محاكاة القوى الناتجة عن المجالات المغناطيسية — فيزياء 3-2
الثالث الثانوي الفصل الدراسي الثاني الدرس 3-2 الكتاب ص 81–103 محاكاة قانون
جرّب بنفسك قوانين درس «القوى الناتجة عن المجالات المغناطيسية» من كتاب فيزياء 3-2: غيّر القيم في المحاكاة وشاهد النتيجة مباشرة، ثم نفّذ المهام الاستقصائية وتحقق من فهمك.
شغّل المحاكاة وغيّر القيم بنفسك
المحاكاة والمهام الاستقصائية والتقويم متاحة بحساب مجاني.
أنشئ حساب طالب مجاني لديك حساب؟ سجّل الدخول ✓ مجاني بالكامل · أنت معلم؟ حساب معلمأهداف الدرس
- تربط بين اتجاه القوى المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار كهربائي والمجال المغناطيسي الموضوع فيه.
- تحل مسائل على القوة التي يؤثر بها مجال مغناطيسي في أسلاك يسري فيها تيارات كهربائية أو في جسيمات مشحونة متحركة في مجال مغناطيسي.
- تصف تصميم المحرك الكهربائي ومبدأ عمله.
القوانين والعلاقات
القوة المؤثرة في سلك يسري فيه تيار وموضوع عموديًّا على مجال مغناطيسيF = ILB
القوة المؤثرة في جسيم مشحون يتحرك عموديًّا على مجال مغناطيسيF = qvB
القوة على كل ضلع من ملف المحرك عدد لفاته nF = nILB
سلك يصنع زاوية θ مع المجال (القوة صفر عندما يوازيه)F = ILB sin θ
المفردات
القاعدة الثالثة لليد اليمنىالجلفانومترالمحرك الكهربائيالملف ذو القلب الحديدي
المفاهيم الرئيسة
- عند وضع سلك يسري فيه تيار في مجال مغناطيسي يتأثر بقوة عمودية على اتجاه كل من التيار والمجال، ويُحدَّد اتجاهها بالقاعدة الثالثة لليد اليمنى: الأصابع في اتجاه المجال، والإبهام في اتجاه التيار الاصطلاحي، فتكون القوة عمودية على باطن الكف نحو الخارج.
- تتناسب القوة المؤثرة في السلك طرديًّا مع كل من التيار وطول السلك داخل المجال وشدة المجال: F = ILB، وتُقاس شدة المجال بوحدة التسلا T = N/(A·m)، وتنعدم القوة إذا كان السلك موازيًا للمجال.
- يتأثر الجسيم المشحون المتحرك عموديًّا على مجال مغناطيسي بقوة F = qvB عمودية على كل من سرعته والمجال، واتجاهها في الإلكترون (الشحنة السالبة) معاكس للاتجاه الناتج بالقاعدة الثالثة لليد اليمنى.
- الجلفانومتر ملف في مجال مغناطيسي يدور بزاوية تتناسب طرديًّا مع التيار المار فيه، ويُحوَّل إلى أميتر بمقاومة صغيرة على التوازي (مجزئ التيار)، وإلى فولتمتر بمقاومة كبيرة على التوالي (المضاعف).
- المحرك الكهربائي ملف يدور في مجال مغناطيسي بتأثير قوتين متعاكستين على ضلعيه، ويعكس عاكس التيار مع الفرشاتين اتجاه التيار كل نصف دورة ليستمر الدوران 360°، والقوة الكلية تتناسب طرديًّا مع nILB.
مثال محلول
حساب شدة المجال المغناطيسييسري تيار كهربائي مقداره 5.0 A في سلك مستقيم موضوع عموديًّا على مجال مغناطيسي منتظم، فإذا كانت القوة المغناطيسية المؤثرة في جزء طوله 0.10 m من السلك تساوي 0.20 N، فاحسب شدة المجال المغناطيسي.
- المعطيات
- I = 5.0 A , L = 0.10 m , F = 0.20 N
- المطلوب
- B = ?
- الحل
- لأن I و B متعامدان: F = ILB، إذن B = F / (IL) = 0.20 / ((5.0)(0.10)) = 0.40 T
- تقويم الجواب
- الوحدة N/(A·m) = T صحيحة. التيار والطول صغيران نسبيًّا والقوة ملحوظة، لذا يكون المجال كبيرًا، وهذا منطقي.
داخل المحاكاة
- التهيئة والتنبؤ بعد التسجيل
- المحاكاة التفاعلية بعد التسجيل
- المهام الاستقصائية بعد التسجيل
- 3 أمثلة محلولة أخرى بعد التسجيل
- التقويم الختامي بعد التسجيل
- الملخص والواجب المنزلي بعد التسجيل
- وضع العرض للمعلم بعد التسجيل
