جواب بدون عنوان صفحه ۱۰۴ فیزیک (2) - ریاضی فیزیک

۲ شکل زیر، خط‌های میدان مغناطیسی را در نزدیکی دو آهنربای میله‌ای یکسان نشان می‌دهد.

۳ الف) آهنربای میله‌ای با قطب‌های نامشخص در اختیار داریم. دست کم دو روش را برای تعیین قطب‌های این آهنربا بیان کنید.

۴ کودکی یک قطعهٔ کوچک آهنی را بلعیده است. پزشک می‌خواهد آن را با دستگاه شکل زیر بیرون بیاورد.

۵ چهار ذرّه هنگام عبور از میدان مغناطیسی درون‌سو مسیرهایی مطابق شکل زیر می‌پیمایند. دربارهٔ نوع بار هر ذره چه می‌توان گفت؟

۶ جهت نیروی مغناطیسی وارد بر بار مثبت را در هریک از حالت‌های نشان داده در شکل زیر تعیین کنید.

۷ نیروی مغناطیسی \(\vec{F}\) وارد بر الکترونی که در میدان مغناطیسی \(\vec{B}\) در حرکت است، در شکل زیر، نشان داده شده است. فرض کنید راستای حرکت الکترون بر میدان مغناطیسی عمود است؛ در هریک از حالت‌های نشان داده شده جهت سرعت الکترون را تعیین کنید.

۸ حلقهٔ رسانای مستطیل شکلی که حامل جریان \(I\) است، بر اثر نیروی مغناطیسی وارد بر ضلع‌های حامل جریان حلقه، مطابق شکل درون میدان مغناطیسی یکنواخت می‌چرخد. جهت جریان را در حلقه تعیین کنید.

۹ پروتونی با تندی \(4/4 \times 10^{6}\,\text{m/s}\) درون میدان مغناطیسی یکنواختی به‌اندازهٔ \(18\,\text{mT}\) در حرکت است. جهت حرکت پروتون با جهت \(\vec{B}\)، زاویهٔ \(60^\circ\) می‌سازد.

۱۰ الکترونی با تندی \(2/4 \times 10^{5}\,\text{m/s}\) درون میدان مغناطیسی یکنواختی در حرکت است. اندازهٔ نیرویی که از طرف میدان مغناطیسی بر این الکترون وارد می‌شود، هنگامی بیشینه است که الکترون به سمت جنوب حرکت کند.

۱۱ ذرهٔ باردار مثبتی با جرم ناچیز و با سرعت \(\vec{v}\) در امتداد محور x وارد فضایی می‌شود که میدان‌های یکنواخت \(\vec{B}\) و \(\vec{E}\) وجود دارد (شکل زیر). اندازهٔ این میدان‌ها برابر \(E=450\,\text{N/C}\) و \(B=0/18\,\text{T}\) است. تندی ذره چقدر باشد تا در همان امتداد محور x به حرکت خود ادامه دهد؟

۱۲ جهت نیروی مغناطیسی وارد بر سیم حامل جریان را در هر یک از شکل‌های الف، ب و پ با استفاده از قاعدهٔ دست راست بیابید.

۱۳ یک میلهٔ رسانا به پایانه‌های یک باتری وصل شده و مطابق شکل در فضای بین قطب‌های یک آهنربای C شکل آویزان شده است و می‌تواند آزادانه نوسان کند. با بستن کلید K، چه اتفاقی برای میلهٔ رسانا رخ می‌دهد؟ توضیح دهید.

۱۴ سیم رسانای CD به طول \(2\,\text{m}\) مطابق شکل زیر عمود بر میدان مغناطیسی درون‌سو با اندازهٔ \(0.5\,\text{T}\) قرار گرفته است؛ اگر اندازهٔ نیروی مغناطیسی وارد بر سیم برابر \(1\,\text{N}\) باشد، جهت و

۱۵ یک سیم حامل جریان \(1.0\,\text{A}\) مطابق شکل زیر با دو نیروسنج فنری که به دو انتهای آن بسته شده‌اند، به‌طور افقی و در راستای غرب ـ شرق قرار دارد. میدان مغناطیسی یکنواختی به‌طرف شمال و اندازهٔ \(0.050\,\text{T}\) ایجاد می‌کنیم.

۱۶ یک آهنربای میله‌ای مطابق شکل زیر، بالای سیملولهٔ آویزان شده است. توضیح دهید با بستن کلید K چه تغییری در وضعیت آهنربا رخ می‌دهد.

۱۷. کدام باتری را در مدار شکل زیر قرار دهیم تا پس از بستن کلید K، عقربه قطب‌نما که روی سیم قرار دارد، در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت شروع به چرخش کند؟ دلیل انتخاب خود را توضیح دهید.

۱۸. کدام باتری را در مدار شکل زیر قرار دهیم تا آهنربای میله‌ای آویزان شده به طرف سیملوله جذب شود؟ دلیل انتخاب خود را توضیح دهید.

۱۹. شکل زیر، دو سیم موازی و بلند حامل جریان را نشان می‌دهد. اگر میدان مغناطیسی برایند حاصل از این سیم‌ها در نقطهٔ A صفر باشد، جهت جریان آن را در سیم ۲ پیدا کنید.

۲۰. سیملوله‌ای شامل ۲۵۰ حلقه است که دور یک لولهٔ پلاستیکی توخالی به طول ۰.۱۴ متر پیچیده شده است. اگر جریان گذرنده از سیملوله ۰.۸A باشد، اندازهٔ میدان مغناطیسی درون سیملوله را حساب کنید.

۲۱. در شکل زیر دو سیملولهٔ P و Q هم محورند و طول برابر دارند. تعداد دور سیملولهٔ P برابر ۲۰۰ و تعداد دور سیملولهٔ Q برابر ۳۰۰ است. اگر جریان ۱A از سیملولهٔ Q عبور کند، از سیملولهٔ P چه جریانی باید عبور کند تا برایند میدان مغناطیسی ناشی از دو سیملوله در نقطهٔ M (روی محور دو سیملوله) صفر شود؟

۲۲. شکل الف حوزه‌های مغناطیسی مادهٔ فرومغناطیسی را درون میدان خارجی \(\vec{B}\) نشان می‌دهد. شکل ب همان ماده را پس از حذف میدان \(\vec{B}\) نشان می‌دهد. نوع مادهٔ فرومغناطیسی را با ذکر دلیل تعیین کنید.

۲۳. با توجه به آنچه در بخش ویژگی‌های مغناطیسی مواد دیدید، نقشه مفهومی زیر را کامل کنید.