פתרונות ופורומים ל"אלבום פתרונות" שדה מגנטי- ערבית: 2010,5- الحقل المغناطيسي حول سلك مستقيم

פתרונות ופורומים ל"אלבום פתרונות" שדה מגנטי- ערבית

السابق: 5. 2010,4- تتحرك كرة مشحونة داخل حقل مغناطيسي

التالي: 7. 2008,4- تتحرك شحنة في أربع مناطق مُربعة الشكل

6. 2010,5- الحقل المغناطيسي حول سلك مستقيم

______________________________________________________________________________________

...

$begin mathsize 20px style غامق U دليل سفلي غامق MP‏ غامق يساوي‏ غامق 9‏ غامق V end style$

إيجاد مقاومة المقاومة المتغيرة في الحالة الموصوفة، واستخدام مبادئ الدائرة على التوالي

تتكون الدائرة من مصدر جهد مثالي ومقاومة متغيرة وسلك مستقيم موصول على التوالي.

يتم توصيل المقاومة المتغيرة بتوصيل ريئوستاتي، طول المقاومة بأكملها 8 سم، ومقاومتها القصوى 20 أوم، نحسب مقاومة المقاومة لكل وحدة طول (المقاومة الطولية).

$غامق لمدا‏ غامق يساوي‏ غامق R على غامق L‏ غامق يساوي‏ غامق 20 على غامق 8‏ غامق يساوي‏ غامق 2‏ غامق.‏ غامق 5‏ غامق حرف أوميجا كبير على غامق cm$

عندما يكون التماسّ المتحرك على بعد 2 سم من الطرف K، يمر التيار من الطرف L إلى التماسّ المتحرك من خلال 6 سم من المقاومة المتغيرة.

نحسب مقاومة المقاوم المتغير في هذه الحالة:: $غامق R دليل سفلي غامق X‏ غامق يساوي‏ غامق لمدا‏ غامق في‏ غامق L‏ غامق يساوي‏ غامق 2‏ غامق.‏ غامق 5‏ غامق في‏ غامق 6‏ غامق يساوي‏ غامق 15‏ غامق حرف أوميجا كبير$ .

في الدائرة الموصولة على التوالي، مجموع فروق الجهد على المستهلكين يساوي فرق جهد المصدر، وبالتالي فإن مجموع فروق الجهد على السلك والمقاومة يساوي جهد البطارية:

$begin mathsize 20px style غامق U دليل سفلي غامق MP‏ غامق زائد‏ غامق U دليل سفلي غامق R دليل سفلي غامق X نهاية دليل سفلي‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون end style$

نعبر عن فرق الجهد على السلك، ونحسب قيمته باستخدام المعطيات الموجودة في السؤال:

$begin mathsize 20px style غامق U دليل سفلي غامق MP‏ غامق زائد‏ غامق U دليل سفلي غامق R دليل سفلي غامق X نهاية دليل سفلي‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون‏ ‏ ‏ غامق U دليل سفلي غامق MP‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون‏ غامق ناقص‏ غامق U دليل سفلي غامق R دليل سفلي غامق X نهاية دليل سفلي‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون‏ غامق ناقص‏ غامق I‏ غامق في‏ غامق R دليل سفلي غامق X‏ غامق يساوي‏ غامق 24‏ غامق ناقص‏ غامق 1‏ غامق في‏ غامق 15‏ غامق يساوي‏ غامق 9‏ غامق V end style$

وبالتالي فإن الجهد على السلك MP يساوي 9 فولط.

הנגד המשתנה מחובר בחיבור של ריאוסטט , אורך כל הריאוסטט 8 ס"מ . והתנגדותו המקסימאלית 20 אום. נחשב את התנגדות הריאוסטט ליחידת אורך.

$غامق لمدا‏ غامق يساوي‏ غامق R على غامق L‏ غامق يساوي‏ غامق 20 على غامق 8‏ غامق يساوي‏ غامق 2‏ غامق.‏ غامق 5‏ غامق حرف أوميجا كبير على غامق cm$

כאשר המגע הנייד נמצא במרחק 2 ס"מ מהקצה K , הזרם עובר מהקצה L למגע הנייד דרך 6 ס"מ של הנגד המשתנה.

נחשב את התנגדות הנגד המשתנה במצב זה: $غامق R دليل سفلي غامق X‏ غامق يساوي‏ غامق لمدا‏ غامق في‏ غامق L‏ غامق يساوي‏ غامق 2‏ غامق.‏ غامق 5‏ غامق في‏ غامق 6‏ غامق يساوي‏ غامق 15‏ غامق حرف أوميجا كبير$ .

במעגל טורי ,סכום המתחים על הצרכנים שווה למתח המקור .לכן סכום המתחים על התיל ועל הריאוסטט שווה לכא"מ הסוללה:

$begin mathsize 20px style غامق U دليل سفلي غامق MP‏ غامق زائد‏ غامق U دليل سفلي غامق R دليل سفلي غامق X نهاية دليل سفلي‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون end style$

נבטא את המתח על התיל, ונחשב את ערכו בעזרת נתוני השאלה:

$begin mathsize 20px style غامق U دليل سفلي غامق MP‏ غامق زائد‏ غامق U دليل سفلي غامق R دليل سفلي غامق X نهاية دليل سفلي‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون‏ ‏ ‏ غامق U دليل سفلي غامق MP‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون‏ غامق ناقص‏ غامق U دليل سفلي غامق R دليل سفلي غامق X نهاية دليل سفلي‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون‏ غامق ناقص‏ غامق I‏ غامق في‏ غامق R دليل سفلي غامق X‏ غامق يساوي‏ غامق 24‏ غامق ناقص‏ غامق 1‏ غامق في‏ غامق 15‏ غامق يساوي‏ غامق 9‏ غامق V end style$

לכן, המתח על התיל MP שווה ל 9 וולט.

يتم وصف موقع التماسّ المتحرك من خلال جزء المقاومة المتغيرة الذي لا يتدفق فيه التيار.
يجب تحديد مقاومة المقاومة المتغيرة وفقًا للجزء من المقاومة المتغيرة الذي يتدفق من خلاله التيار.

יש לקבוע את התנגדות הנגד המשתנה בהתאם לחלק הנגד המשתנה דרכו זורם הזרם.

______________________________________________________________________________________

...

$begin mathsize 20px style غامق I دليل سفلي غامق max‏ غامق يساوي‏ غامق 2‏ غامق.‏ غامق 66‏ غامق A‏ غامق تباعد‏ غامق تباعد‏ غامق تباعد‏ غامق تباعد‏ غامق تباعد‏ غامق تباعد‏ غامق تباعد‏ غامق تباعد‏ غامق تباعد‏ غامق تباعد‏ غامق تباعد‏ غامق I دليل سفلي غامق min‏ غامق يساوي‏ غامق 0‏ غامق.‏ غامق 82‏ غامق A end style$

إيجاد مقاومة السلك وحساب قيمة التيار عندما تكون المقاومة المحصّلة في قيمتها القصوى وعندما تكون في قيمتها الدنيا.

يكون التيار ذو قيمة قصوى عندما يكون التماسّ المتحرك في النقطة L وتكون المقاومة المحصّلة في قيمتها الصغرى.

نحسب القيمة القصوى للتيار من قانون أوم على الدائرة بأكملها في هذه الحالة:

$begin mathsize 24px style غامق I دليل سفلي غامق max‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون على غامق R دليل سفلي غامق T‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون على غامق R دليل سفلي غامق MP end style$

ولإيجاد مقاومة السلك نستخدم قانون أوم على السلك حسب القسم السابق:

$begin mathsize 20px style غامق I‏ غامق يساوي‏ غامق U على غامق R‏ ‏ غامق R دليل سفلي غامق MP‏ غامق يساوي‏ غامق U دليل سفلي غامق MP على غامق I‏ غامق يساوي‏ غامق 9 على غامق 1‏ غامق يساوي‏ غامق 9‏ غامق حرف أوميجا كبير end style$

نعوّض مقاومة السلك في تعبير التيار الأقصى:

$begin mathsize 20px style غامق I دليل سفلي غامق max‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون على غامق R دليل سفلي غامق T‏ غامق يساوي‏ غامق 24 على غامق 9‏ غامق يساوي‏ غامق 2‏ غامق.‏ غامق 66‏ غامق A end style$

يكون التيار في قيمته الصغرى عندما تكون قيمة المقاومة المحصّلة قصوى. وتكون المقاومة القصوى عندما يكون التماسّ المتحرك في الطرف K.

حساب القيمة الصغرى للتيار:

$begin mathsize 20px style غامق I دليل سفلي غامق min‏ غامق يساوي‏ غامق إبسلون على غامق R دليل سفلي غامق T‏ غامق يساوي‏ البسط غامق إبسلون على المقام غامق R دليل سفلي غامق LK‏ غامق زائد‏ غامق R دليل سفلي غامق MN نهاية الكسر‏ غامق يساوي‏ البسط غامق 24 على المقام غامق 20‏ غامق زائد‏ غامق 9 نهاية الكسر‏ غامق يساوي‏ غامق 0‏ غامق.‏ غامق 82‏ غامق A end style$

شدة التيار الصغرى هو 0.82 أمبير، والقيمة القصوى لشدة التيار هي 2.66 أمبير.

נחשב את עוצמת הזרם מחוק אום על כל המעגל במצב זה:

1. على الرغم من أن السؤال يتناول الحقل المغناطيسي، إلا أن البندين الأولين يتعاملان فقط بموضوع الدائرة الكهربائية.

2. لا يمكن ايجاد التيار دون حساب مقاومة السلك أولاً.

2. לא ניתן למצוא את הזרם בלי לחשב קודם את התנגדות התיל.

______________________________________________________________________________________

...

رسم الرسم البياني وفقا للمعطيات الموجودة في الجدول.

وفقًا للمعطيات الموجودة في الجدول، سنقوم برسم رسمً بيانيًا يمثل الحقل المغناطيسي كدالة للتيار:

ومن المهم أن نُشير إلى الوحدات على المحاور، والإنتباه إلى أن وحدات المحور العمودي معطاة بالميكرو تسلا.

______________________________________________________________________________________

ج.

______________________________________________________________________________________

...

ميل الرسم البياني يساوي 3.75 ميكرو تسلا لكل أمبير.

حساب ميل خط الاتجاه.

يجب حساب ميل الرسم البياني بناءً على نقطتين تقعان على خط الاتجاه.

يبدو من الرسم البياني أن خط الاتجاه يمر بالنقطة الأولى والأخيرة، نحسب ميله وفقًا لهاتين النقطتين:

$begin mathsize 20px style غامق שיפוע‏ غامق يساوي‏ غامق تباعد‏ البسط غامق زيادة‏ غامق B على المقام غامق زيادة‏ غامق I نهاية الكسر‏ غامق يساوي‏ البسط غامق 10‏ غامق.‏ غامق 3‏ غامق في‏ غامق 10 أس غامق ناقص‏ غامق 6 نهاية الأس‏ غامق ناقص‏ غامق 4‏ غامق.‏ غامق 3‏ غامق في‏ غامق 10 أس غامق ناقص‏ غامق 6 نهاية الأس على المقام غامق 2‏ غامق.‏ غامق 6‏ غامق ناقص‏ غامق 1 نهاية الكسر‏ غامق يساوي‏ غامق 3‏ غامق.‏ غامق 75‏ غامق في‏ غامق 10 أس غامق ناقص‏ غامق 6 نهاية الأس‏ غامق T على غامق A end style$

ميل الرسم البياني يساوي 3.75 ميكرو تسلا لكل أمبير.

מהגרף נראה שהישר המסתבר ביותר עובר דרך הנקודה הראשונה והאחרונה, נחשב את השיפוע בהתאם לנקודות אלו:

שיפוע הגרף הוא 3.75 מיקרו טסלה לאמפר.

1. حتى لو لم يكن مكتوبا في السؤال "اكتب وحدات الميل". اكتب دائمًا وحدات الميل بعد كتابة قيمة الميل.

2. من المهم الانتباه إلى أن قيم الحقل المغناطيسي هي بوحدات ميكرو تسلا، وليس تسلا.

2. חשוב לשים לב שערכי השדה המגנטי הוא ביחידות של מיקרו טסלה , ולא טסלה.

______________________________________________________________________________________

ج.

______________________________________________________________________________________

...

$begin mathsize 20px style غامق d‏ غامق يساوي‏ غامق 5‏ غامق.‏ غامق 3‏ غامق cm end style$

التعبير عن الحقل المغناطيسي بالقرب من سلك مستقيم.

نُطوّر تعبيرًا لشدة الحقل المغناطيسي بدلالة البعد عن السلك (الدالة الموصوفة في الرسم البياني).

نستخدم التعبير عن الحقل المغناطيسي بالقرب من سلك موصل مستقيم:

$begin mathsize 20px style غامق B‏ غامق يساوي‏ البسط غامق مو دليل سفلي غامق 0‏ غامق في‏ غامق I على المقام غامق 2‏ غامق في‏ غامق باي‏ غامق في‏ غامق r نهاية الكسر‏ ‏ ‏ غامق B‏ غامق يساوي‏ البسط غامق مو دليل سفلي غامق 0 على المقام غامق 2‏ غامق في‏ غامق باي‏ غامق في‏ غامق d نهاية الكسر‏ غامق في‏ غامق I‏ ‏ end style$

من الدالة، تعبير ميل الرسم البياني: $begin mathsize 20px style البسط غامق مو دليل سفلي غامق 0 على المقام غامق 2‏ غامق في‏ غامق باي‏ غامق في‏ غامق d نهاية الكسر end style$ , نقارن تعبير ميل الرسم البياني مع قيمته:

$begin mathsize 20px style البسط غامق مو دليل سفلي غامق 0 على المقام غامق 2‏ غامق في‏ غامق باي‏ غامق في‏ غامق d نهاية الكسر‏ غامق يساوي‏ غامق 3‏ غامق.‏ غامق 75‏ غامق في‏ غامق 10 أس غامق ناقص‏ غامق 6 نهاية الأس‏ ‏ ‏ غامق d‏ غامق يساوي‏ البسط غامق مو دليل سفلي غامق 0 على المقام غامق 2‏ غامق في‏ غامق باي‏ غامق في‏ غامق 3‏ غامق.‏ غامق 75‏ غامق في‏ غامق 10 أس غامق ناقص‏ غامق 6 نهاية الأس نهاية الكسر‏ غامق يساوي‏ البسط غامق 4‏ غامق في‏ غامق باي‏ غامق في‏ غامق 10 أس غامق ناقص‏ غامق 7 نهاية الأس على المقام غامق 2‏ غامق في‏ غامق باي‏ غامق في‏ غامق 3‏ غامق.‏ غامق 75‏ غامق في‏ غامق 10 أس غامق ناقص‏ غامق 6 نهاية الأس نهاية الكسر‏ غامق يساوي‏ غامق 0‏ غامق.‏ غامق 053‏ غامق m end style$

وبالتالي، فإن البعد بين السلك والنقطة N هي 5.3 cm.

נשתמש בביטוי השדה המגנטי בסביבת מוליך ישר :

מהפונקציה ,ביטוי שיפוע הגרף הוא: $begin mathsize 20px style البسط غامق مو دليل سفلي غامق 0 على المقام غامق 2‏ غامق في‏ غامق باي‏ غامق في‏ غامق d نهاية الكسر end style$ , נשווה בין ביטוי שיפוע הגרף לבין ערכו:

לכן, המרחק בין הנקודה התיל לנקודה N , היא 5.3 ס"מ.

1. يصف الجدول قيم التيار والحقل المغناطيسي على التوالي في خمسة قياسات.
بمساعدة التعبير عن الحقل المغناطيسي حول سلك موصل مستقيم،رياضيًا يمكن حساب البعد d من كل قياس.
من الناحية الفيزيائية، ليس من الصحيح التوصل إلى نتيجة من قياس واحد وعدم الأخذ بالحسبان جميع القياسات الأخرى.

بما أن المعطيات الموجودة في الجدول مبنية على تجربة، يوجد خطأ في القياس العشوائي في كل قياس، فمن الخطأ استخلاص النتيجة
على أساس قياس واحد.

يتم تحديد خط الاتجاه وفقًا للقياسات الخمسة جميعها في عملية مشابهة لعملية المتوسط الحسابي.
وبما أن أخطاء القياس عشوائية، فإن المتوسط يقلل من الأخطاء العشوائية بشكل كبير.

يجب أن تعتمد الإجابة الصحيحة والكاملة على هذا القسم على ميل الرسم البياني وليس على قياس واحد.

2. في الأسئلة التي يوجد بها رسم بياني، من المهم جدًا تطوير تعبير للدالة المعطاة في الرسم البياني، وفي كثير من الأحيان يتم ايجاد الإجابة بواسطة الميل.

בעזרת ביטוי השדה המגנטי בסביבת מוליך ישר מתמטית ניתן לחשב מכל מדידה את המרחק d.

פיזיקלית לא נכון להגיע למסקנה ממדידה אחת ולא להתייחס לכל המדידות האחרות.

מכיוון שנתוני הטבלה מבוססים על ניסוי קיימת שגיאת מדידה אקראית בכל מדידה, לא נכון להגיע למסקנה

על סמך מדידה אחת.

הישר המסתבר ביותר נקבע בהתאם לכל חמשת המדידות בפעולה הדומה לפעולת מיצוע.

מכיוון ששגיאות המדידה הן אקראיות, המיצוע מקטינים את השגיאות האקראיות בצורה משמעותית.

תשובה נכונה ומלאה לסעיף חייבת להתבסס על שיפוע הגרף ולא על מדידה אחת.

2. מאוד חשוב לפתח ביטוי לפונקציה הנתונה בגרף, הרבה פעמים התשובה נמצאת בשיפוע.

______________________________________________________________________________________

...

لن يتغير ميل الرسم البياني. وهو يتعلق فقط على البعد بين النقطة N والسلك.

استخدام تعبير الميل.

من تعبير ميل الرسم البياني $begin mathsize 20px style البسط غامق مو دليل سفلي غامق 0 على المقام غامق 2‏ غامق في‏ غامق باي‏ غامق في‏ غامق d نهاية الكسر end style$ الميل يتعلق ببعد النقطة N من السلك

لا يتغير هذه البعد نتيجة لتغيير السلك الموصل، وبالتالي لا يتغير ميل الرسم البياني.

לכן שיפוע הגרף לא משתנה.

אם התיל MP יוחלף בתיל אחר בעל שטח חתך גדול יותר, מביטוי התנגדות התיל $غامق R‏ غامق يساوي‏ البسط غامق رو‏ غامق في‏ غامق L على المقام غامق A نهاية الكسر$ התנגדות התיל החדש

תהיה יותר קטנה. ההתנגדות השקולה תהיה יותר קטנה הזרם יהיה יותר גדול, אך המרחק d לא משתנה ההתנגדות של התיל

1. يتم قياس البعد r في تعبير الحقلل المغناطيسي من مركز السلك، ولا يتعلق بعد النقطة من السلك على قطر السلك.

2. إذا تم استبدال سلك MP بسلك آخر مساحة مقطعه العرضي أكبر، من تعبير مقاومة السلك $غامق R‏ غامق يساوي‏ البسط غامق رو‏ غامق في‏ غامق L على المقام غامق A نهاية الكسر$ مقاومة السلك الجديد

تكون أصغر. وستكون المقاومة المحصّلة أصغر، وسيكون التيار أكبر، لكن البعد d لا يتغير، وبالتالي يكون الميل ثابتًا.

3. السؤال يتعلق بميل الرسم البياني، لذلك يجب استخدام تعبير ميل الرسم البياني للإجابة على السؤال.

لا يمكن الإجابة على العديد من الأسئلة بالمنطق العام، ويجب استخدام المبادئ بشكل منهجي، وهذا القسم مثال على ذلك.

הוא ממרכז קוטר התיל זניח ביחס למרחק שבין התיל לנקודה. החלפת התיל לא משנה את מרחק

______________________________________________________________________________________