حل أسئلة فيزياء الصف الثالث متوسط - الشهر الأول - الفصل الثاني 2025 - المنهج الجديد

صورة لأسئلة الفيزياء (يمكن تكبير الصورة بالنقر عليها)

السؤال الأول: املأ الفراغات الآتية بما يناسبها:

1) في عملية شحن بطارية تتحول الطاقة ........................... إلى طاقة ........................... .

الإجابة: في عملية شحن بطارية تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية.

2) الخلايا في بطارية السيارة تربط على ........................... على ........................... .

الإجابة: الخلايا في بطارية السيارة تربط على التوالي على الأغلب لزيادة الجهد الكلي. (يمكن أيضاً أن تربط على التوازي لزيادة التيار الكلي، ولكن التوالي هو الأكثر شيوعاً في بطاريات السيارات لزيادة الجهد).

3) تقاس القوة الدافعة الكهربائية بجهـاز ........................... .

الإجابة: تقاس القوة الدافعة الكهربائية بجهاز الفولتميتر.

4) القطب الموجب في بطارية (أيون-الليثيوم) من ........................... .

الإجابة: القطب الموجب في بطارية (أيون-الليثيوم) من مركب الليثيوم (مثل أكسيد الليثيوم كوبالت أو فوسفات الحديد الليثيوم).

السؤال الثاني:

أ: عدد ثلاث مميزات بطارية وقود الهيدروجين.

الإجابة:

صديقة للبيئة: تنتج الماء كمنتج ثانوي رئيسي، مما يجعلها نظيفة نسبياً مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى التي تنتج انبعاثات ضارة.
كفاءة عالية: يمكن أن تكون أكثر كفاءة من محركات الاحتراق الداخلي في تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية.
إعادة التعبئة السريعة: يمكن إعادة تعبئة وقود الهيدروجين بسرعة مقارنة بشحن البطاريات الكهربائية، مما يوفر وقتاً.

ب: ما المقصود بكل من : 1) القوة الدافعة الكهربائية للبطارية. 2) المقاومة الداخلية للبطارية.

الإجابة:

القوة الدافعة الكهربائية للبطارية: هي أقصى فرق جهد كهربائي بين قطبي البطارية عندما لا يمر تيار كهربائي في الدائرة الخارجية (أي في حالة الدائرة المفتوحة). تمثل الطاقة التي تبذلها البطارية لتحريك وحدة الشحنة الكهربائية داخل وخارج البطارية.
المقاومة الداخلية للبطارية: هي المقاومة التي تبديها مكونات البطارية نفسها لمرور التيار الكهربائي خلالها. تنشأ هذه المقاومة بسبب المواد الكيميائية والإلكتروليتات المستخدمة في البطارية وتسبب انخفاضاً في الجهد الفعلي الذي يصل إلى الدائرة الخارجية عند مرور التيار.

السؤال الثالث:

أ: وضح بنشاط كيف تعمل بطارية من الليمون.

الإجابة: نشاط بطارية الليمون:

المواد والأدوات: ليمونة، قطعتان معدنيتان مختلفتان (مثل قطعة نحاسية [عملة معدنية نحاسية] وقطعة زنك [مسمار مجلفن])، أسلاك توصيل، جهاز قياس صغير (مثل مصباح LED صغير أو فولتميتر).
الخطوات:
- قم بعمل شقين صغيرين في الليمونة بمسافة مناسبة.
- أدخل القطعة النحاسية في أحد الشقين وقطعة الزنك في الشق الآخر. تأكد من عدم تلامس القطعتين داخل الليمونة.
- صل سلك توصيل بالقطعة النحاسية وسلك توصيل آخر بالقطعة الزنك.
- صل الطرفين الآخرين للأسلاك بجهاز القياس (LED أو فولتميتر).
الملاحظة: ستلاحظ إضاءة المصباح LED بشكل خافت أو قراءة جهد صغير على الفولتميتر.

الشرح: تعمل بطارية الليمون بسبب التفاعل الكيميائي بين حمض الستريك الموجود في الليمون والمعدنين المختلفين (النحاس والزنك). يعمل الليمون كمحلول إلكتروليتي يسمح بمرور الأيونات. يحدث تفاعل أكسدة واختزال:

عند قطب الزنك (القطب السالب): يتأكسد الزنك ويفقد إلكترونات.
عند قطب النحاس (القطب الموجب): تتجه الإلكترونات عبر السلك إلى النحاس، وتحدث عملية اختزال في المحلول الإلكتروليتي.

هذا التدفق للإلكترونات يولد تياراً كهربائياً ضعيفاً.

ب: أجب ما يأتي:

عدم ترك البطارية الحامضية لمدة طويلة من غير استعمالها؟
ترفع الأغطية البلاستيكية للبطارية في أثناء عملية الشحن؟
ما عمل شريحة العازل في بطارية (أيون – الليثيوم) ؟

الإجابة:

عدم ترك البطارية الحامضية لمدة طويلة من غير استعمالها؟ لمنع حدوث عملية الكبرتة (Sulfation) على ألواح الرصاص داخل البطارية. الكبرتة هي تكون بلورات كبريتات الرصاص الصلبة على الألواح، مما يقلل من كفاءة البطارية وقدرتها على الشحن والتفريغ. الاستخدام الدوري أو الشحن المنتظم يساعد على منع تراكم هذه البلورات.
ترفع الأغطية البلاستيكية للبطارية في أثناء عملية الشحن؟ بسبب تصاعد الغازات (الهيدروجين والأكسجين) نتيجة لتحليل الماء في الإلكتروليت أثناء الشحن الزائد. هذه الغازات تسبب زيادة الضغط داخل البطارية، ورفع الأغطية يساعد على تخفيف الضغط ومنع انفجار البطارية. (في البطاريات الحديثة المغلقة، توجد صمامات تنفيس بدلاً من الأغطية المرفوعة).
ما عمل شريحة العازل في بطارية (أيون – الليثيوم) ؟ تعمل شريحة العازل (Separator) في بطارية أيون الليثيوم على فصل القطب الموجب (الكاثود) عن القطب السالب (الأنود) لمنع حدوث تماس كهربائي مباشر (قصر دائرة) بينهما، وفي الوقت نفسه تسمح بمرور أيونات الليثيوم بين القطبين أثناء عمليتي الشحن والتفريغ. هذا العزل ضروري لسلامة البطارية وعملها الصحيح.

السؤال الرابع:

أ: مقدار القوة الدافعة الكهربائية (emf) لبطارية (12V) ومقدار الشغل الذي تزوده البطارية لتحريك الشحنة (q) (120J). احسب مقدار الشحنة (q) المتحركة.

الإجابة: يبدو أن هناك خطأ في صيغة السؤال، حيث أن "مقدار الشغل الذي تزوده البطارية لتحريك الشحنة (q) (120J)" يستخدم وحدة الطاقة (جول) بدلاً من أن يكون المطلوب حساب الشغل أو أن يكون معطى مقدار الشحنة بوحدة الكولوم (C) لحساب الشغل. بافتراض أن (120J) هو مقدار الشغل (W) وأن المطلوب حساب الشحنة (q) المتحركة، والقوة الدافعة الكهربائية (V = 12V) معطاة، يمكننا الحل كالتالي:

القانون المستخدم: الشغل (W) = الشحنة (q) × القوة الدافعة الكهربائية (V)
W = q × V
لإيجاد الشحنة (q)، نعيد ترتيب القانون:
q = W / V
بالتعويض بالقيم المعطاة:
q = 120J / 12V
q = 10 كولوم (C)

إذن، مقدار الشحنة المتحركة هو 10 كولوم.

ب: ما الخلية الجافة؟ وممن ماذا تتركب؟

الإجابة: الخلية الجافة: هي نوع من البطاريات الكيميائية التي تستخدم إلكتروليت على شكل عجينة بدلاً من سائل، مما يجعلها أكثر عملية وقابلية للحمل مقارنة بالخلايا الرطبة التي تحتوي على إلكتروليت سائل. تعتبر الخلية الجافة مثالاً على بطارية أولية (غير قابلة للشحن).

تركيب الخلية الجافة: تتكون الخلية الجافة القياسية (مثل خلية الكربون والزنك) بشكل أساسي من:

القطب السالب (الأنود): عادة ما يكون عبارة عن وعاء أو غلاف من الزنك، والذي يعمل أيضاً كحاوية لمكونات الخلية.
القطب الموجب (الكاثود): قضيب من الكربون (الجرافيت) يقع في مركز الخلية.
الإلكتروليت: عجينة تتكون من كلوريد الأمونيوم (NH₄Cl) وكلوريد الزنك (ZnCl₂) ومادة ماصة للرطوبة مثل نشا أو دقيق. هذه العجينة تعمل كوسيط لتوصيل الأيونات بين الأقطاب.
مادة إزالة الاستقطاب: خليط من ثاني أكسيد المنجنيز (MnO₂) والكربون يحيط بقضيب الكربون. يعمل ثاني أكسيد المنجنيز على منع تراكم غاز الهيدروجين حول القطب الموجب، والذي يمكن أن يقلل من كفاءة الخلية (عملية الاستقطاب).
طبقة عازلة: طبقة تفصل بين عجينة الإلكتروليت وغلاف الزنك لمنع التفاعلات الجانبية المباشرة.

تقييم الأسئلة

الأسئلة المطروحة تغطي جوانب مهمة من فيزياء الكهرباء والمغناطيسية المتعلقة بالبطاريات وأنواعها، وهي مناسبة لمستوى طلاب الصف الثالث المتوسط في الفصل الدراسي الثاني. الأسئلة متنوعة وتشمل:

أسئلة الفراغات: تقيس الفهم الأساسي للمفاهيم والمصطلحات.
أسئلة المقارنة والتعداد: تشجع على التفكير التحليلي والمقارنة بين أنواع البطاريات المختلفة.
أسئلة الشرح والتوضيح: تتطلب فهماً عميقاً لكيفية عمل البطاريات وتطبيقاتها.
أسئلة المسائل الحسابية: تطبق القوانين الفيزيائية لحساب الكميات الكهربائية.

بشكل عام، الأسئلة جيدة وتغطي المنهج بشكل شامل، مع وجود توازن بين الأسئلة النظرية والعملية.

نصائح للطلاب

المراجعة المنتظمة: قم بمراجعة الدروس والمفاهيم بشكل دوري لضمان تثبيتها في الذاكرة.
فهم المفاهيم وليس الحفظ فقط: حاول فهم المبادئ الفيزيائية الأساسية بدلاً من مجرد حفظ القوانين والمعادلات.
حل التمارين والمسائل: تدرب على حل أكبر قدر ممكن من التمارين والمسائل المتنوعة لتطبيق المفاهيم وفهم كيفية استخدام القوانين.
الاستعانة بالمصادر المتنوعة: استخدم الكتاب المدرسي والمذكرات والمواقع التعليمية ومقاطع الفيديو لشرح المفاهيم بطرق مختلفة.
طرح الأسئلة: لا تتردد في طرح الأسئلة على معلمك أو زملائك حول أي جزء غير مفهوم.
التطبيق العملي: حاول إجراء تجارب بسيطة في المنزل (بإشراف بالغ) لتطبيق المفاهيم الفيزيائية بشكل عملي، مثل تجربة بطارية الليمون المذكورة في الأسئلة.
الاستعداد الجيد للامتحان: ابدأ المذاكرة مبكراً وخصص وقتاً كافياً لكل جزء من المنهج، وقم بحل نماذج اختبارات سابقة للتدرب على نمط الأسئلة وإدارة الوقت في الامتحان.

تعديل المقال