً كبيراً فحدث حمل زائد؛ فانصهر المنصهر وانقطعت الكهرباء.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: فهم الحالة** - المدفأة الكهربائية موصلة بالدائرة نفسها (نفس الفيوز أو القاطع) التي تغذي مصابيح الغرفة. - المدفأة تسحب تيارًا كهربائيًا كبيرًا عند تشغيلها بسبب قدرتها العالية.
2. **الخطوة 2: مبدأ عمل الحماية في الدوائر الكهربائية** > تحتوي الدوائر الكهربائية المنزلية على **منصهر (فيوز)** أو **قاطع كهربائي** مهمته حماية الأسلاك من التيار الزائد الذي يسبب سخونة قد تؤدي للحريق.
3. **الخطوة 3: سلسلة الأحداث** 1. عند تشغيل المدفأة، تسحب **تياراً كهربائياً كبيراً** يفوق الحد الآمن للدائرة. 2. يؤدي ذلك إلى **حمل زائد** على الدائرة. 3. يسخن المنصهر (الفيوز) بسبب التيار الزائد فينصهر، أو ينفتح القاطع الكهربائي تلقائياً. 4. نتيجة لذلك، **تنقطع الكهرباء** عن الدائرة بأكملها، بما فيها المصابيح.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** انطفأت المصابيح بسبب **انصهار المنصهر (أو فتح القاطع)** نتيجة تيار الحمل الزائد الذي سحبته المدفأة، مما أدى إلى انقطاع التيار عن الدائرة كاملة للحماية من خطر الحريق.

سؤال 22: وضّح سبب تغليف الأسلاك النحاسية المستخدمة في التمديدات بمادة البلاستيك أو المطاط.

الإجابة: س 22: لأن البلاستيك والمطاط عازلان للكهرباء؛ فيمنعان التماس الكهربائي والصعق.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحديد وظيفة المادة المغلفة للسلك** الأسلاك النحاسية هي **موصلات جيدة** للكهرباء. الغلاف المحيط بها يجب أن يمنع انتقال التيار الكهربائي إلى أي جسم يلامس السلك.
2. **الخطوة 2: خواص المواد العازلة** > المواد العازلة مثل **البلاستيك** و **المطاط** تتميز بمقاومتها العالية لمرور التيار الكهربائي، لأن إلكتروناتها مرتبطة بشدة ولا تتحرك بحرية.
3. **الخطوة 3: أهمية العزل في التطبيقات العملية** | الخطر بدون عزل | وظيفة العزل | |----------------|-------------| | **التماس كهربائي**: اتصال غير مقصود بين موصلين أو بين موصل والأرض. | يمنع التلامس المباشر مع النحاس الموصل. | | **صعق كهربائي**: مرور تيار في جسم الإنسان عند لمس سلك مكشوف. | يحمي مستخدمي الأجهزة والأفراد من الصعق. | | **حدوث قصر في الدائرة** عند تلامس سلكين. | يمنع تلامس الأسلاك مع بعضها أو مع الأجسام المعدنية الأخرى. |
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** يتم تغليف الأسلاك النحاسية بمواد عازلة مثل البلاستيك أو المطاط **لحماية الأشخاص والممتلكات من الصعق الكهربائي وحدوث حرائق** نتيجة التماس أو قصر في الدائرة.

سؤال 23: استخدم الشكل أدناه للإجابة عن السؤالين ٢٣، ٢٤. فسّر لماذا تُشير إبر البوصلات إلى اتجاهات مختلفة؟

الإجابة: س 23: لأن اتجاه المجال المغناطيسي يختلف من مكان لآخر حول المغناطيس.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: مبدأ عمل إبرة البوصلة** إبرة البوصلة مغناطيس صغير حر الحركة، وتتأثر **بالمجال المغناطيسي الخارجي**، فتدور لتتجه مع خطوط هذا المجال.
2. **الخطوة 2: خاصية المجال المغناطيسي حول المغناطيس الدائم** > **المجال المغناطيسي** هو منطقة حول المغناطيس تظهر فيها قوته المؤثرة. خطوط المجال تخرج من **القطب الشمالي** وتدخل إلى **القطب الجنوبي**، واتجاهها يختلف من نقطة لأخرى حول المغناطيس.
3. **الخطوة 3: تطبيق على الشكل (افتراضيًا)** - في الشكل، توضع البوصلات في مواقع مختلفة حول القضيب المغناطيسي. - كل إبرة بوصلة تتعرض لاتجاه مختلف لخطوط المجال المغناطيسي حسب موقعها. - لذلك، تشير كل إبرة في اتجاه يمثل **اتجاه خط المجال المغناطيسي عند نقطة وجودها**.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** تشير إبر البوصلات إلى اتجاهات مختلفة لأن **اتجاه خطوط المجال المغناطيسي** الناتج عن القضيب المغناطيسي **يختلف باختلاف الموقع** حوله، فكل إبرة تتخذ اتجاه خط المجال الذي يمر بموقعها.

سؤال 24: استخدم الشكل أدناه للإجابة عن السؤالين ٢٣، ٢٤. ماذا يحدث لإبر البوصلات عند إزالة القضيب المغناطيسي من بينها؟ وضّح إجابتك.

الإجابة: س 24: تعود الإبر لتشير تقريباً في اتجاه واحد (الشمال) لأن تأثير المغناطيس يزول.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحليل الوضع قبل إزالة المغناطيس** إبر البوصلات كانت تتأثر بشكل أساسي **بالمجال المغناطيسي القوي** للقضيب المغناطيسي القريب، مما جعلها تشير باتجاهات مختلفة.
2. **الخطوة 2: تأثير إزالة المغناطيس** عند إزالة القضيب المغناطيسي: - **يزول المجال المغناطيسي القوي المحلي** الذي كان يسيطر على اتجاه الإبر. - تتعرض الإبر بعد ذلك للمجال المغناطيسي الرئيسي المؤثر على سطح الأرض، وهو **المجال المغناطيسي الأرضي**.
3. **الخطوة 3: سلوك إبر البوصلات بعد زوال التأثير المحلي** > المجال المغناطيسي الأرضي ضعيف نسبيًا ولكنه واسع الانتشار، واتجاهه العام هو تقريبًا باتجاه **الشمال الجغرافي (القطب الجنوبي المغناطيسي للأرض)**. - بعد زوال تأثير المغناطيس القريب، تتحرر إبر البوصلات وتتأثر بالمجال الأرضي. - ستستقر جميع الإبر لتشير تقريبًا في **اتجاه واحد**، وهو اتجاه الشمال المغناطيسي.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** عند إزالة القضيب المغناطيسي، **تعود إبر البوصلات لتتجه في اتجاه واحد تقريبًا (باتجاه الشمال المغناطيسي)** لأن التأثير المسيطر عليها أصبح هو المجال المغناطيسي الأرضي المنتظم نسبيًا في المكان.

سؤال 25: صف التفاعل بين إبرة البوصلة وسلك يسري فيه تيار كهربائي.

الإجابة: س 25: ينشأ حول السلك مجال مغناطيسي يحرف إبرة البوصلة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: المبدأ الفيزيائي الأساسي** > أي **سلك يمر فيه تيار كهربائي** ينشأ حوله **مجال مغناطيسي** دائري الشكل. هذه الظاهرة تسمى **التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي**.
2. **الخطوة 2: تفاعل الإبرة مع المجال المولد** - إبرة البوصلة هي في الأساس **مغناطيس صغير حر الحركة**. - عند وضعها بالقرب من السلك الحامل للتيار، تتعرض لقوة المجال المغناطيسي الناشئ حول السلك.
3. **الخطوة 3: نتيجة التفاعل** يتسبب المجال المغناطيسي للسلك في **انحراف إبرة البوصلة** عن اتجاهها الأصلي (الشمال المغناطيسي). - اتجاه الانحراف يعتمد على: 1. **اتجاه التيار** في السلك (من أعلى لأسفل أو العكس). 2. **موضع الإبرة** بالنسبة للسلك (أعلى، أسفل، يمين، يسار).
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** ينشأ حول السلك الحامل للتيار **مجال مغناطيسي** يؤثر على إبرة البوصلة المجاورة فيسبب **انحرافها** عن اتجاه الشمال المغناطيسي المعتاد.

سؤال 26: ما الطريقتان اللتان يمكن من خلالهما زيادة المجال المغناطيسي للمغناطيس الكهربائي؟

الإجابة: س 26: زيادة عدد لفات الملف، وزيادة شدة التيار الكهربائي.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تعريف المغناطيس الكهربائي** المغناطيس الكهربائي هو مغناطيس **مؤقت** يتكون من ملف من الأسلاك (وشيعة) يمر فيها تيار كهربائي، وقلب من مادة مغناطيسية (عادة حديد).
2. **الخطوة 2: العوامل المؤثرة على شدة المجال المغناطيسي المتولد** شدة المجال المغناطيسي للمغناطيس الكهربائي (قوته) تعتمد على: 1. **شدة التيار الكهربائي المار في الملف**. 2. **عدد لفات الملف (الوشيعة)**. 3. نوع مادة القلب.
3. **الخطوة 3: طريقتا زيادة شدة المجال المغناطيسي** | الطريقة | كيف تعمل | السبب العلمي | |---------|-----------|--------------| | **زيادة عدد لفات الملف** | لف سلك أطول حول القلب، مما يزيد عدد الحلقات (اللفات). | كل لفة تساهم في المجال المغناطيسي الكلي، فمجموع مساهمات اللفات يعطي مجالاً أقوى. | | **زيادة شدة التيار الكهربائي** | استخدام مصدر جهد أعلى أو تقليل المقاومة في الدائرة لزيادة التيار (I). | تتناسب شدة المجال المغناطيسي الناشئ حول سلك مستقيم طرديًا مع شدة التيار المار فيه. |
4. > **ملاحظة:** استخدام قلب من الحديد الطري يزيد أيضًا من شدة المجال بشكل كبير مقارنة بالهواء، ولكن السؤال يطلب طريقتين لزيادة المجال بشكل عام.
5. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** يمكن زيادة قوة المجال المغناطيسي للمغناطيس الكهربائي عن طريق: 1. **زيادة عدد لفات الملف** المحيط بالقلب. 2. **زيادة شدة التيار الكهربائي** المار في هذا الملف.

سؤال 27: إذا كان الجهد الداخل إلى محوّل كهربائي هو ١٠٠ فولت، والجهد الناتج منه هو ٥٠ فولت، فأوجد نسبة عدد لفات الملف الابتدائي إلى عدد لفات الملف الثانوي.

الإجابة: س 27: Np / Ns = Vp / Vs = 100 / 50 = 2 / 1 النسبة 2 : 1

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | المعطيات والمطلوب | الرمز | القيمة | الوحدة | |-------------------|-------|--------|--------| | الجهد الداخل (الابتدائي) | V_p | 100 | فولت (V) | | الجهد الخارج (الثانوي) | V_s | 50 | فولت (V) | | نسبة لفات الملف الابتدائي إلى الثانوي | N_p / N_s | ؟ | نسبة (لا وحدة) |
2. **الخطوة 2: القانون المستخدم (قانون المحول)** > بالنسبة للمحول المثالي، فإن نسبة الجهود تساوي نسبة عدد اللفات: $\frac{V_p}{V_s} = \frac{N_p}{N_s}$ حيث: - $V_p$: جهد الملف الابتدائي. - $V_s$: جهد الملف الثانوي. - $N_p$: عدد لفات الملف الابتدائي. - $N_s$: عدد لفات الملف الثانوي.
3. **الخطوة 3: تعويض القيم في القانون** نعوض بالقيم المعطاة مباشرة في قانون النسبة: $\frac{N_p}{N_s} = \frac{V_p}{V_s} = \frac{100}{50}$
4. **الخطوة 4: حساب النسبة وتبسيطها** $\frac{100}{50} = 2$ لذا: $\frac{N_p}{N_s} = \frac{2}{1}$ أي أن **النسبة هي 2 إلى 1**.
5. **الخطوة 5: تفسير النسبة** هذا يعني أن عدد لفات الملف **الابتدائي** ضعف عدد لفات الملف **الثانوي**. وهذا المحول هو **محول خافض** للجهد.
6. **الخطوة 6: الإجابة النهائية** نسبة عدد لفات الملف الابتدائي إلى عدد لفات الملف الثانوي هي **2 : 1** (أي أن لفات الابتدائي ضعف لفات الثانوي).

سؤال 28: اشرح كيف يمكنك مغنطة مفك البراغي الفولاذي؟

الإجابة: س 28: بتمرير أحد قطبي مغناطيس قوي على المفك في اتجاه واحد عدة مرات.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: فهم عملية المغنطة** > **المغنطة** هي عملية تحويل مادة قابلة للمغنطة (مثل الفولاذ الطري) إلى مغناطيس مؤقت أو دائم.
2. **الخطوة 2: الطريقة التقليدية للمغنطة بالدلك** إحدى طرق مغنطة قطعة حديدية أو فولاذية هي **طريقة الدلك بمغناطيس دائم قوي**.
3. **الخطوة 3: خطوات مغنطة مفك البراغي الفولاذي** 1. **تحضير الأدوات:** مغناطيس دائم قوي (على شكل قضيب أو حدوة حصان) ومفك البراغي الفولاذي. 2. **تثبيت المفك:** تثبيت المفك بشكل آمن. 3. **عملية الدلك:** - نمسك بالمغناطيس ونجعل أحد قطبية (مثلاً القطب الجنوبي) يلامس أحد أطراف المفك. - **نحرك المغناطيس على طول المفك في اتجاه واحد فقط** (من الطرف الملامس باتجاه الطرف الآخر). - نرفع المغناطيس بعيدًا عن المفك ونعيده إلى نقطة البداية. - **نكرر هذه العملية عدة مرات** (من 20 إلى 30 مرة). 4. **النتيجة:** تصبح ذرات الحديد داخل المفك منتظمة في اتجاه واحد، فيكتسب المفك **خصائص مغناطيسية**.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** لمغنطة مفك براغي فولاذي، يتم **دلكه عدة مرات في اتجاه واحد بأحد قطبي مغناطيس دائم قوي**، مما يجعل الذرات المغناطيسية داخل الفولاذ تترتب في اتجاه واحد فتكتسب القطبية المغناطيسية.

سؤال 29: افترض أنك كسرت قضيبًا مغناطيسيًا إلى قطعتين، فكم قطبًا يكون لكل قطعة؟

الإجابة: س 29: لكل قطعة قطبان (شمالي وجنوبي).

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: خاصية القطب المغناطيسي في المواد المغناطيسية** > في المغناطيس الدائم، **القطب الشمالي والجنوبي لا يوجدان منفصلين**. كل مغناطيس، بغض النظر عن حجمه، له دائمًا **قطبان متقابلان**.
2. **الخطوة 2: تحليل عملية الكسر** عند كسر قضيب مغناطيسي إلى قطعتين: - كل قطعة تبقى مكونة من **ذرات مغناطيسية** مرتبة. - في نقطة الكسر، تظهر أقطاب مغناطيسية جديدة.
3. **الخطوة 3: نتيجة الكسر** ستتحول القطعة الواحدة إلى **مغناطيس كامل جديد**. لذلك: - القطعة الأولى: سيكون لها **قطب شمالي جديد** عند أحد طرفيها و **قطب جنوبي جديد** عند الطرف الآخر. - القطعة الثانية: سيكون لها أيضًا **قطب شمالي جديد** و **قطب جنوبي جديد**.
4. **الخطوة 4: استنتاج عام** لا يمكن الحصول على قطب مغناطيسي منفرد (أحادي القطب). أي جزء تنفصل عن المغناطيس الأصلي سيكون له **قطبان متعاكسان**.
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** كل قطعة من القضيب المغناطيسي المكسور سيكون لها **قطبان مغناطيسيان (شمالي وجنوبي)**، تمامًا مثل المغناطيس الأصلي.

سؤال 30: تُصنع بعض المغانط من سبائك تتكوّن من الفولاذ والألومنيوم والنيكل والكوبالت. ويكون من الصعب مغنطتها، إلا أنها تحتفظ بمغنطتها فترة طويلة. وضّح لماذا لا يكون من الصواب استعمال هذه السبيكة قلبًا لمغناطيس كهربائي؟

الإجابة: س 30: لأن هذه السبيكة صعبة المغنطة وتحتفظ بالمغنطة، مما يجعل المغناطيس الكهربائي غير عملي.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحليل خواص السبيكة المذكورة** السبيكة المكونة من (الفولاذ، الألومنيوم، النيكل، الكوبالت) تصنع منها **مغناطيس دائم** لأن لها خاصيتين: 1. **صعبة المغنطة:** تحتاج إلى قوة كبيرة أو تيار عالٍ لتتمغنط في البداية. 2. **تحتفظ بالمغنطة:** أي أنها **مغناطيس دائم** لا يفقد مغنطيته بسهولة.
2. **الخطوة 2: وظيفة القلب في المغناطيس الكهربائي** > قلب المغناطيس الكهربائي (غالبًا من **الحديد الطري**) وظيفته **تضخيم المجال المغناطيسي** الناتج عن الملف عندما يمر فيه تيار. والأهم من ذلك، أن يفقد مغنطيته **فورًا** عند انقطاع التيار.
3. **الخطوة 3: المقارنة والاستنتاج** | الخاصية | القلب المناسب للمغناطيس الكهربائي | السبيكة المذكورة (للمغناطيس الدائم) | المشكلة | |----------|-----------------------------------|--------------------------------------|----------| | **سهولة المغنطة والإزالة** | يجب أن يتمغنط **بسهولة** عند مرور التيار، ويفقد مغنطيته **بسرعة** عند انقطاعه. | **صعبة المغنطة**، وتحتاج جهدًا عاليًا. | يصعب تشغيل المغناطيس الكهربائي بكفاءة. | | **الاحتفاظ بالمغنطة** | **لا يحتفظ** بالمغنطة (فقدان سريع). | **تحتفظ** بالمغنطة بقوة ولفترة طويلة. | حتى بعد فصل التيار، يبقى القلب ممغنطًا، مما يفقد المغناطيس الكهربائي خاصيته الأساسية كجهاز **مؤقت** يمكن التحكم فيه بالتيار. |
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** لا يصلح استخدام هذه السبيكة قلبًا للمغناطيس الكهربائي لأنها **صعبة المغنطة** (تتطلب تيارًا عاليًا) وتتميز **بقوة احتفاظ عالية** بالمغنطة، مما يعني أنها ستبقى ممغنطة حتى بعد فصل التيار، وهذا يتعارض مع فكرة المغناطيس الكهربائي القابل للتشغيل والإيقاف بالتيار.

سؤال 31: من الخطر استخدام منصهر كهربائي مكتوب عليه ٣٠ أمبير في دائرة كهربائية تحتاج إلى تيار كهربائي مقداره ١٥ أمبير فقط. لماذا؟

الإجابة: س 31: لأن منصهر 30 أمبير قد لا ينصهر عند تيار غير آمن، فتسخن الأسلاك ويحدث حريق.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: وظيفة المنصهر (الفيوز)** المنصهر هو **عنصر حماية** يوضع في الدائرة الكهربائية لينصهر (ينقطع) عندما **يتجاوز التيار المار فيه قيمة معينة** (القيمة المكتوبة عليه)، وذلك لحماية الأسلاك والأجهزة من التلف بسبب الحرارة الناتجة عن التيار الزائد.
2. **الخطوة 2: تحليل القيم المعطاة** | الوصف | القيمة | |--------|--------| | التيار الذي تحتاجه الدائرة (التيار الطبيعي) | 15 أمبير | | تيار المنصهر المستخدم (الحد الأقصى المسموح) | 30 أمبير |
3. **الخطوة 3: المشكلة في استخدام منصهر بقيمة أعلى من اللازم** - المنصهر المصمم لـ30 أمبير **لن ينصهر** حتى يتجاوز التيار هذه القيمة. - إذا حدث عطل أو حمل زائد في الدائرة وارتفع التيار من 15 إلى مثلاً 25 أمبير (وهو تيار خطر قد يسخن الأسلاك)، فإن المنصهر (30 أمبير) **لن ينصهر** لأنه لم يصل إلى 30 أمبير بعد.
4. **الخطوة 4: الخطر الناتج** > التيار الزائد ولو كان أقل من 30 أمبير (مثل 25 أمبير) سيسبب **ارتفاعًا كبيرًا في درجة حرارة الأسلاك** لأنها مصممة لتحمل 15 أمبير فقط. - هذا يمكن أن يؤدي إلى: 1. **احتراق عزل الأسلاك**. 2. **حدوث حريق كهربائي**. 3. تلف الأجهزة المتصلة بالدائرة.
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** استخدام منصهر بقيمة 30 أمبير في دائرة تحتاج فقط إلى 15 أمبير يُعد خطرًا لأن المنصهر **لن ينصهر عند حدوث حمل زائد معتدل** (بين 15 و30 أمبير)، مما يسمح للأسلاك بأن تسخن بشدة وقد تتسبب في **حرائق** دون أن تنقطع الدائرة تلقائيًا.

سؤال 32: استخدم الشكل أدناه للإجابة عن السؤال ٣٢. قارن عمل مضخة الماء في الدورة أعلاه بعمل البطارية في الدائرة الكهربائية.

الإجابة: س 32: المضخة توفر فرق ضغط للماء، والبطارية توفر فرق جهد يحرك التيار.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحليل دور المضخة في دورة الماء** في الشكل (المفترض)، المضخة: - **تأخذ الماء** من مستوى منخفض (أو ضغط منخفض). - **تضغط عليه** وتدفعه إلى مستوى أعلى (أو منطقة ضغط أعلى). - بذلك تُحدث **فرقًا في الضغط** بين مدخلها ومخرجها، وهذا الفرق هو **القوة المحركة** لجريان الماء في الدورة.
2. **الخطوة 2: تحليل دور البطارية في الدائرة الكهربائية** البطارية: - **تأخذ الشحنات (الإلكترونات)** من طرفها السالب (طاقة كيميائية منخفضة). - **ترفع طاقة هذه الشحنات** عبر تفاعلات كيميائية داخلها. - **تضغط الشحنات** وتدفعها إلى طرفها الموجب (طاقة عالية). - بذلك تُحدث **فرقًا في الجهد الكهربائي** بين طرفيها، وهذا الفرق هو **القوة المحركة** لسريان التيار في الدائرة.
3. **الخطوة 3: جدول المقارنة بين عمل المضخة والبطارية** | العنصر المقارن | المضخة في دورة الماء | البطارية في الدائرة الكهربائية | التشابه في الوظيفة | |----------------|------------------------|-----------------------------------|----------------------| | **ما تتعامل معه** | جزيئات الماء | الشحنات الكهربائية (الإلكترونات) | كلاهما يوفر "مادة" يمكنها الانتقال. | | **ما توفره** | **فرق في الضغط** (طاقة وضع) بين نقطتين. | **فرق في الجهد** (طاقة وضع كهربائية) بين نقطتين. | كلاهما يوفر **فرق جهد (ضغط)** يسبب الحركة. | | **نتيجة ذلك** | **تيار مائي** (جريان الماء). | **تيار كهربائي** (جريان الشحنات). | كلاهما يولد **تيارًا**. | | **التأثير بدونها** | يتوقف جريان الماء. | يتوقف سريان التيار الكهربائي. | كلاهما **مصدر طاقة محرك** للنظام. |
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** تعمل البطارية في الدائرة الكهربائية عمل المضخة في دورة الماء؛ فكلاهما **يوفر فرق جهد (ضغط)** هو القوة المحركة التي تسبب سريان التيار (المائي أو الكهربائي) في النظام المغلق.

سؤال 33: فسر سبب حدوث البرق المصاحب للعاصفة الرعدية.

الإجابة: س 33: تراكم شحنات ساكنة في السحب يسبب تفريغاً كهربائياً (البرق) عند زيادة فرق الجهد.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: الظروف الجوية المسببة** تحدث العواصف الرعدية بسبب حركة قوية لأعمدة الهواء الرطبة والدافئة إلى أعلى، مما يتسبب في تكون سحب ركامية ضخمة (سحب المزن الركامي).
2. **الخطوة 2: تولد الشحنات الكهربائية الساكنة داخل السحابة** > بسبب **الاحتكاك** الشديد بين قطرات الماء وبلورات الثلج المتصادمة داخل السحابة بفعل تيارات الهواء القوية، **تتولد شحنات كهربائية ساكنة**. - تتجمع **الشحنات الموجبة** في أعلى السحابة. - تتجمع **الشحنات السالبة** في أسفل السحابة.
3. **الخطوة 3: زيادة فرق الجهد والتوصيل** 1. يستمر تجمع الشحنات، فيزداد **فرق الجهد الكهربائي**: - بين منطقتين مختلفتي الشحنة داخل السحابة نفسها. - أو بين قاعدة السحابة (سالبة) وسطح الأرض (موجب عادةً). 2. عندما يصبح فرق الجهد كبيرًا جدًا (مئات الملايين من الفولتات)، **يتجاوز مقاومة الهواء العازلة**.
4. **الخطوة 4: حدوث التفريغ الكهربائي (البرق)** > يحدث **تفريغ كهربائي مفاجئ وعنيف** عبر الهواء على شكل شرارة ضخمة (البرق) لمعادلة فرق الجهد. - يمكن أن يكون البرق: - **ضمن السحابة** (بين منطقتين مختلفتي الشحنة). - **بين السحابة والأرض** (وهو الأخطر). - **بين السحابة وسحابة أخرى**.
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** يحدث البرق بسبب **تفريغ كهربائي مفاجئ** ناتج عن تراكم هائل للشحنات الكهربائية الساكنة داخل سحابة العاصفة، مما يولد فرق جهد هائل يتغلب على عزل الهواء فيتسرب على شكل ومضة ضوئية وصوتية (الرعد).

سؤال 34: فسر لماذا يدفع البالونان المنفوخان أحدهما الآخر بعيدًا، حتى عندما لا يتلامسان معًا.

الإجابة: س 34: لأنهما يكتسبان شحنات كهرباء ساكنة متماثلة، والشحنات المتشابهة تتنافر.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: سبب اكتساب البالونين للشحنة** عند دلك بالونين بالصوف أو الفراء: - ينتقل **الإلكترونات** من مادة إلى أخرى بسبب الاحتكاك. - إذا استخدمنا نفس المادة ونفس طريقة الدلك، فكلا البالونين **يفقدان أو يكتسبان إلكترونات بالتساوي**. - النتيجة: يكتسب البالونان **نفس نوع الشحنة الكهربائية** (مثلاً كلاهما يصبح سالبًا إذا اكتسبا إلكترونات).
2. **الخطوة 2: القانون الأساسي للتجاذب والتنافر الكهربائي** > **قانون الشحنات الكهربائية:** الشحنات **المتشابهة تتنافر**، والشحنات **المختلفة تتجاذب**. - الشحنات المتشابهة: (+) مع (+)، أو (-) مع (-) → **تنافر**. - الشحنات المختلفة: (+) مع (-) → **تجاذب**.
3. **الخطوة 3: تطبيق القانون على حالة البالونين** بما أن البالونين اكتسبا **شحنة متشابهة** (كلاهما سالب أو كلاهما موجب)، فهما **يتنافران**.
4. **الخطوة 4: تفسير التنافر دون تلامس** > **المجال الكهربائي:** كل جسم مشحون يُحيط به مجال كهربائي غير مرئي يؤثر على الشحنات الأخرى عن بعد. - عندما يقترب البالونان، يتداخل مجالاهما الكهربائيان. - بسبب تشابه شحنتيهما، **يدفع كل مجال الآخر بعيدًا**، مما يظهر كقوة تنافر حتى دون تلامس مادي مباشر.
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** يدفع البالونان بعضهما بعيدًا بسبب **تنافر الشحنات الكهربائية المتشابهة** التي اكتسباها من عملية الدلك، حيث يؤثر المجال الكهربائي المحيط بكل منهما على الآخر بقوة تنافر عن بعد.

سؤال 35: اشرح ما يمكن أن يحدث عندما تدلك قدميك بالسجاد، ثم تلمس المقبض المعدني للباب.

الإجابة: س 35: تتكون شحنة ساكنة، وعند لمس المقبض يحدث تفريغ مفاجئ (لسعة).

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: عملية تولد الشحنة الكهربائية الساكنة** عند دلك القدمين بالسجاد: - بسبب **الاحتكاك**، تنتقل **الإلكترونات** من السجاد إلى جسم الإنسان أو العكس (حسب طبيعة المادتين). - جسم الإنسان (بما فيه القدمين) **يفقد أو يكتسب إلكترونات**، فيصبح **مشحونًا كهربائيًا**.
2. **الخطوة 2: حالة الجسم بعد الشحن** يظل الجسم محتفظًا بهذه الشحنة مؤقتًا لأنه **معزول عن الأرض** (عن طريق أحذية ذات نعل عازل أو السجاد نفسه). > هذه الظاهرة تسمى **الشحن بالاحتكاك**.
3. **الخطوة 3: الاقتراب من موصل (مقبض الباب المعدني)** المعدن (مقبض الباب) **موصل جيد** للكهرباء. وعندما تقترب اليد المشحونة من المعدن: - **يتولد مجال كهربائي قوي** بين اليد والمعدن. - عندما تصبح المسافة صغيرة جدًا، **يقفز شرارة كهربائية** (تفريغ) من اليد إلى المعدن.
4. **الخطوة 4: التفريغ الكهربائي والنتيجة الحسية** هذا التفريغ السريع للشحنات عبر الهواء (وهو ضعيف نسبيًا لكنه محسوس) هو ما نسميه **اللسعة الكهربائية** أو **الصعقة الساكنة**. - يسمع أحيانًا صوت **طقطقة** خفيف. - تُرى أحيانًا **شرارة صغيرة** في الظلام. - يُشعر بوخز مفاجئ في الأصبع.
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** عندما تلمس مقبض الباب المعدني بعد دلك قدميك بالسجاد، يحدث **تفريغ كهربائي سريع (شرارة)** للشحنة الساكنة المتراكمة على جسمك إلى المعدن الموصل، مما يسبب **الإحساس بوخز أو لسعة كهربائية مفاجئة**.

ما مقدار التيار الكهربائي الذي يمر في مصباح كهربائي قدرته ٧٥ واط، عندما يعمل على جهد كهربائي ١٠٠ فولت؟

• أ) 75 أمبير
• ب) 1.33 أمبير
• ج) 0.75 أمبير
• د) 100 أمبير

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 0.75 أمبير

الشرح: ١. المعطيات: القدرة (P) = 75 واط، الجهد (V) = 100 فولت. ٢. المطلوب: التيار (I). ٣. القانون المستخدم: P = V × I، ومنه I = P / V. ٤. التعويض: I = 75 واط / 100 فولت = 0.75 أمبير.

تلميح: تذكر قانون القدرة الكهربائية: القدرة = الجهد × التيار.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

دائرة كهربائية فيها مصابيح صغيرة، موصولة على التوالي، إذا كانت الدائرة مفتوحة، وفيها بعض المصابيح التي تمت إزالتها، فماذا يحدث عند إغلاق الدائرة؟

• أ) يمر تيار كهربائي طبيعي.
• ب) يمر تيار ضعيف ويضيء بعض المصابيح.
• ج) لا يمر تيار في الدائرة؛ لأن إزالة بعض المصابيح تجعل الدائرة غير مكتملة (مفتوحة).
• د) تصبح الدائرة موصولة على التوازي تلقائيًا.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لا يمر تيار في الدائرة؛ لأن إزالة بعض المصابيح تجعل الدائرة غير مكتملة (مفتوحة).

الشرح: ١. التوصيل على التوالي يعني مسارًا واحدًا للتيار. ٢. إزالة أي مصباح يجعل الدائرة غير مكتملة (مفتوحة). ٣. في الدائرة المفتوحة، لا يوجد مسار متصل للشحنات الكهربائية. ٤. النتيجة: لا يمر تيار كهربائي في الدائرة.

تلميح: تذكر خصائص التوصيل على التوالي وتأثير فصل أحد مكونات الدائرة.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

افترض أنك وصلت مدفأة كهربائية بمقبس الجدار، وعندما أشعلتها انطفأت المصابيح جميعها في الغرفة. وضح ما حدث.

• أ) حدث ماس كهربائي تسبب في احتراق الأسلاك.
• ب) سحبت المدفأة تياراً كبيراً فحدث حمل زائد؛ فانصهر المنصهر وانقطعت الكهرباء.
• ج) انخفض جهد المصابيح فجأة مما أدى إلى انطفائها.
• د) توقفت المدفأة عن العمل بسبب عطل داخلي.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: سحبت المدفأة تياراً كبيراً فحدث حمل زائد؛ فانصهر المنصهر وانقطعت الكهرباء.

الشرح: ١. المدفأة تسحب تياراً كبيراً. ٢. هذا يسبب حملًا زائداً على الدائرة. ٣. المنصهر أو القاطع يفتح لحماية الأسلاك. ٤. النتيجة: تنقطع الكهرباء عن الدائرة بأكملها.

تلميح: فكر في وظيفة المنصهر أو القاطع الكهربائي في الدوائر المنزلية.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

وضح سبب تغليف الأسلاك النحاسية المستخدمة في التمديدات بمادة البلاستيك أو المطاط.

• أ) لزيادة مرونة الأسلاك وتسهيل تركيبها.
• ب) لمنع تآكل الأسلاك النحاسية بمرور الزمن.
• ج) لأن البلاستيك والمطاط عازلان للكهرباء؛ فيمنعان التماس الكهربائي والصعق.
• د) لتحسين مظهر الأسلاك وجعلها أقل وضوحاً.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لأن البلاستيك والمطاط عازلان للكهرباء؛ فيمنعان التماس الكهربائي والصعق.

الشرح: ١. الأسلاك النحاسية موصلة جيدة للكهرباء. ٢. البلاستيك والمطاط مواد عازلة للكهرباء. ٣. العزل يمنع التلامس المباشر مع الموصل الكهربائي. ٤. النتيجة: حماية الأفراد من الصعق ومنع التماسات الكهربائية.

تلميح: فكر في الخصائص الكهربائية للبلاستيك والمطاط وعلاقته بالأمان.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

صف التفاعل بين إبرة البوصلة وسلك يسري فيه تيار كهربائي.

• أ) لا يحدث أي تفاعل بينهما لأن السلك غير ممغنط.
• ب) يتوهج السلك بسبب المجال المغناطيسي لإبرة البوصلة.
• ج) ينشأ حول السلك مجال مغناطيسي يحرف إبرة البوصلة.
• د) تنجذب إبرة البوصلة نحو السلك بشكل مباشر.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: ينشأ حول السلك مجال مغناطيسي يحرف إبرة البوصلة.

الشرح: ١. التيار الكهربائي المار في سلك يولد مجالاً مغناطيسياً حوله. ٢. إبرة البوصلة هي مغناطيس صغير. ٣. المجال المغناطيسي للسلك يؤثر على إبرة البوصلة. ٤. النتيجة: تنحرف إبرة البوصلة عن اتجاهها الأصلي.

تلميح: تذكر التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

ما الطريقتان اللتان يمكن من خلالهما زيادة المجال المغناطيسي لملف كهربائي؟

• أ) زيادة طول الملف، وتقليل شدة التيار الكهربائي.
• ب) زيادة عدد لفات الملف، وزيادة شدة التيار الكهربائي.
• ج) استخدام سلك أرفع، وزيادة المقاومة الكهربائية.
• د) تقليل عدد لفات الملف، وتغيير نوع المادة العازلة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: زيادة عدد لفات الملف، وزيادة شدة التيار الكهربائي.

الشرح: 1. قوة المغناطيس الكهربائي تتأثر بعدد لفات الملف. 2. زيادة عدد اللفات تزيد من تركيز المجال. 3. زيادة شدة التيار المار تزيد أيضاً من قوة المجال المغناطيسي المتولد.

تلميح: تذكر العوامل الأساسية التي تؤثر على قوة المغناطيس الكهربائي.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

إذا كان الجهد الناتج منه هو ١٠٠ فولت، والجهد الناتج منه هو ٥٠ فولت، فأوجد نسبة عدد لفات الملف الابتدائي إلى عدد لفات الملف الثانوي.

• أ) 1 : 2
• ب) 2 : 1
• ج) 1 : 50
• د) 3 : 1

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 2 : 1

الشرح: 1. اعتبار الجهد الابتدائي Vp=100V، والجهد الثانوي Vs=50V (حسب سياق المحولات). 2. تطبيق قانون المحول: Np/Ns = Vp/Vs. 3. التعويض بالقيم: Np/Ns = 100/50 = 2/1. 4. النسبة هي 2:1.

تلميح: تذكر أن نسبة لفات الملفات في المحول المثالي تساوي نسبة الجهود.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

افترض أنك كسرت مغناطيسياً إلى قطعتين، فكم قطباً يكون لكل قطعة؟

• أ) قطب واحد فقط، إما شمالي أو جنوبي.
• ب) لكل قطعة قطبان (شمالي وجنوبي).
• ج) تفقد القطع المغنطة وتصبح بلا أقطاب.
• د) يتكون عدد لا نهائي من الأقطاب المتشابهة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لكل قطعة قطبان (شمالي وجنوبي).

الشرح: 1. الأقطاب المغناطيسية لا يمكن أن توجد منفردة. 2. أي جزء من المغناطيس، مهما كان صغيراً، يحتفظ بقطبيه الشمالي والجنوبي. 3. لذلك، كل قطعة من المغناطيس المكسور ستصبح مغناطيساً كاملاً بقطبين.

تلميح: تذكر أن المغناطيس له دائماً قطبان متقابلان.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

تُصنع بعض المغانط من سبائك تتكون من الفولاذ والألومنيوم والنيكل والكوبالت. ويكون من الصعب مغناطيسياً، إلا أنها تحتفظ بمغناطيسيتها فترة طويلة. وضح لماذا لا يكون من الصواب استعمال هذه السبيكة قلباً لمغناطيس كهربائي؟

• أ) لأنها رخيصة جداً وتتآكل بسرعة.
• ب) لأنها صعبة المغنطة وتحتفظ بمغنطتها بعد فصل التيار.
• ج) لأنها تزيد من مقاومة الملف الكهربائي بشكل كبير.
• د) لأنها تسبب ارتفاعاً شديداً في درجة حرارة الملف.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأنها صعبة المغنطة وتحتفظ بمغنطتها بعد فصل التيار.

الشرح: 1. المغناطيس الكهربائي يتطلب قلباً سهل المغنطة ويفقدها بسرعة عند فصل التيار. 2. هذه السبيكة صعبة المغنطة وتظل ممغنطة بعد فصل التيار. 3. هذا يجعل المغناطيس الكهربائي غير مؤقت وغير قابل للتحكم.

تلميح: قارن بين خصائص المواد المستخدمة للمغناطيس الدائم والمغناطيس الكهربائي.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

من الخطر استخدام منصهر كهربائي مكتوب عليه ٣٠ أمبير في دائرة كهربائية تحتاج إلى تيار كهربائي مقداره ١٥ أمبير فقط. لماذا؟

• أ) لأنه يزيد من استهلاك الطاقة الكهربائية في الدائرة.
• ب) لأنه قد لا ينصهر عند تيار زائد غير آمن للدائرة (أقل من 30 وأعلى من 15 أمبير) فتسخن الأسلاك وتحدث حرائق.
• ج) لأنه يجعل الدائرة الكهربائية تعمل بجهد أقل من المطلوب.
• د) لأنه يؤدي إلى قصر في الدائرة الكهربائية بشكل دائم.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأنه قد لا ينصهر عند تيار زائد غير آمن للدائرة (أقل من 30 وأعلى من 15 أمبير) فتسخن الأسلاك وتحدث حرائق.

الشرح: 1. وظيفة المنصهر حماية الدائرة من التيار الزائد عن حد معين. 2. منصهر 30 أمبير لن ينصهر إلا إذا تجاوز التيار 30 أمبير. 3. إذا ارتفع التيار إلى 20 أو 25 أمبير (آمن للمنصهر ولكن خطر للأسلاك)، فلن ينصهر. 4. يؤدي ذلك لسخونة الأسلاك وقد تسبب حريقاً.

تلميح: فكر في متى يقوم المنصهر بوظيفته الأساسية وماذا يحدث إذا لم يقم بها.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

فسر لماذا تشير إبر البوصلات إلى اتجاهات مختلفة؟

• أ) بسبب اختلاف درجة الحرارة حول البوصلات.
• ب) لأنها تتعرض لأشعة الشمس المباشرة.
• ج) بسبب تأثير المجالات المغناطيسية المحلية الأخرى، مثل مغناطيس قريب أو تيار كهربائي.
• د) بسبب اختلاف الجاذبية في مواقعها.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: بسبب تأثير المجالات المغناطيسية المحلية الأخرى، مثل مغناطيس قريب أو تيار كهربائي.

الشرح: ١. إبرة البوصلة هي مغناطيس صغير يتأثر بالمجالات المغناطيسية. ٢. المجال المغناطيسي للأرض يجعلها تشير للشمال. ٣. عند وجود مجال مغناطيسي محلي، فإنه يؤثر على الإبرة. ٤. تتفاعل هذه المجالات وتؤدي إلى انحراف الإبرة في اتجاهات مختلفة حسب شدة المجال وموقعه.

تلميح: تذكر أن إبرة البوصلة تتأثر بأي مجال مغناطيسي حولها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ماذا يحدث لإبر البوصلات عند إزالة القضيب المغناطيسي من بينها؟ وضح إجابتك.

• أ) تصبح إبر البوصلات غير صالحة للعمل.
• ب) عند إزالة القضيب المغناطيسي، تعود إبر البوصلات لتشير جميعها إلى اتجاه الشمال المغناطيسي للأرض.
• ج) تظل إبر البوصلات في نفس الاتجاهات التي كانت عليها.
• د) تتحرك إبر البوصلات بشكل عشوائي ولا تستقر.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: عند إزالة القضيب المغناطيسي، تعود إبر البوصلات لتشير جميعها إلى اتجاه الشمال المغناطيسي للأرض.

الشرح: ١. إبر البوصلات كانت متأثرة بالمجال المغناطيسي للقضيب. ٢. عند إزالة القضيب، يزول تأثير مجاله الخارجي. ٣. تعود الإبر لتتأثر بالمجال المغناطيسي للأرض. ٤. تشير جميع الإبر حينها إلى اتجاه الشمال المغناطيسي للأرض.

تلميح: تذكر الاتجاه الذي تشير إليه البوصلة في غياب أي مجال مغناطيسي آخر.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

فسر سبب حدوث البرق المصاحب للعاصفة الرعدية.

• أ) نتيجة احتراق الغازات في الغلاف الجوي بسبب الحرارة.
• ب) اصطدام السحب ببعضها البعض بقوة شديدة.
• ج) انعكاس أشعة الشمس عن بلورات الثلج في السحب.
• د) تفريغ الشحنات الساكنة المتراكمة في السحب عند زيادة فرق الجهد.

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: تفريغ الشحنات الساكنة المتراكمة في السحب عند زيادة فرق الجهد.

الشرح: ١. الاحتكاك بين قطرات الماء والثلج بالسحب يولد شحنات ساكنة. ٢. تتجمع الشحنات الموجبة بأعلى السحابة والسالبة بأسفلها، مما يزيد فرق الجهد. ٣. عندما يصبح فرق الجهد كبيراً جداً، يتغلب على عزل الهواء. ٤. يحدث تفريغ كهربائي مفاجئ وعنيف (البرق) لمعادلة الشحنات.

تلميح: فكر في كيفية توليد الشحنات الكهربائية وتفريغها في الغلاف الجوي.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

فسر لماذا يدفع البالونان المنفوخان أحدهما الآخر بعيداً، حتى عندما لا يتلامسان معاً.

• أ) يكتسب البالونان شحنات كهربائية ساكنة متماثلة عند دلكهما، مما يسبب تنافرهما عن بعد عبر المجال الكهربائي.
• ب) لأن الهواء المحيط بهما يدفعهما بسبب حركة تيارات الهواء.
• ج) بسبب ارتفاع درجة حرارة البالونين وتمددهما.
• د) لأن قوة الجاذبية بين البالونين تتسبب في دفعهما بعيداً.

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: يكتسب البالونان شحنات كهربائية ساكنة متماثلة عند دلكهما، مما يسبب تنافرهما عن بعد عبر المجال الكهربائي.

الشرح: ١. عند دلك البالونين بنفس المادة، يكتسبان نفس نوع الشحنة الساكنة. ٢. الشحنات المتشابهة تتنافر وفقاً لقانون التجاذب والتنافر الكهربائي. ٣. كل بالون يحيط به مجال كهربائي، وهذا المجال يؤثر على البالون الآخر. ٤. تتفاعل المجالات الكهربائية وتسبب قوة تنافر بين البالونين حتى بدون تلامس مباشر.

تلميح: تذكر مبدأ تنافر الشحنات الكهربائية المتشابهة والمجالات الكهربائية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

اشرح ما يمكن أن يحدث عندما تدلك قدميك بالسجاد، ثم تلمس المقبض المعدني للباب.

• أ) يشعر الجسم بالدفء نتيجة انتقال الحرارة.
• ب) ينصهر المقبض المعدني بسبب التيار الكهربائي العالي.
• ج) تتكون شحنة كهربائية ساكنة على الجسم بسبب الاحتكاك بالسجاد، وعند لمس المقبض المعدني يحدث تفريغ كهربائي مفاجئ (لسعة).
• د) لا يحدث شيء سوى الشعور بالبرودة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تتكون شحنة كهربائية ساكنة على الجسم بسبب الاحتكاك بالسجاد، وعند لمس المقبض المعدني يحدث تفريغ كهربائي مفاجئ (لسعة).

الشرح: ١. دلك القدمين بالسجاد يسبب انتقال إلكترونات، فيصبح الجسم مشحوناً بشحنة ساكنة. ٢. الجسم يحتفظ بالشحنة مؤقتاً لأنه معزول (أحذية أو سجاد). ٣. عند لمس مقبض الباب المعدني الموصل، يتولد فرق جهد كبير. ٤. يحدث تفريغ كهربائي مفاجئ (شرارة أو لسعة) عبر الهواء لمعادلة الشحنات.

تلميح: فكر في توليد الشحنات الساكنة وكيفية تفريغها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط