اختبار اختيار من متعدد تفاعلي: مراجعة 2 نهاية الفصل الدراسي الثاني في مادة الفيزياء
تتناول هذه المراجعة الشاملة لمادة الفيزياء للصف الثاني عشر المسار المتقدم موضوعات حيوية في الكهرباء، حيث تركز على تحليل الدوائر الكهربائية باستخدام قوانين كيرشوف للتيارات والجهود. يشمل المحتوى تطبيقات عملية على حساب القدرة والطاقة الكهربائية، وفهم سلوك المقاومات في دوائر التوالي والتوازي ودوائر القنطرة المتزنة. كما تتطرق الأسئلة إلى دراسة دوائر (RC) التي تحتوي على مقاومات ومكثفات، موضحاً عمليات الشحن والتفريغ والمعادلات الزمنية المرتبطة بها، بالإضافة إلى كيفية تحويل الجلفانومتر إلى أجهزة قياس عملية كالأميتر والفولتميتر.
🏆 انضم إلى التحدي واحصل على ترتيبك
اختبار شهادة تدريبي مؤقت للصف والمادة والفصل نفسه.
اختر إجابة واحدة لكل سؤال. عند الاختيار ستظهر النتيجة فورًا: الأخضر صحيح، والأحمر خطأ، وسيظهر تفسير الإجابة مباشرة إن كان متوفرًا. وبعد آخر سؤال ستظهر الدرجة النهائية تلقائيًا.
جهاز كهربائي حراري مقاومته \( (15 \Omega) \) ويعمل بفرق جهد (30 V). ما مقدار الطاقة الحرارية التي ينتجها الجهاز خلال \( (5 \min) \) بوحدة الجول؟
تفسير الإجابة
يتم حساب الطاقة باستخدام العلاقة \( E = P \times t = \frac{V^2}{R} \times t \). بالتعويض: \( E = \frac{30^2}{15} \times (5 \times 60) = 60 \times 300 = 18000 = 1.8 \times 10^4 J \).
يعمل جهاز كهربائي في دائرة كهربائية مغلقة، إذا كانت تكلفة تشغيل الجهاز لمدة (5.0 h) تساوي (1.2 AED). احسب مقدار القدرة الكهربائية المستنفذة في الجهاز (سعر الكيلو واط . ساعة = 0.30 AED).
تفسير الإجابة
التكلفة = القدرة (بالكيلوواط) × الزمن × السعر. \( 1.2 = P \times 5.0 \times 0.30 \implies 1.2 = 1.5P \implies P = 0.8 kW = 800 W \).
الشكل المجاور يبين لوحة بيانات على مكنسة كهربائية، باستخدام البيانات على اللوحة ما تكلفة استخدام المكنسة لمدة 10 ساعات إذا كان (سعر الكيلو واط . ساعة = 0.30 AED).
تفسير الإجابة
من اللوحة القدرة تساوي 2000W أي 2kW. التكلفة = 2 kW × 10 h × 0.30 AED/kWh = 6.0 AED.
في الشبكة الموضحة في الشكل المجاور، تكون قيمة شدة التيار i هي:
تفسير الإجابة
بتطبيق قانون كيرشوف الأول عند العقدة a: مجموع التيارات الداخلة = مجموع التيارات الخارجة. \( i + 5A + 4A = 8A + 6A \implies i + 9 = 14 \implies i = 5A \). وبما أن القيمة موجبة والفرض داخل للعقدة، فإن الاتجاه من c إلى a.
تتكون دائرة من بطارية ومقاومين كما هو موضح بالشكل المجاور، أي المعادلات الآتية صحيحة؟
تفسير الإجابة
بتطبيق قانون الحلقة في اتجاه عقارب الساعة: نبدأ من القطب السالب للبطارية (+Vemf)، ثم نعبر المقاومات في نفس اتجاه التيار (-iR1، -iR2)، فيكون المجموع صفراً.
في الدائرة الموضحة في الشكل توجد ثلاثة مقاومات متماثلة. المفتاح S مفتوح في البداية. ماذا يحدث للتيار المتدفق في المقاوم R1 عند غلق المفتاح S؟
تفسير الإجابة
عند غلق المفتاح S، يقل المقاوم المكافئ للجزء الموازي من الدائرة، مما يقلل المقاومة الكلية للدائرة، وبالتالي يزداد التيار الكلي المسحوب من البطارية والذي يمر عبر المقاوم R1.
وفقاً للشكل، إذا كانت قراءة الأميتر تساوي صفراً، وكانت \( (R_1 = 6.0 \Omega) \) و \( (R_2 = 4.0 \Omega) \) و \( (R_3 = 8.0 \Omega) \) فما مقدار المقاومة (R4)؟
تفسير الإجابة
عندما تكون قراءة الأميتر صفراً، تكون القنطرة متزنة، وتطبق العلاقة: \( \frac{R_1}{R_2} = \frac{R_4}{R_3} \implies \frac{6}{4} = \frac{R_4}{8} \implies R_4 = \frac{6 \times 8}{4} = 12 \Omega \).
في الدائرة الكهربائية المجاورة، إذا كانت شدة التيار المار في الأميتر تساوي صفراً، أي الآتية غير صحيح؟
تفسير الإجابة
شرط الاتزان هو R1/R2 = R4/R3 وهو ما يكافئ R1 R3 = R2 R4. الخيار A يعطي R1 R3 = R2 R4 وهو صحيح. ولكن عند مراجعة الخيارات الرياضية، نجد أن الترتيب في الرسم يقتضي R1/R2 = R4/R3. الخيار A هو صياغة صحيحة لشرط الاتزان، لذا السؤال يطلب "غير الصحيح". بالتدقيق في الخيارات، جميعها تمثل تناسباً صحيحاً لشرط الاتزان عدا صياغة واحدة إذا كانت المقاومات مرتبة بشكل مختلف.
بالاعتماد على الدائرة الموضحة في الشكل المجاور، ما المعادلة التي تعبر عن التيار المار في الأميتر؟
تفسير الإجابة
بتحليل الحلقة، نجد 3 بطاريات موصلة بحيث تلغي اثنتان منهما بعضهما البعض (بسبب القطبية المتواجهة)، وتبقى بطارية واحدة فعالة Vemf مع مقاومة كلية قدرها 4R. التيار هو Vemf / 4R.
العبارة غير الصحيحة هي أن الأميتر له مقاومة كبيرة جداً؛ فالصحيح أن الأميتر المثالي يجب أن تكون مقاومته صغيرة جداً (تقترب من الصفر) حتى لا يقلل من تيار الدائرة عند توصيله على التوالي.
الدائرة 1 و 3 تحتويان على فولتميتر موصل على التوالي في المسار الرئيسي، وبسبب مقاومته العالية جداً فإنه سيمنع مرور التيار بشكل شبه كامل، مما يجعل الدائرة لا تعمل.
أميتر يعمل بمؤشر وله مقاومة \( (75.0 \Omega) \) وأقصى قيمة للتدريج عليه (2.0 mA)، ليستخدم الأميتر لقياس تيار له شدة أكبر يتطلب توصيل الأميتر بمقاومة صغيرة نسبياً على التوازي مع الأميتر، ما أقصى قيمة لشدة التيار وقياسها إذا تم توصيله على التوازي بمقاومة \( (10.0 \times 10^{-3} \Omega) \)؟
تفسير الإجابة
نستخدم قانون مجزئ التيار للأميتر: I = I_g (1 + R_g/R_s). بالتعويض: \( I = 0.002 (1 + 75 / 0.01) = 0.002 (1 + 7500) = 0.002 \times 7501 \approx 15.0 A \).
تعمل الدائرة الموضحة في الشكل المجاور بشكل صحيح، حيث تضيء المصابيح بشكل طبيعي. (A, B, C) هي ثلاثة أجهزة قياس. حدد هذه الأجهزة.
تفسير الإجابة
الجهاز A موصل على التوالي مع المصباح L1 فهو أميتر. الجهاز B موصل على التوازي مع البطارية والمصابيح فهو فولتميتر. الجهاز C موصل على التوالي في مسار المصباح L2 فهو أميتر.
اعتماداً على الدائرة الكهربائية، ما قراءة كل من الأميتر والفولتميتر؟
تفسير الإجابة
الفولتميتر موصل مباشرة مع قطبي البطارية (12V) فيقيس جهدها. الأميتر موصل على التوالي مع المقاومة \( 24 \Omega \) وبما أنها موصلة بالبطارية فإن التيار هو I = V/R = 12/24 = 0.5 A.
يظهر الشكل المجاور دائرة كهربائية تحتوي على مفتاح ومقاوم ومكثف موصلين على التوالي، أي من المنحنيات التالية يمثل تدفق التيار كدالة في الزمن بعد غلق المفتاح؟
تفسير الإجابة
عند شحن مكثف، يبدأ التيار بقيمته العظمى لحظة غلق المفتاح ثم يتناقص أسياً مع الزمن حتى يصل إلى الصفر عندما يكتمل شحن المكثف، وهذا ما يمثله المنحنى C.
ما قيم المقاومة والسعة اللازمتين لتفريغ شحن مكثف في دائرة RC خلال فترة زمنية طويلة؟
تفسير الإجابة
الفترة الزمنية اللازمة للشحن أو التفريغ تعتمد على الثابت الزمني \( \tau = RC \). ولكي تكون الفترة طويلة، يجب أن يكون حاصل ضرب المقاومة في السعة كبيراً، أي كلاهما كبير.
دائرة RC تحوي بطارية (12.0 V). تعطى شحنة المكثف كدالة في الزمن وفق المعادلة التالية: q(t) = 6.0 × 10-4 (1 - e-t/0.1). ما هي سعة المكثف الموصول في هذه الدائرة؟
تفسير الإجابة
من المعادلة، القيمة العظمى للشحنة qmax = 6.0 × 10-4 C. وبما أن qmax = CV، فإن C = qmax/V = (6.0 × 10-4) / 12 = 0.5 × 10-4 = 5.0 × 10-5 F.
في الشكل المجاور مكثف مشحون، عند غلق المفتاح وبعد مرور فترة زمنية \( (t = \tau) \). ما مقدار نسبة التيار المار في الدائرة؟
تفسير الإجابة
أثناء التفريغ، يعطى التيار بالمعادلة \( i = I_0 e^{-t/\tau} \). عند \( t = \tau \)، يكون \( i = I_0 e^{-1} \approx 0.37 I_0 \)، أي 37% من التيار الابتدائي.
دائرة (RC) تحوي مقاومة \( (1.0 M\Omega) \) ومكثف غير مشحون في البداية سعته \( (20 \mu F) \) وبطارية جهدها (5.0 V). أي من المعادلات الآتية تصف مقدار الشحنة على المكثف كدالة زمن؟
تفسير الإجابة
نحسب \( q_{max} = CV = 20 \mu F \times 5 V = 100 \mu C = 100 \times 10^{-6} C \). ونحسب الثابت الزمني \( \tau = RC = 1.0 \times 10^6 \Omega \times 20 \times 10^{-6} F = 20 s \). المعادلة هي \( q = q_{max}(1 - e^{-t/\tau}) \).
إليك اختبارات إضافية لـ الصف الثاني عشر المتقدم بحسب الفصل الثاني والمادة فيزياء
لا يتم عرض هذا الجزء إلا عند النزول إليه، لتخفيف تحميل الصفحة.
...
🍪
إشعار ملفات تعريف الارتباط
يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط لتحسين تجربة التصفح وقياس الأداء وعرض المحتوى بشكل أفضل.
باستخدامك للموقع فإنك توافق على استخدامنا لها وفق
سياسة الخصوصية.
