الفيزياء: المستوى العالي

1. 1.

   لملف عدد لفاته 200 لفة فيض مغناطيسي يتغير بانتظام من 0.0030 Wb إلى 0.0110 Wb خلال 0.40 s. احسب مقدار متوسط القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة في الملف.

   [4 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
   2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: حساب التغير في الفيض: ΔΦ = 0.0110 − 0.0030 = 0.0080 Wb. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: استخدام قانون فاراداي EMF = N(ΔΦ/Δt). اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: التعويض EMF = 200 × 0.0080/0.40. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   5. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: الحصول على EMF = 4.0 V. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يضاعف عدد اللفات N القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة مباشرة — ينتج الملف ذو اللفات الأكثر قوة دافعة أكبر تناسبياً لمعدل التغير نفسه في الفيض.

   نقاط التصحيح

   • حساب التغير في الفيض: ΔΦ = 0.0110 − 0.0030 = 0.0080 Wb.
   • استخدام قانون فاراداي EMF = N(ΔΦ/Δt).
   • التعويض EMF = 200 × 0.0080/0.40.
   • الحصول على EMF = 4.0 V.

   ملاحظة الفاحص: يضاعف عدد اللفات N القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة مباشرة — ينتج الملف ذو اللفات الأكثر قوة دافعة أكبر تناسبياً لمعدل التغير نفسه في الفيض.

2. 2.

   تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لملف عدد لفاته 200 لفة فيض مغناطيسي يتغير بانتظام من 0.0030 Wb إلى 0.0110 Wb خلال 0.40 s. احسب مقدار متوسط القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة في الملف.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «حساب التغير في الفيض: ΔΦ = 0.0110 − 0.0030 = 0.0080 Wb.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

   [4 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
   2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: حساب التغير في الفيض: ΔΦ = 0.0110 − 0.0030 = 0.0080 Wb. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: استخدام قانون فاراداي EMF = N(ΔΦ/Δt). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: التعويض EMF = 200 × 0.0080/0.40. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على EMF = 4.0 V. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

   نقاط التصحيح

   • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: حساب التغير في الفيض: ΔΦ = 0.0110 − 0.0030 = 0.0080 Wb.
   • يحدد المتطلب الناقص: استخدام قانون فاراداي EMF = N(ΔΦ/Δt).
   • يحدد المتطلب الناقص: التعويض EMF = 200 × 0.0080/0.40.
   • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على EMF = 4.0 V.

   ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

3. 3.

   اذكر قانون لنز، واستخدمه لتفسير اتجاه التيار المحثوث عندما يُدفع القطب الشمالي لمغناطيس نحو ملف سلكي.

   [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر قانون لنز: يسري التيار المحثوث باتجاه يعاكس التغير في الفيض الذي أنتجه. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه مع اقتراب القطب الشمالي، يزداد الفيض عبر الملف. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن التيار المحثوث يجب أن يسري لينشئ مجالاً مغناطيسياً يعاكس هذه الزيادة، ما يعني أن وجه الملف الأقرب للمغناطيس يعمل كقطب شمالي (لصد المغناطيس المقترب). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: قانون لنز نتيجة مباشرة لحفظ الطاقة: فلو ساعد التيار المحثوث التغير بدلاً من معاكسته، لنشأت طاقة من العدم.

   نقاط التصحيح

   • ذكر قانون لنز: يسري التيار المحثوث باتجاه يعاكس التغير في الفيض الذي أنتجه.
   • توضيح أنه مع اقتراب القطب الشمالي، يزداد الفيض عبر الملف.
   • توضيح أن التيار المحثوث يجب أن يسري لينشئ مجالاً مغناطيسياً يعاكس هذه الزيادة، ما يعني أن وجه الملف الأقرب للمغناطيس يعمل كقطب شمالي (لصد المغناطيس المقترب).

   ملاحظة الفاحص: قانون لنز نتيجة مباشرة لحفظ الطاقة: فلو ساعد التيار المحثوث التغير بدلاً من معاكسته، لنشأت طاقة من العدم.

4. 4.

   تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اذكر قانون لنز، واستخدمه لتفسير اتجاه التيار المحثوث عندما يُدفع القطب الشمالي لمغناطيس نحو ملف سلكي.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر قانون لنز: يسري التيار المحثوث باتجاه يعاكس التغير في الفيض الذي أنتجه.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

   [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
   2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: ذكر قانون لنز: يسري التيار المحثوث باتجاه يعاكس التغير في الفيض الذي أنتجه. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه مع اقتراب القطب الشمالي، يزداد الفيض عبر الملف. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن التيار المحثوث يجب أن يسري لينشئ مجالاً مغناطيسياً يعاكس هذه الزيادة، ما يعني أن وجه الملف الأقرب للمغناطيس يعمل كقطب شمالي (لصد المغناطيس المقترب). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

   نقاط التصحيح

   • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: ذكر قانون لنز: يسري التيار المحثوث باتجاه يعاكس التغير في الفيض الذي أنتجه.
   • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه مع اقتراب القطب الشمالي، يزداد الفيض عبر الملف.
   • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن التيار المحثوث يجب أن يسري لينشئ مجالاً مغناطيسياً يعاكس هذه الزيادة، ما يعني أن وجه الملف الأقرب للمغناطيس يعمل كقطب شمالي (لصد المغناطيس المقترب).

   ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

5. 5.

   يدور ملف مستطيل مساحته 0.050 m² وعدد لفاته 100 لفة بتردد زاوي ثابت مقداره 50 rad s⁻¹ في مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.30 T. احسب القوة الدافعة الكهربائية القصوى المتولدة.

   [4 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
   2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: كتابة صيغة القوة الدافعة الكهربائية القصوى لملف دوّار: EMF₀ = NBAω. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: تحديد كل قيمة: N = 100، B = 0.30 T، A = 0.050 m²، ω = 50 rad s⁻¹. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: التعويض EMF₀ = 100 × 0.30 × 0.050 × 50. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   5. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: الحصول على EMF₀ = 75 V. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تحدث القوة الدافعة الكهربائية القصوى عندما يكون مستوى الملف موازياً للمجال (معدل تغير الفيض أقصى)، وليس عندما يكون الفيض نفسه أقصى — إذ تحدث هاتان الحالتان عند نقطتين مختلفتين في الدوران.

   نقاط التصحيح

   • كتابة صيغة القوة الدافعة الكهربائية القصوى لملف دوّار: EMF₀ = NBAω.
   • تحديد كل قيمة: N = 100، B = 0.30 T، A = 0.050 m²، ω = 50 rad s⁻¹.
   • التعويض EMF₀ = 100 × 0.30 × 0.050 × 50.
   • الحصول على EMF₀ = 75 V.

   ملاحظة الفاحص: تحدث القوة الدافعة الكهربائية القصوى عندما يكون مستوى الملف موازياً للمجال (معدل تغير الفيض أقصى)، وليس عندما يكون الفيض نفسه أقصى — إذ تحدث هاتان الحالتان عند نقطتين مختلفتين في الدوران.

6. 6.

   تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يدور ملف مستطيل مساحته 0.050 m² وعدد لفاته 100 لفة بتردد زاوي ثابت مقداره 50 rad s⁻¹ في مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.30 T. احسب القوة الدافعة الكهربائية القصوى المتولدة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «كتابة صيغة القوة الدافعة الكهربائية القصوى لملف دوّار: EMF₀ = NBAω.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

   [4 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
   2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: كتابة صيغة القوة الدافعة الكهربائية القصوى لملف دوّار: EMF₀ = NBAω. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: تحديد كل قيمة: N = 100، B = 0.30 T، A = 0.050 m²، ω = 50 rad s⁻¹. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: التعويض EMF₀ = 100 × 0.30 × 0.050 × 50. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على EMF₀ = 75 V. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

   نقاط التصحيح

   • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: كتابة صيغة القوة الدافعة الكهربائية القصوى لملف دوّار: EMF₀ = NBAω.
   • يحدد المتطلب الناقص: تحديد كل قيمة: N = 100، B = 0.30 T، A = 0.050 m²، ω = 50 rad s⁻¹.
   • يحدد المتطلب الناقص: التعويض EMF₀ = 100 × 0.30 × 0.050 × 50.
   • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على EMF₀ = 75 V.

   ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

7. 7.

   لمحول رافع للجهد 400 لفة في الملف الابتدائي و2000 لفة في الملف الثانوي. التيار الابتدائي 8.0 A. بافتراض محول مثالي (كفاءته 100%)، احسب التيار الثانوي.

   [4 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
   2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: توضيح أنه بالنسبة لمحول مثالي، تساوي القدرة الداخلة القدرة الخارجة: VpIp = VsIs. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: دمج ذلك مع علاقة نسبة اللفات للحصول على NpIp = NsIs. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: التعويض 400 × 8.0 = 2000 × Is. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   5. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: الحصول على Is = 1.6 A. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يرفع المحول الرافع للجهد الجهد لكنه يخفض التيار دائماً تناسبياً (لمحول مثالي)، لأن القدرة يجب أن تُحفظ.

   نقاط التصحيح

   • توضيح أنه بالنسبة لمحول مثالي، تساوي القدرة الداخلة القدرة الخارجة: VpIp = VsIs.
   • دمج ذلك مع علاقة نسبة اللفات للحصول على NpIp = NsIs.
   • التعويض 400 × 8.0 = 2000 × Is.
   • الحصول على Is = 1.6 A.

   ملاحظة الفاحص: يرفع المحول الرافع للجهد الجهد لكنه يخفض التيار دائماً تناسبياً (لمحول مثالي)، لأن القدرة يجب أن تُحفظ.

8. 8.

   تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لمحول رافع للجهد 400 لفة في الملف الابتدائي و2000 لفة في الملف الثانوي. التيار الابتدائي 8.0 A. بافتراض محول مثالي (كفاءته 100%)، احسب التيار الثانوي.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه بالنسبة لمحول مثالي، تساوي القدرة الداخلة القدرة الخارجة: VpIp = VsIs.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

   [4 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
   2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه بالنسبة لمحول مثالي، تساوي القدرة الداخلة القدرة الخارجة: VpIp = VsIs. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: دمج ذلك مع علاقة نسبة اللفات للحصول على NpIp = NsIs. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: التعويض 400 × 8.0 = 2000 × Is. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على Is = 1.6 A. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

   نقاط التصحيح

   • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه بالنسبة لمحول مثالي، تساوي القدرة الداخلة القدرة الخارجة: VpIp = VsIs.
   • يحدد المتطلب الناقص: دمج ذلك مع علاقة نسبة اللفات للحصول على NpIp = NsIs.
   • يحدد المتطلب الناقص: التعويض 400 × 8.0 = 2000 × Is.
   • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على Is = 1.6 A.

   ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

9. 9.

   اشرح لماذا يقلل نقل الطاقة الكهربائية لمسافات طويلة بجهد عالٍ وتيار منخفض، بدلاً من جهد منخفض وتيار عالٍ، من فقد القدرة في كابلات النقل.

   [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
   2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: توضيح أن فقد القدرة في الكابل يُعطى بـ P = I²R، ويعتمد على مربع التيار، وليس على الجهد. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: توضيح أنه لتوصيل قدرة ثابتة (P = VI)، يسمح جهد نقل أعلى بتيار أقل تناسبياً. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن تنصيف التيار، على سبيل المثال، يقلل فقد القدرة I²R إلى الربع، لأن الفقد يعتمد على مربع التيار. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: الاستنتاج أن خفض التيار (برفع الجهد) يقلل فقد I²R بمربع عامل خفض التيار، وهو أثر أكبر بكثير من التغير الخطي في التيار وحده. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: العلاقة التربيعية بين التيار وفقد القدرة هي السبب الرئيسي لكون النقل بجهد عالٍ أكفأ بكثير، وليست مجرد تحسين طفيف.

   نقاط التصحيح

   • توضيح أن فقد القدرة في الكابل يُعطى بـ P = I²R، ويعتمد على مربع التيار، وليس على الجهد.
   • توضيح أنه لتوصيل قدرة ثابتة (P = VI)، يسمح جهد نقل أعلى بتيار أقل تناسبياً.
   • توضيح أن تنصيف التيار، على سبيل المثال، يقلل فقد القدرة I²R إلى الربع، لأن الفقد يعتمد على مربع التيار.
   • الاستنتاج أن خفض التيار (برفع الجهد) يقلل فقد I²R بمربع عامل خفض التيار، وهو أثر أكبر بكثير من التغير الخطي في التيار وحده.

   ملاحظة الفاحص: العلاقة التربيعية بين التيار وفقد القدرة هي السبب الرئيسي لكون النقل بجهد عالٍ أكفأ بكثير، وليست مجرد تحسين طفيف.

10. 10.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح لماذا يقلل نقل الطاقة الكهربائية لمسافات طويلة بجهد عالٍ وتيار منخفض، بدلاً من جهد منخفض وتيار عالٍ، من فقد القدرة في كابلات النقل.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن فقد القدرة في الكابل يُعطى بـ P = I²R، ويعتمد على مربع التيار، وليس على الجهد.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن فقد القدرة في الكابل يُعطى بـ P = I²R، ويعتمد على مربع التيار، وليس على الجهد. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه لتوصيل قدرة ثابتة (P = VI)، يسمح جهد نقل أعلى بتيار أقل تناسبياً. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن تنصيف التيار، على سبيل المثال، يقلل فقد القدرة I²R إلى الربع، لأن الفقد يعتمد على مربع التيار. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: الاستنتاج أن خفض التيار (برفع الجهد) يقلل فقد I²R بمربع عامل خفض التيار، وهو أثر أكبر بكثير من التغير الخطي في التيار وحده. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن فقد القدرة في الكابل يُعطى بـ P = I²R، ويعتمد على مربع التيار، وليس على الجهد.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه لتوصيل قدرة ثابتة (P = VI)، يسمح جهد نقل أعلى بتيار أقل تناسبياً.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن تنصيف التيار، على سبيل المثال، يقلل فقد القدرة I²R إلى الربع، لأن الفقد يعتمد على مربع التيار.
    • يحدد المتطلب الناقص: الاستنتاج أن خفض التيار (برفع الجهد) يقلل فقد I²R بمربع عامل خفض التيار، وهو أثر أكبر بكثير من التغير الخطي في التيار وحده.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

11. 11.

    تتحرك لوحة معدنية عبر منطقة مجال مغناطيسي منتظم وتتعرض لتيارات دوامية تعاكس حركتها. اشرح منشأ هذه التيارات الدوامية ولماذا تسبب قوة فرملة (كابحة) على اللوحة.

    [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه مع تحرك اللوحة عبر المجال، يتغير الفيض المغناطيسي عبر أجزاء من اللوحة الموصلة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذا الفيض المتغير يحث تيارات دوامية داخل اللوحة، وفق قانون فاراداي. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه وفق قانون لنز، تُنشئ هذه التيارات المحثوثة تأثيرات مغناطيسية تعاكس حركة اللوحة (التغير الذي سبّبها). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذه المعاكسة تظهر كقوة كابحة على اللوحة، محوّلة طاقة الحركة إلى طاقة حرارية (تسخين مقاوم) في اللوحة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: الفرملة بالتيارات الدوامية تطبيق واقعي مباشر لقانون لنز، وتُستخدم عمداً في بعض أنظمة الفرملة (مثل فرامل بعض القطارات والألعاب الترفيهية) تحديداً لأنها لا تتطلب تلامساً مادياً.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أنه مع تحرك اللوحة عبر المجال، يتغير الفيض المغناطيسي عبر أجزاء من اللوحة الموصلة.
    • توضيح أن هذا الفيض المتغير يحث تيارات دوامية داخل اللوحة، وفق قانون فاراداي.
    • توضيح أنه وفق قانون لنز، تُنشئ هذه التيارات المحثوثة تأثيرات مغناطيسية تعاكس حركة اللوحة (التغير الذي سبّبها).
    • توضيح أن هذه المعاكسة تظهر كقوة كابحة على اللوحة، محوّلة طاقة الحركة إلى طاقة حرارية (تسخين مقاوم) في اللوحة.

    ملاحظة الفاحص: الفرملة بالتيارات الدوامية تطبيق واقعي مباشر لقانون لنز، وتُستخدم عمداً في بعض أنظمة الفرملة (مثل فرامل بعض القطارات والألعاب الترفيهية) تحديداً لأنها لا تتطلب تلامساً مادياً.

12. 12.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تتحرك لوحة معدنية عبر منطقة مجال مغناطيسي منتظم وتتعرض لتيارات دوامية تعاكس حركتها. اشرح منشأ هذه التيارات الدوامية ولماذا تسبب قوة فرملة (كابحة) على اللوحة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه مع تحرك اللوحة عبر المجال، يتغير الفيض المغناطيسي عبر أجزاء من اللوحة الموصلة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه مع تحرك اللوحة عبر المجال، يتغير الفيض المغناطيسي عبر أجزاء من اللوحة الموصلة. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا الفيض المتغير يحث تيارات دوامية داخل اللوحة، وفق قانون فاراداي. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه وفق قانون لنز، تُنشئ هذه التيارات المحثوثة تأثيرات مغناطيسية تعاكس حركة اللوحة (التغير الذي سبّبها). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذه المعاكسة تظهر كقوة كابحة على اللوحة، محوّلة طاقة الحركة إلى طاقة حرارية (تسخين مقاوم) في اللوحة. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه مع تحرك اللوحة عبر المجال، يتغير الفيض المغناطيسي عبر أجزاء من اللوحة الموصلة.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا الفيض المتغير يحث تيارات دوامية داخل اللوحة، وفق قانون فاراداي.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه وفق قانون لنز، تُنشئ هذه التيارات المحثوثة تأثيرات مغناطيسية تعاكس حركة اللوحة (التغير الذي سبّبها).
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذه المعاكسة تظهر كقوة كابحة على اللوحة، محوّلة طاقة الحركة إلى طاقة حرارية (تسخين مقاوم) في اللوحة.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

13. 13.

    يتحرك قضيب موصل مستقيم طوله 0.60 m بسرعة 4.0 m s⁻¹ عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.25 T، مع كون طوله عمودياً أيضاً على سرعته. احسب القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة بين طرفي القضيب.

    [3 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
    2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: استخدام معادلة القوة الدافعة الكهربائية الحركية EMF = BLv عندما تكون B وL وv متعامدة على بعضها. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: التعويض EMF = 0.25 × 0.60 × 4.0. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: الحصول على EMF = 0.60 V. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تنطبق EMF = BLv فقط عندما يكون المجال وطول القضيب والسرعة متعامدة على بعضها جميعاً؛ وتتطلب الاتجاهات الأخرى تعديلاً بعامل زاوية.

    نقاط التصحيح

    • استخدام معادلة القوة الدافعة الكهربائية الحركية EMF = BLv عندما تكون B وL وv متعامدة على بعضها.
    • التعويض EMF = 0.25 × 0.60 × 4.0.
    • الحصول على EMF = 0.60 V.

    ملاحظة الفاحص: تنطبق EMF = BLv فقط عندما يكون المجال وطول القضيب والسرعة متعامدة على بعضها جميعاً؛ وتتطلب الاتجاهات الأخرى تعديلاً بعامل زاوية.

14. 14.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يتحرك قضيب موصل مستقيم طوله 0.60 m بسرعة 4.0 m s⁻¹ عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.25 T، مع كون طوله عمودياً أيضاً على سرعته. احسب القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة بين طرفي القضيب.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام معادلة القوة الدافعة الكهربائية الحركية EMF = BLv عندما تكون B وL وv متعامدة على بعضها.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [3 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام معادلة القوة الدافعة الكهربائية الحركية EMF = BLv عندما تكون B وL وv متعامدة على بعضها. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: التعويض EMF = 0.25 × 0.60 × 4.0. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على EMF = 0.60 V. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام معادلة القوة الدافعة الكهربائية الحركية EMF = BLv عندما تكون B وL وv متعامدة على بعضها.
    • يحدد المتطلب الناقص: التعويض EMF = 0.25 × 0.60 × 4.0.
    • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على EMF = 0.60 V.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

15. 15.

    يُنتج مولد قوة دافعة كهربائية متناوبة قيمتها القصوى 340 V. احسب الجهد الفعّال (rms)، واشرح ما يمثله هذا الجهد الفعّال فيزيائياً.

    [3 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
    2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: استخدام Vrms = V₀/√2. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: الحصول على Vrms = 340/√2 ≈ 240 V. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن الجهد الفعّال هو قيمة جهد مستمر (ثابت) يوصل معدل القدرة نفسه إلى حمل مقاوم مثل الجهد المتناوب الفعلي. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تُستخدم القيمة الفعّالة، وليس القيمة القصوى، في حسابات القدرة (P = Vrms²/R)، وهي القيمة المذكورة عادة للتيار الكهربائي المنزلي.

    نقاط التصحيح

    • استخدام Vrms = V₀/√2.
    • الحصول على Vrms = 340/√2 ≈ 240 V.
    • توضيح أن الجهد الفعّال هو قيمة جهد مستمر (ثابت) يوصل معدل القدرة نفسه إلى حمل مقاوم مثل الجهد المتناوب الفعلي.

    ملاحظة الفاحص: تُستخدم القيمة الفعّالة، وليس القيمة القصوى، في حسابات القدرة (P = Vrms²/R)، وهي القيمة المذكورة عادة للتيار الكهربائي المنزلي.

16. 16.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يُنتج مولد قوة دافعة كهربائية متناوبة قيمتها القصوى 340 V. احسب الجهد الفعّال (rms)، واشرح ما يمثله هذا الجهد الفعّال فيزيائياً.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام Vrms = V₀/√2.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [3 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام Vrms = V₀/√2. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على Vrms = 340/√2 ≈ 240 V. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن الجهد الفعّال هو قيمة جهد مستمر (ثابت) يوصل معدل القدرة نفسه إلى حمل مقاوم مثل الجهد المتناوب الفعلي. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام Vrms = V₀/√2.
    • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على Vrms = 340/√2 ≈ 240 V.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن الجهد الفعّال هو قيمة جهد مستمر (ثابت) يوصل معدل القدرة نفسه إلى حمل مقاوم مثل الجهد المتناوب الفعلي.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

17. 17.

    يدور ملف مولد بسرعة زاوية ثابتة في مجال مغناطيسي. اذكر كيف تتغير القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة مع الزمن، واشرح لماذا تكون صفراً عندما يكون مستوى الملف عمودياً على المجال.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة تتغير جيبياً مع الزمن. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه عندما يكون مستوى الملف عمودياً على المجال، يكون الفيض المغناطيسي عبر الملف أقصى. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه عند الفيض الأقصى، يكون معدل تغير الفيض (وبالتالي القوة الدافعة الكهربائية، وفق قانون فاراداي) صفراً لحظياً، لأن الفيض ينعكس من التزايد إلى التناقص. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعتمد القوة الدافعة الكهربائية على معدل تغير الفيض، وليس الفيض نفسه — وتكون صفراً بالضبط عندما يكون الفيض عند نقطة انعكاس (أقصى أو أدنى)، وليس عندما يكون الفيض صفراً.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة تتغير جيبياً مع الزمن.
    • توضيح أنه عندما يكون مستوى الملف عمودياً على المجال، يكون الفيض المغناطيسي عبر الملف أقصى.
    • توضيح أنه عند الفيض الأقصى، يكون معدل تغير الفيض (وبالتالي القوة الدافعة الكهربائية، وفق قانون فاراداي) صفراً لحظياً، لأن الفيض ينعكس من التزايد إلى التناقص.

    ملاحظة الفاحص: تعتمد القوة الدافعة الكهربائية على معدل تغير الفيض، وليس الفيض نفسه — وتكون صفراً بالضبط عندما يكون الفيض عند نقطة انعكاس (أقصى أو أدنى)، وليس عندما يكون الفيض صفراً.

18. 18.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يدور ملف مولد بسرعة زاوية ثابتة في مجال مغناطيسي. اذكر كيف تتغير القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة مع الزمن، واشرح لماذا تكون صفراً عندما يكون مستوى الملف عمودياً على المجال.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة تتغير جيبياً مع الزمن.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة تتغير جيبياً مع الزمن. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه عندما يكون مستوى الملف عمودياً على المجال، يكون الفيض المغناطيسي عبر الملف أقصى. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه عند الفيض الأقصى، يكون معدل تغير الفيض (وبالتالي القوة الدافعة الكهربائية، وفق قانون فاراداي) صفراً لحظياً، لأن الفيض ينعكس من التزايد إلى التناقص. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة تتغير جيبياً مع الزمن.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه عندما يكون مستوى الملف عمودياً على المجال، يكون الفيض المغناطيسي عبر الملف أقصى.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه عند الفيض الأقصى، يكون معدل تغير الفيض (وبالتالي القوة الدافعة الكهربائية، وفق قانون فاراداي) صفراً لحظياً، لأن الفيض ينعكس من التزايد إلى التناقص.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

19. 19.

    لمحول كفاءته 100% جهد ابتدائي 230 V وجهد ثانوي 11.5 V. احسب نسبة اللفات (الابتدائي:الثانوي)، وحدد ما إذا كان محولاً رافعاً أم خافضاً للجهد.

    [4 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
    2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: استخدام Np/Ns = Vp/Vs. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: حساب النسبة 230/11.5 = 20. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: كتابة نسبة اللفات 20:1. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذا محول خافض للجهد، لأن الجهد الثانوي أقل من الجهد الابتدائي. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تساوي نسبة اللفات نسبة الجهد مباشرة لمحول مثالي؛ وتقابل نسبة الابتدائي إلى الثانوي الأكبر دائماً محولاً خافضاً للجهد.

    نقاط التصحيح

    • استخدام Np/Ns = Vp/Vs.
    • حساب النسبة 230/11.5 = 20.
    • كتابة نسبة اللفات 20:1.
    • توضيح أن هذا محول خافض للجهد، لأن الجهد الثانوي أقل من الجهد الابتدائي.

    ملاحظة الفاحص: تساوي نسبة اللفات نسبة الجهد مباشرة لمحول مثالي؛ وتقابل نسبة الابتدائي إلى الثانوي الأكبر دائماً محولاً خافضاً للجهد.

20. 20.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لمحول كفاءته 100% جهد ابتدائي 230 V وجهد ثانوي 11.5 V. احسب نسبة اللفات (الابتدائي:الثانوي)، وحدد ما إذا كان محولاً رافعاً أم خافضاً للجهد.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام Np/Ns = Vp/Vs.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [4 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام Np/Ns = Vp/Vs. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: حساب النسبة 230/11.5 = 20. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: كتابة نسبة اللفات 20:1. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا محول خافض للجهد، لأن الجهد الثانوي أقل من الجهد الابتدائي. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: استخدام Np/Ns = Vp/Vs.
    • يحدد المتطلب الناقص: حساب النسبة 230/11.5 = 20.
    • يحدد المتطلب الناقص: كتابة نسبة اللفات 20:1.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا محول خافض للجهد، لأن الجهد الثانوي أقل من الجهد الابتدائي.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

21. 21.

    عرّف الحث الذاتي، واحسب مقدار متوسط القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة في ملف حثه الذاتي 0.50 H عندما يتغير التيار المار عبره من 2.0 A إلى 6.0 A خلال 0.20 s.

    [4 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: تعريف الحث الذاتي بأنه خاصية دائرة (ملف) يُحدث فيها تيار متغير قوة دافعة كهربائية في نفسه، تعاكس التغير. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: ذكر EMF = −L(ΔI/Δt). اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: حساب ΔI = 6.0 − 2.0 = 4.0 A، وتعويض المقدار EMF = 0.50 × 4.0/0.20. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    5. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: الحصول على EMF = 10 V. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: الحث الذاتي هو تطبيق قانون لنز على تيار ملف واحد المتغير بذاته — تعاكس القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة دائماً تغير التيار الذي أنتجها، ولهذا تظهر الإشارة السالبة في الصيغة.

    نقاط التصحيح

    • تعريف الحث الذاتي بأنه خاصية دائرة (ملف) يُحدث فيها تيار متغير قوة دافعة كهربائية في نفسه، تعاكس التغير.
    • ذكر EMF = −L(ΔI/Δt).
    • حساب ΔI = 6.0 − 2.0 = 4.0 A، وتعويض المقدار EMF = 0.50 × 4.0/0.20.
    • الحصول على EMF = 10 V.

    ملاحظة الفاحص: الحث الذاتي هو تطبيق قانون لنز على تيار ملف واحد المتغير بذاته — تعاكس القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة دائماً تغير التيار الذي أنتجها، ولهذا تظهر الإشارة السالبة في الصيغة.

22. 22.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «عرّف الحث الذاتي، واحسب مقدار متوسط القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة في ملف حثه الذاتي 0.50 H عندما يتغير التيار المار عبره من 2.0 A إلى 6.0 A خلال 0.20 s.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تعريف الحث الذاتي بأنه خاصية دائرة (ملف) يُحدث فيها تيار متغير قوة دافعة كهربائية في نفسه، تعاكس التغير.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [4 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: تعريف الحث الذاتي بأنه خاصية دائرة (ملف) يُحدث فيها تيار متغير قوة دافعة كهربائية في نفسه، تعاكس التغير. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: ذكر EMF = −L(ΔI/Δt). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: حساب ΔI = 6.0 − 2.0 = 4.0 A، وتعويض المقدار EMF = 0.50 × 4.0/0.20. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: الحصول على EMF = 10 V. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: تعريف الحث الذاتي بأنه خاصية دائرة (ملف) يُحدث فيها تيار متغير قوة دافعة كهربائية في نفسه، تعاكس التغير.
    • يحدد المتطلب الناقص: ذكر EMF = −L(ΔI/Δt).
    • يحدد المتطلب الناقص: حساب ΔI = 6.0 − 2.0 = 4.0 A، وتعويض المقدار EMF = 0.50 × 4.0/0.20.
    • يحدد المتطلب الناقص: الحصول على EMF = 10 V.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

23. 23.

    اذكر سببين لعدم بلوغ محول حقيقي كفاءة 100%، واذكر سمة تصميمية واحدة تُستخدم للحد من كل منهما.

    [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن مقاومة الملفات تسبب فقد حرارة I²R (مقاوماً). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذا يُخفَّض باستخدام سلك سميك منخفض المقاومة (عالي التوصيلية) للملفات. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن الفيض المغناطيسي المتغير يحث تيارات دوامية في القلب الحديدي، ما يسبب فقد حرارة إضافياً. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذا يُخفَّض باستخدام قلب مصفَّح (صفائح رقيقة معزولة عن بعضها) بدلاً من كتلة حديد صلبة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يعمل التصفيح بتقسيم القلب إلى صفائح رقيقة معزولة كهربائياً، ما يُقيّد بشدة المسارات المتاحة لدوران التيارات الدوامية، دون التأثير بشكل معتبر على قدرة القلب على حمل الفيض المغناطيسي.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن مقاومة الملفات تسبب فقد حرارة I²R (مقاوماً).
    • توضيح أن هذا يُخفَّض باستخدام سلك سميك منخفض المقاومة (عالي التوصيلية) للملفات.
    • توضيح أن الفيض المغناطيسي المتغير يحث تيارات دوامية في القلب الحديدي، ما يسبب فقد حرارة إضافياً.
    • توضيح أن هذا يُخفَّض باستخدام قلب مصفَّح (صفائح رقيقة معزولة عن بعضها) بدلاً من كتلة حديد صلبة.

    ملاحظة الفاحص: يعمل التصفيح بتقسيم القلب إلى صفائح رقيقة معزولة كهربائياً، ما يُقيّد بشدة المسارات المتاحة لدوران التيارات الدوامية، دون التأثير بشكل معتبر على قدرة القلب على حمل الفيض المغناطيسي.

24. 24.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اذكر سببين لعدم بلوغ محول حقيقي كفاءة 100%، واذكر سمة تصميمية واحدة تُستخدم للحد من كل منهما.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن مقاومة الملفات تسبب فقد حرارة I²R (مقاوماً).» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن مقاومة الملفات تسبب فقد حرارة I²R (مقاوماً). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا يُخفَّض باستخدام سلك سميك منخفض المقاومة (عالي التوصيلية) للملفات. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن الفيض المغناطيسي المتغير يحث تيارات دوامية في القلب الحديدي، ما يسبب فقد حرارة إضافياً. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا يُخفَّض باستخدام قلب مصفَّح (صفائح رقيقة معزولة عن بعضها) بدلاً من كتلة حديد صلبة. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن مقاومة الملفات تسبب فقد حرارة I²R (مقاوماً).
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا يُخفَّض باستخدام سلك سميك منخفض المقاومة (عالي التوصيلية) للملفات.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن الفيض المغناطيسي المتغير يحث تيارات دوامية في القلب الحديدي، ما يسبب فقد حرارة إضافياً.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا يُخفَّض باستخدام قلب مصفَّح (صفائح رقيقة معزولة عن بعضها) بدلاً من كتلة حديد صلبة.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

25. 25.

    اشرح، من حيث الحث المتبادل، كيف ينقل المحول الطاقة الكهربائية من ملفه الابتدائي إلى ملفه الثانوي دون أي اتصال كهربائي (سلكي) مباشر بينهما.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن التيار المتناوب في الملف الابتدائي ينتج فيضاً مغناطيسياً متغيراً باستمرار. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذا الفيض المتغير، المرتبط عبر القلب الحديدي، يمر عبر الملف الثانوي أيضاً. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه وفق قانون فاراداي، يحث هذا الفيض المتغير قوة دافعة كهربائية (وتياراً، إذا كانت الدائرة مغلقة) في الملف الثانوي — يُسمى ارتباط ملفين عبر فيض متغير مشترك الحث المتبادل. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يعمل المحول بالكامل من خلال الفيض المغناطيسي المتغير المشترك الرابط بين ملفيه — لا تنتقل أي إلكترونات أبداً من الدائرة الابتدائية إلى الدائرة الثانوية.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن التيار المتناوب في الملف الابتدائي ينتج فيضاً مغناطيسياً متغيراً باستمرار.
    • توضيح أن هذا الفيض المتغير، المرتبط عبر القلب الحديدي، يمر عبر الملف الثانوي أيضاً.
    • توضيح أنه وفق قانون فاراداي، يحث هذا الفيض المتغير قوة دافعة كهربائية (وتياراً، إذا كانت الدائرة مغلقة) في الملف الثانوي — يُسمى ارتباط ملفين عبر فيض متغير مشترك الحث المتبادل.

    ملاحظة الفاحص: يعمل المحول بالكامل من خلال الفيض المغناطيسي المتغير المشترك الرابط بين ملفيه — لا تنتقل أي إلكترونات أبداً من الدائرة الابتدائية إلى الدائرة الثانوية.

26. 26.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح، من حيث الحث المتبادل، كيف ينقل المحول الطاقة الكهربائية من ملفه الابتدائي إلى ملفه الثانوي دون أي اتصال كهربائي (سلكي) مباشر بينهما.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن التيار المتناوب في الملف الابتدائي ينتج فيضاً مغناطيسياً متغيراً باستمرار.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن التيار المتناوب في الملف الابتدائي ينتج فيضاً مغناطيسياً متغيراً باستمرار. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا الفيض المتغير، المرتبط عبر القلب الحديدي، يمر عبر الملف الثانوي أيضاً. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه وفق قانون فاراداي، يحث هذا الفيض المتغير قوة دافعة كهربائية (وتياراً، إذا كانت الدائرة مغلقة) في الملف الثانوي — يُسمى ارتباط ملفين عبر فيض متغير مشترك الحث المتبادل. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أن التيار المتناوب في الملف الابتدائي ينتج فيضاً مغناطيسياً متغيراً باستمرار.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن هذا الفيض المتغير، المرتبط عبر القلب الحديدي، يمر عبر الملف الثانوي أيضاً.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه وفق قانون فاراداي، يحث هذا الفيض المتغير قوة دافعة كهربائية (وتياراً، إذا كانت الدائرة مغلقة) في الملف الثانوي — يُسمى ارتباط ملفين عبر فيض متغير مشترك الحث المتبادل.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

27. 27.

    اشرح، باستخدام قانون لنز، لماذا يولّد محرك كهربائي دوّار 'قوة دافعة كهربائية عكسية' تعاكس جهد التغذية الذي يُشغّله، واذكر ما يحدث للتيار الذي يسحبه المحرك مع زيادة سرعته.

    [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه مع دوران ملف المحرك ضمن المجال المغناطيسي، فإنه يعمل هو نفسه كمولد، لذا يحث وفق قانون فاراداي قوة دافعة كهربائية. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه وفق قانون لنز، تعاكس هذه القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة (العكسية) الجهد المطبق (التغذية) الذي يُشغّل التيار من الأساس. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن الجهد الدافع الصافي عبر مقاومة الملف يكون بالتالي (جهد التغذية − القوة الدافعة العكسية)، الذي ينخفض مع زيادة القوة الدافعة العكسية. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه بما أن القوة الدافعة الكهربائية العكسية تزداد مع سرعة دوران المحرك، ينخفض التيار الذي يسحبه المحرك مع زيادة سرعته. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: هذا سبب سحب المحرك أكبر تيار له لحظة بدء تشغيله (القوة الدافعة العكسية صفر عند السرعة الصفرية) وتياراً أصغر بكثير عند دورانه بحرية بالسرعة الكاملة — يمكن لمحرك متعثر (محشور) أن يسحب تيارات كبيرة بشكل خطير لهذا السبب بالضبط.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أنه مع دوران ملف المحرك ضمن المجال المغناطيسي، فإنه يعمل هو نفسه كمولد، لذا يحث وفق قانون فاراداي قوة دافعة كهربائية.
    • توضيح أنه وفق قانون لنز، تعاكس هذه القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة (العكسية) الجهد المطبق (التغذية) الذي يُشغّل التيار من الأساس.
    • توضيح أن الجهد الدافع الصافي عبر مقاومة الملف يكون بالتالي (جهد التغذية − القوة الدافعة العكسية)، الذي ينخفض مع زيادة القوة الدافعة العكسية.
    • توضيح أنه بما أن القوة الدافعة الكهربائية العكسية تزداد مع سرعة دوران المحرك، ينخفض التيار الذي يسحبه المحرك مع زيادة سرعته.

    ملاحظة الفاحص: هذا سبب سحب المحرك أكبر تيار له لحظة بدء تشغيله (القوة الدافعة العكسية صفر عند السرعة الصفرية) وتياراً أصغر بكثير عند دورانه بحرية بالسرعة الكاملة — يمكن لمحرك متعثر (محشور) أن يسحب تيارات كبيرة بشكل خطير لهذا السبب بالضبط.

28. 28.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح، باستخدام قانون لنز، لماذا يولّد محرك كهربائي دوّار 'قوة دافعة كهربائية عكسية' تعاكس جهد التغذية الذي يُشغّله، واذكر ما يحدث للتيار الذي يسحبه المحرك مع زيادة سرعته.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه مع دوران ملف المحرك ضمن المجال المغناطيسي، فإنه يعمل هو نفسه كمولد، لذا يحث وفق قانون فاراداي قوة دافعة كهربائية.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه مع دوران ملف المحرك ضمن المجال المغناطيسي، فإنه يعمل هو نفسه كمولد، لذا يحث وفق قانون فاراداي قوة دافعة كهربائية. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه وفق قانون لنز، تعاكس هذه القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة (العكسية) الجهد المطبق (التغذية) الذي يُشغّل التيار من الأساس. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن الجهد الدافع الصافي عبر مقاومة الملف يكون بالتالي (جهد التغذية − القوة الدافعة العكسية)، الذي ينخفض مع زيادة القوة الدافعة العكسية. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه بما أن القوة الدافعة الكهربائية العكسية تزداد مع سرعة دوران المحرك، ينخفض التيار الذي يسحبه المحرك مع زيادة سرعته. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: توضيح أنه مع دوران ملف المحرك ضمن المجال المغناطيسي، فإنه يعمل هو نفسه كمولد، لذا يحث وفق قانون فاراداي قوة دافعة كهربائية.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه وفق قانون لنز، تعاكس هذه القوة الدافعة الكهربائية المحثوثة (العكسية) الجهد المطبق (التغذية) الذي يُشغّل التيار من الأساس.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أن الجهد الدافع الصافي عبر مقاومة الملف يكون بالتالي (جهد التغذية − القوة الدافعة العكسية)، الذي ينخفض مع زيادة القوة الدافعة العكسية.
    • يحدد المتطلب الناقص: توضيح أنه بما أن القوة الدافعة الكهربائية العكسية تزداد مع سرعة دوران المحرك، ينخفض التيار الذي يسحبه المحرك مع زيادة سرعته.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

29. 29.

    يدور ملف مكوّن من 80 لفة ومساحته 0.012 m² بسرعة زاوية ثابتة 25 rad s⁻¹ في مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.35 T. ارتباط الفيض له هو NBA cos(ωt). (أ) حدد القيمة العظمى للقوة الدافعة الكهربائية المستحثة. (ب) احسب مقدارها عندما ωt = 30°. (ج) يُوصل الملف بمقاومة 6.0 Ω مع إهمال المقاومة الداخلية. احسب القدرة اللحظية في المقاومة عند هذه الزاوية. (د) اذكر تغييراً واحداً يضاعف القيمة العظمى دون تغيير المجال.

    [5 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
    2. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: يستخدم قانون فاراداي للحصول على ε = NBAω sin(ωt). اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    3. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: يحسب εmax = 80(0.012)(0.35)(25) = 8.4 V. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: يحسب ε = 8.4 sin 30° = 4.2 V. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    5. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: يستخدم P = ε²/R للحصول على P = 4.2²/6.0 = 2.94 W (نحو 2.9 W). اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
    6. طوّر هذا الجزء من الإجابة: يذكر تغييراً صحيحاً مثل مضاعفة عدد اللفات أو مساحة الملف أو السرعة الزاوية. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    7. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: اشتق ارتباط الفيض قبل تعويض الزاوية؛ يحدث أقصى فيض وأقصى قوة دافعة مستحثة بفارق ربع دورة.

    نقاط التصحيح

    • يستخدم قانون فاراداي للحصول على ε = NBAω sin(ωt).
    • يحسب εmax = 80(0.012)(0.35)(25) = 8.4 V.
    • يحسب ε = 8.4 sin 30° = 4.2 V.
    • يستخدم P = ε²/R للحصول على P = 4.2²/6.0 = 2.94 W (نحو 2.9 W).
    • يذكر تغييراً صحيحاً مثل مضاعفة عدد اللفات أو مساحة الملف أو السرعة الزاوية.

    ملاحظة الفاحص: اشتق ارتباط الفيض قبل تعويض الزاوية؛ يحدث أقصى فيض وأقصى قوة دافعة مستحثة بفارق ربع دورة.

30. 30.

    تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يدور ملف مكوّن من 80 لفة ومساحته 0.012 m² بسرعة زاوية ثابتة 25 rad s⁻¹ في مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.35 T. ارتباط الفيض له هو NBA cos(ωt). (أ) حدد القيمة العظمى للقوة الدافعة الكهربائية المستحثة. (ب) احسب مقدارها عندما ωt = 30°. (ج) يُوصل الملف بمقاومة 6.0 Ω مع إهمال المقاومة الداخلية. احسب القدرة اللحظية في المقاومة عند هذه الزاوية. (د) اذكر تغييراً واحداً يضاعف القيمة العظمى دون تغيير المجال.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «يستخدم قانون فاراداي للحصول على ε = NBAω sin(ωt).» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 5 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.

    [5 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. افصل إجابة المتعلم المعطاة عن المهمة الكاملة. احتسب فقط ما تظهره الإجابة، ثم حدّد كل مطلب مفقود؛ لا تفترض خطوات غير مكتوبة.
    2. المطلب 1: يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: يستخدم قانون فاراداي للحصول على ε = NBAω sin(ωt). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    3. المطلب 2: يحدد المتطلب الناقص: يحسب εmax = 80(0.012)(0.35)(25) = 8.4 V. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    4. المطلب 3: يحدد المتطلب الناقص: يحسب ε = 8.4 sin 30° = 4.2 V. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    5. المطلب 4: يحدد المتطلب الناقص: يستخدم P = ε²/R للحصول على P = 4.2²/6.0 = 2.94 W (نحو 2.9 W). قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    6. المطلب 5: يحدد المتطلب الناقص: يذكر تغييراً صحيحاً مثل مضاعفة عدد اللفات أو مساحة الملف أو السرعة الزاوية. قارنه بإجابة المتعلم المعطاة؛ لا تُحتسب درجة لدليل غير موجود.
    7. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

    نقاط التصحيح

    • يقر باستحقاق الدرجة للنقطة المذكورة: يستخدم قانون فاراداي للحصول على ε = NBAω sin(ωt).
    • يحدد المتطلب الناقص: يحسب εmax = 80(0.012)(0.35)(25) = 8.4 V.
    • يحدد المتطلب الناقص: يحسب ε = 8.4 sin 30° = 4.2 V.
    • يحدد المتطلب الناقص: يستخدم P = ε²/R للحصول على P = 4.2²/6.0 = 2.94 W (نحو 2.9 W).
    • يحدد المتطلب الناقص: يذكر تغييراً صحيحاً مثل مضاعفة عدد اللفات أو مساحة الملف أو السرعة الزاوية.

    ملاحظة الفاحص: تعامل مع كل نقطة تصحيح كمتطلب مستقل. لا تمنح الفكرة نفسها درجتين ولا تفترض عملاً لم يُظهره المتعلم.

أسئلة تدريبية أصلية غير رسمية من SubjectScout، وليست أسئلة أوراق سابقة رسمية.