يركز اختبار الفصل الثالث في فيزياء السنة الثانية متوسط على كفاءتين: المغناطيسية (الأجسام التي يجذبها المغناطيس، وطرق التمغنط، والمجال المغناطيسي) ونقل الحركة (طرقه وجهات الدوران ومزاياه). والنجاح فيه يقوم على الدقة في المصطلحات مثل «نوع المغنطة» و«جهة الدوران»، فاستعمال الكلمة الصحيحة هو ما يمنح العلامة الكاملة. تعرض الصفحة حلا نموذجيا بمنهجية منظمة لأسئلة تتكرر في كل نموذج، مع القاعدة التي تحل الأسئلة المرتبطة بالأشكال.
بعض الأسئلة تعتمد على أشكال التجربة، لذلك نقدم الجواب بقاعدته حتى تطبقها على شكلك.
التمرين الأول: المغناطيسية
1. صنف الأجسام في الجدول
المعطيات: قطعة نقدية من النيكل، مسمار حديدي، مسطرة بلاستيكية، ميدالية فضية، برغي حديدي، مشابك ورق معدنية.
| يجذبها المغناطيس (مواد مغناطيسية) | لا يجذبها المغناطيس (غير مغناطيسية) |
|---|---|
| قطعة النيكل، المسمار الحديدي، البرغي الحديدي، مشابك الورق المعدنية (فولاذية) | المسطرة البلاستيكية، الميدالية الفضية |
القاعدة: المواد المغناطيسية هي الحديد والفولاذ والنيكل والكوبالت. أما الفضة والنحاس والألمنيوم والذهب والبلاستيك والفحم والخشب والزجاج فلا يجذبها المغناطيس.
2. سمِّ طريقة التمغنط في التجربة
نقرب مسمارا فولاذيا من مغناطيس فتنجذب الدبابيس حول المسمار.
- إذا لامس المسمار المغناطيس فالطريقة التمغنط باللمس.
- إذا بقي قريبا دون لمس فالطريقة التمغنط بالتأثير (الحث).
كيف أحدد؟ انظر في الشكل: هل المسمار يلمس المغناطيس أم بينهما مسافة؟ وسمِّ الطريقة بحسب ذلك.
3. بيّن نوع مغنطة المسمار الفولاذي مع التعليل
مغنطة دائمة، لأن الفولاذ يحتفظ بخاصية المغنطة حتى بعد إبعاد المغناطيس، فتبقى الدبابيس ملتصقة به.
4. نستبدل المسمار الفولاذي بآخر حديدي: ماذا يحدث عند إبعاد المغناطيس؟ وما نوع المغنطة؟
تسقط الدبابيس عند إبعاد المغناطيس، لأن الحديد يفقد خاصية المغنطة بزوال المغناطيس. إذن مغنطة الحديد مؤقتة.
| المادة | نوع المغنطة | بعد إبعاد المغناطيس |
|---|---|---|
| الفولاذ | دائمة | يبقى ممغنطا |
| الحديد | مؤقتة | يفقد المغنطة |
5. المجال المغناطيسي
عند تقريب مغناطيس من إبرة مغناطيسية على مسافة معينة تنحرف عن اتجاهها (شمال جنوب).
- تسمى المنطقة المحيطة بالمغناطيس: المجال المغناطيسي (المنطقة التي يظهر فيها فعله).
- تسمى مجموعة الخطوط التي تشكلها برادة الحديد حول المغناطيس: الطيف المغناطيسي (خطوط المجال).
وتخرج خطوط المجال من القطب الشمالي للمغناطيس وتدخل في القطب الجنوبي خارجه.
التمرين الثاني: نقل الحركة
المعطيات: أنجز تلميذ تركيبا لنقل الحركة يبدأ بتحريك العنصر A الذي يدور عكس عقارب الساعة.
1. اذكر طرق نقل الحركة في هذا التركيب
بحسب الشكل: التعشيق (إذا كان بين مسننين)، السير (إذا كان بين قرصين بالسير)، الاحتكاك (إذا لامس عنصر عنصرا). اكتب الطرق التي ترى في الشكل فقط.
2. استنتج العنصر القائد والمقتاد
- القائد: العنصر الذي تنطلق منه الحركة، وهو هنا
A. - المقتاد: العناصر التي تستقبل الحركة منه (
Bوما بعده).
3. حدد جهة دوران العناصر الأخرى
القواعد:
- تعشيق أو احتكاك مباشر ← جهة معاكسة للعنصر المجاور.
- عنصران على محور واحد ← جهة نفسها.
- سير مستقيم ← جهة نفسها للقرصين.
- سير متصالب ← جهتان متعاكستان.
فإذا كان A يدور عكس عقارب الساعة فـB (بالتعشيق) يدور مع عقارب الساعة، وهكذا نكمل.
4. كيف يغير أيمن جهة الحركة بين A وB دون تغيير اتجاه A؟
بإضافة عنصر وسيط (مسنن أو قرص) بين A وB، فتصبح جهة B نفس جهة A. أو باستعمال السير المتصالب إن كان النقل بالسير.
5. أكمل الجدول: طرق أخرى ومحاسنها ومساوئها
| الطريقة | المحاسن | المساوئ |
|---|---|---|
| التعشيق | لا انزلاق، يتحمل الإجهادات | ضجيج، يحتاج تشحيما |
| الاحتكاك | هادئ، بسيط، يحمي من الأحمال الزائدة بالانزلاق | انزلاق، لا يتحمل إجهادات كبيرة |
| السير | هادئ، يربط بين محورين متباعدين | قد ينزلق، يتمدد مع الوقت |
| السلسلة | قوي، يربط عن بعد، لا ينزلق | يحتاج تشحيما، ضجيج |
التمرين الثالث: المواد والمغانط
1. صنف المواد
| مغناطيسية | غير مغناطيسية |
|---|---|
| مسمار حديدي، قطعة نقود من النيكل، الفولاذ | صفيحة ألمنيوم، البلاستيك، الفحم، النحاس |
2. سيارات صغيرة بمغانط
وضعت سيارات صغيرة تحمل قطعا مغناطيسية على سطح أملس.
- القطبان المختلفان (شمالي وجنوبي) يتجاذبان: تتقارب السيارتان.
- القطبان المتماثلان يتنافران: تبتعد السيارتان.
نحدد بسهم جهة حركة كل سيارة بحسب ذلك، ونسمي الفعل الحادث: تجاذب أو تنافر. وهو فعل عن بعد لأن السيارتين لا تتلامسان.
تجربتان سهلتان للتحقق في البيت
تجربة المغنطة: أحضر مسمارا حديديا ومسمارا فولاذيا (أو إبرة خياطة) ومغناطيسا. اجعل كلا منهما يلامس المغناطيس مدة دقيقة، ثم قربه من دبابيس. سيجذبها كلاهما. ثم أبعد المغناطيس وانتظر قليلا: ستسقط دبابيس المسمار الحديدي بسرعة، وتبقى دبابيس الفولاذ ملتصقة. وبهذا تفهم الفرق بين المغنطة المؤقتة والدائمة بنفسك دون حفظ.
تجربة المجال: ضع ورقة على مغناطيس وانثر عليها برادة الحديد، ثم انقر الورقة بلطف. سترى خطوطا تخرج من أحد قطبي المغناطيس وتدخل في الآخر، وهي الطيف المغناطيسي. وإذا قربت إبرة بوصلة من مواضع مختلفة، فسيتغير اتجاهها بحسب موضعها من المغناطيس، وهذا هو دليل وجود المجال.
جدول المصطلحات الدقيقة
| المصطلح | المعنى |
|---|---|
| تمغنط بالتأثير | المغناطيس قريب من الجسم دون لمس |
| تمغنط باللمس | الجسم يلمس المغناطيس |
| مغنطة دائمة | تبقى بعد إبعاد المغناطيس (الفولاذ) |
| مغنطة مؤقتة | تزول بإبعاد المغناطيس (الحديد) |
| المجال المغناطيسي | المنطقة التي يظهر فيها فعل المغناطيس |
| الطيف المغناطيسي | خطوط المجال بالبرادة |
أخطاء شائعة
- اعتبار الفضة والنحاس والألمنيوم مغناطيسية.
- الخلط بين التمغنط باللمس وبالتأثير.
- القول إن مغنطة الفولاذ مؤقتة.
- نسيان التعليل عند السؤال «مع التعليل».
- رسم السير المتصالب بمعنى غير صحيح.
- كتابة «تجاذب» بدل «تنافر» للقطبين المتماثلين.
نصائح
- اقرأ المقدمة وسطر الكلمات الدالة.
- أجب بمصطلحات فيزيائية دقيقة وبجمل قصيرة.
- اربط كل سؤال في الشكل بالقاعدة المناسبة.
الشرح المصوّر
لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، يقدم فيديو «مراجعة أسطورية مع حل اختبار الفصل الثالث الفيزياء للسنة الثانية متوسط» هذا النموذج.