1- تكون السرعة التي يتحرك بها إلكترون عمودي على مجال مغناطيسي شدته \((0.5 \text{ T})\) إذا أثرت عليه قوة قدرها \((2 \times 10^{-15} \text{ N})\) مساوية للمقدار: شرح السؤال القوة المغناطيسية المؤثرة على شحنة متحركة في مجال مغناطيسي تعتمد على شدة المجال، مقدار الشحنة، وسرعة الشحنة، والزاوية بين اتجاه السرعة واتجاه المجال (وهنا هي عمودية). استخدم قانون القوة المغناطيسية وأعد ترتيبه لإيجاد السرعة. \(25 \times 10^{-2} \text{ m/s}\) \(25 \times 10^3 \text{ m/s}\) \(0.5 \times 10^{-3} \text{ m/s}\) \(25 \times 10^{-3} \text{ m/s}\) الإجابة الصحيحة هي(\(25 \times 10^3 \text{ m/s}\)).القوة المغناطيسية \((F)\) المؤثرة على شحنة \((q)\) تتحرك بسرعة \((v)\) عمودياً (\(\theta = 90^\circ\)، \(\sin 90^\circ = 1\)) على مجال مغناطيسي شدته \((B)\) تعطى بالعلاقة: \[F = Bqv\] المعطيات:\(F = 2 \times 10^{-15} \text{ N}\)\(B = 0.5 \text{ T}\)\(q = 1.6 \times 10^{-19} \text{ C}\) (شحنة الإلكترون، قيمة مطلقة)نريد إيجاد السرعة \((v)\). نعيد ترتيب المعادلة: \[v = \frac{F}{Bq}\] \[v = \frac{2 \times 10^{-15} \text{ N}}{(0.5 \text{ T}) \times (1.6 \times 10^{-19} \text{ C})}\] \[v = \frac{2 \times 10^{-15}}{0.8 \times 10^{-19}} \text{ m/s}\] \[v = \frac{2}{0.8} \times 10^{(-15 - (-19))} \text{ m/s}\] \[v = 2.5 \times 10^4 \text{ m/s}\] يمكن كتابة هذه القيمة كـ \(25 \times 10^3 \text{ m/s}\).للتفكير:ماذا يحدث لمسار الإلكترون عندما يدخل عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم؟ وماذا لو دخل موازياً لخطوط المجال؟(الوحدة السادسة: القوة المؤثرة على موصل كهربائي في مجال مغناطيسي، الدرس 4-6: القوة المؤثرة على شحنة متحركة في مجال مغناطيسي، صفحة 111، ومثال محلول 6-2)
2- سلكان متوازيان يمر بهما تيار كهربائي في اتجاهين متعاكسين فإنه: شرح السؤال كل سلك يمر به تيار يولد مجالاً مغناطيسياً حوله. عندما يكون السلكان متوازيين، يتفاعل مجاليهما. كيف يكون شكل هذا التفاعل عندما يكون التياران في اتجاهين متعاكسين؟ هل يقوي المجال بينهما أم يضعفه؟ تتولد بينهما قوة تنافر تتولد بينهما نقطة تعادل تتولد بينهما قوة تجاذب لا تتولد بينهما أي قوة الإجابة الصحيحة هي(تتولد بينهما قوة تنافر).عندما يمر تيار كهربائي في سلكين متوازيين:إذا كان التياران فينفس الاتجاه، يتجاذب السلكان (تتولد بينهما قوة تجاذب).إذا كان التياران فياتجاهين متعاكسين، يتنافر السلكان (تتولد بينهما قوة تنافر).يمكن تفسير ذلك من خلال تفاعل المجالات المغناطيسية الناتجة عن كل سلك. عندما يكون التياران في اتجاهين متعاكسين، يكون اتجاه المجال المغناطيسي الناتج عن كل سلك في المنطقة بين السلكين في نفس الاتجاه، مما يؤدي إلى تقوية المجال المغناطيسي في هذه المنطقة. ويكون المجال أضعف في المنطقة الخارجية للسلكين. وينشأ عن هذا التوزيع للمجال قوة تدفع السلكين بعيدًا عن بعضهما (تنافر)، حيث تتحرك الموصلات من منطقة المجال الأقوى إلى منطقة المجال الأضعف.للتفكير:ارسم شكلاً يوضح اتجاه المجالات المغناطيسية حول سلكين متوازيين يمر بهما تياران في اتجاهين متعاكسين، ووضح كيف يؤدي ذلك إلى قوة تنافر.(الوحدة السادسة: القوة المؤثرة على موصل كهربائي في مجال مغناطيسي، الدرس 2-6: القوة بين سلكين متوازيين يحملان تيارا كهربائيا، صفحة 107)
3- يبنى فكرة مكبر الصوت ذي الملف المتحرك على وجود مغناطيس: شرح السؤال مكبر الصوت يحول الإشارة الكهربائية الصوتية إلى حركة ميكانيكية (اهتزاز المخروط). ما نوع المغناطيس الذي يوفر المجال الثابت، وما نوع التيار الذي يمثل الإشارة الصوتية المتغيرة؟ مؤقت وملف تيار مستمر مؤقت وملف تيار متردد دائم وملف تيار متردد دائم وملف تيار مستمر الإجابة الصحيحة هي(دائم وملف تيار متردد).يعمل مكبر الصوت ذو الملف المتحرك على مبدأ القوة المؤثرة على سلك يحمل تيارًا موضوعًا في مجال مغناطيسي (التأثير الحركي للتيار الكهربائي).التركيب الأساسي يتضمن:مغناطيس دائم:يوفر مجالاً مغناطيسيًا ثابتًا وقويًا.ملف متحرك (Voice Coil):ملف من سلك رفيع ملفوف حول أسطوانة خفيفة، ويوضع هذا الملف في الفجوة الهوائية للمغناطيس الدائم حيث يكون المجال المغناطيسي قويًا. هذا الملف متصل بمخروط (غشاء) مكبر الصوت.تيار متردد (AC):الإشارة الصوتية المراد تكبيرها تكون على هيئة تيار متردد. يمر هذا التيار المتردد عبر الملف المتحرك.عندما يمر التيار المتردد (الذي يمثل الإشارة الصوتية) في الملف المتحرك، تنشأ قوة مغناطيسية على الملف. بما أن التيار متردد، فإن اتجاه القوة يتغير باستمرار، مما يجعل الملف والمخروط يهتزان ذهابًا وإيابًا بنفس تردد الإشارة الصوتية. هذه الاهتزازات تولد موجات صوتية في الهواء.للتفكير:لماذا لا يمكن استخدام تيار مستمر في ملف مكبر الصوت لإنتاج صوت مستمر (إلا في حالات خاصة جدًا)؟(الوحدة السادسة: القوة المؤثرة على موصل كهربائي في مجال مغناطيسي، الدرس 1-6: القوة المؤثرة على موصل يحمل تيارًا في مجال مغناطيسي، فقرة "مكبر الصوت ذو الملف المتحرك"، صفحة 106)
