تمرين (4-3)

1) عرِّف الفيض المغنطيسي وكثافة الفيض ووحداتهما .

2) ما العوامل التي يتوقف عليها مقدار القوة التي يؤثر بها مجال مغنطيسي على شحنة متحركة ؟

3) اذكر خواص خطوط الفيض :

(i) لسلك مستقيم . (ii) لملف دائري . (iii) لملف لولبي .

4) احسب كثافة الفيض الناتج من سلك مستقيم يحمل تياراً شدته 20 أمبير عند نقطة تبعد عنه 2 سم . [$2 \times 10^{-4}$ تسلا]

5) احسب كثافة الفيض الناتج عن سلك مستقيم يمر به تيار شدته 10 أمبير عند نقطة تبعد عنه 2 سم . وما القوة المؤثرة على سلك مستقيم مواز للأول وطوله 25 سم ، ويمر به تيار شدته 40 أمبير ويبعد 2 سم عن السلك الأول .

[$10^{-4}$ تسلا ، $10^{-3}$ نيوتن]

6) سلك مستقيم طوله 30 سم ويحمل تياراً شدته 5 أمبير وضع في مجال مغنطيسي كثافة فيضه 2 وبر \ م$^2$ . أحسب القوة المؤثرة عليه .

[3 نيوتن]

7) بروتون شحنته $1.6 \times 10^{-19}$ كولوم يسير بسرعة مقدارها $2 \times 10^{4}$ مترات في مجال شدته $10^{16}$ تسلا . جد القوة المؤثرة عليه .

ملاحظة تصحيح (ليست من الكتاب): القيمة 10¹⁶ تسلا غير واقعية (كـ F-074). الحساب 32 نيوتن صحيح بالقيمة المطبوعة.

[32 نيوتن]

8) بين على ضوء مفهوم كثافة الفيض لماذا يتنافر القطبان المغنطيسيان المتشابهان ؟ ولماذا يتجاذب القطبان المختلفان ؟

9) اشعة الكترونية تسير بسرعة $9 \times 10^{5}$ متر \ ث في اتجاه عمودي على مجال مغنطيسي كثافة فيضه 100 تسلا ، فإذا علمت أن شحنة الالكترون تساوي $1.6 \times 10^{-19}$ وكتلته $9 \times 10^{-31}$ كجم فاحسب القوة المؤثرة على الالكترون والعجلة التي يسير بها الالكترون.

ملاحظة تصحيح (ليست من الكتاب): القيمة 100 تسلا كبيرة جداً مقارنة بالحقول المعتادة. الحساب صحيح بالقيمة المطبوعة.

[ ق = $14.4 \times 10^{-12}$ نيوتن؛ جـ=$1.6 \times 10^{19}$ م\ث$^2$ ]

10) جسم مشحون بشحنة سالبة ولج في مجال مغنطيسي كثافة فيضه 1000 تسلا بسرعة $10^{6}$ متر \ ث فكانت القوة المؤثرة عليه $32 \times 10^{2}$ نيوتن. جد عدد الالكترونات في هذا الجسم .

ملاحظة تصحيح (ليست من الكتاب): القيمة 1000 تسلا غير واقعية (كـ F-074). الحساب صحيح بالقيمة المطبوعة.

[ عد = $2 \times 10^{13}$ الكترون ]