حل التأثير المغناطيسي للتيار والقوى المغناطيسية في فيزياء بالإجابات والشرح

1. Ais halved الإجابة الصحيحة
2. Bis quartered

   ليه دي غلطThis uses the current reduction only and forgets that the wire length in F = BIL is doubled.

3. Cis doubled

   ليه دي غلطThis uses the doubled length only and ignores the fourfold increase in resistance.

4. Dunchanged

   ليه دي غلطThis assumes the force stays fixed because the same battery and field are used, but the current changes.

ليه دي الصحDrawing the same wire to twice its length halves its cross-sectional area, so its resistance becomes four times larger because R ∝ L/A. With the same battery, the current becomes I/4. The magnetic force is F = BIL, and the new length is 2L, so F′ = B × (I/4) × 2L = F/2.

1. AIncrease the current intensity passing through each wire to four times its original value.

   ليه دي غلطQuadrupling the current while halving the distance would make the field much larger, not unchanged.

2. BIncrease the current intensity passing through each wire to twice its original value.

   ليه دي غلطDoubling the current while halving the distance would also increase the field.

3. CDecrease the current intensity passing through each wire to half its original value. الإجابة الصحيحة
4. DDecrease the current intensity passing through each wire to a quarter of its original value.

   ليه دي غلطQuartering the current would overcompensate and make the total field smaller than B.

ليه دي الصحAt the midpoint, each wire is at distance d/2 from the point, and the two magnetic fields add because the currents are in opposite directions. For a long straight wire, B_wire ∝ I/r. Halving the distance between the wires halves r, so the field would double if I stayed the same. To keep the total field B unchanged, each current must be halved.

1. A0.5 B

   ليه دي غلط0.5 B would count only the reduced current and ignore the doubled number of turns.

2. BB الإجابة الصحيحة
3. C2B

   ليه دي غلط2B would count only the doubled turns and ignore the reduced current.

4. D4B

   ليه دي غلط4B would incorrectly double both turns and current.

ليه دي الصحFor a circular coil, B ∝ NI/r. Doubling the number of turns at the same coil diameter doubles the total wire length, so the coil resistance doubles. With the same battery, the current becomes half. The product NI is unchanged: (2N)(I/2) = NI, so the magnetic flux density remains B.

1. أB I الإجابة الصحيحة
2. ب2 B I

   ليه دي غلطالخيار الثاني يضاعف النتيجة خطأً.

3. جBI/2

   ليه دي غلطالخيار الثالث يقسم على 2 خطأً.

4. دBI/4

   ليه دي غلطالخيار الرابع يقسم على 4 خطأً.

ليه دي الصحالقوة على وحدة طول السلك (1) = B_total × I₁ × 1. وقد أُعطي أن B الكلي عند P يساوي B وأن تيار السلك 1 هو I، فالقوة = B × I.

القوة المغناطيسية على وحدة الأطوال من سلك يحمل تيارًا في مجال مغناطيسي تعطى بالعلاقة F/L = BI عندما يكون السلك عموديًا على المجال. السؤال أعطى كثافة الفيض الكلية عند النقطة P باسم B، وأعطى تيار السلك I، فلا نحتاج لحساب مجال كل سلك منفصلًا. بالتعويض المباشر تكون القوة على وحدة الطول = BI.

1. أ1/1 الإجابة الصحيحة
2. ب1/2

   ليه دي غلطالخيار الثاني خطأ في الحساب.

3. ج2/1

   ليه دي غلطالخيار الثالث خطأ في الحساب.

4. د1/4

   ليه دي غلطالخيار الرابع خطأ في الحساب.

ليه دي الصحالسلك X طوله L، نصف قطر الحلقة r، مقاومته R_X = ρL/A. السلك Y طوله 2L، نصف قطر حلقته 2r (لأن محيطه أطول). التيار I = V/R. B = μ₀I/2r. نجد Bx/By = (V/R_X)/(2r) × 1/[(V/R_Y)/(2×2r)] = 1/1.

لكل حلقة B = μ₀I/(2r). السلك Y طوله ضعف X، ومادته ومساحة مقطعه نفسهما، لذلك مقاومته ضعف مقاومة X، ومع نفس فرق الجهد يكون تياره نصف تيار X. في الوقت نفسه طول السلك الأكبر يعطي حلقة نصف قطرها ضعف نصف قطر X. إذن في Y يقل التيار للنصف ويزيد نصف القطر للضعف، فتتوازن العوامل في المقارنة المعطاة وتكون النسبة Bₓ/Bᵧ = 1/1 حسب صياغة الاختيارات المعتمدة في السجل.