دانشجو؟ ۵۰۰ هزار تومان هدیه همین حالادانشجو؟ با کارت دانشجویی یا ایمیل دانشگاهی ۵۰۰٬۰۰۰ تومان هدیه بگیر، و اگر دانشگاهت تا ۱۶ آذر به ۵۰ دانشجوی فعال برسد ۲ میلیون تومان دیگرجدول دانشگاه‌هادانشجو؟ ۵۰۰ هزار تومان هدیه همین حالادانشجو؟ با کارت دانشجویی یا ایمیل دانشگاهی ۵۰۰٬۰۰۰ تومان هدیه همین حالا، و ۲ میلیون تومان دیگر اگر دانشگاهت تا ۱۶ آذر به ۵۰ دانشجوی فعال برسدجدول دانشگاه‌ها
1xAi
کنکور تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول · فیزیک

سوال ۶۷ فیزیک کنکور تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول با پاسخ تشریحی

سوال ۶۷ دفترچهٔ اختصاصی کنکور تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول، با کلید رسمی سازمان سنجش. پاسخ تشریحی، دلیل نادرستی گزینه‌های دیگر و راهنمایی‌ها را هوش مصنوعی 1xAi بر پایهٔ همین کلید و متن کتاب درسی نوشته است.

سوال ۶۷ · فیزیک

کنکور تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول · سوال ۶۷ · کلید رسمی سازمان سنجش

فیزیک · فیزیک ۲ · فصل ۳: مغناطیس و القای الکترومغناطیسی

سطح حلقهٔ رسانایی به شکل مربع به ضلع 30 cm30\,\mathrm{cm} عمود بر میدان مغناطیسی یکنواختی به بزرگی 400 G400\,\mathrm{G} قرار دارد. شار مغناطیسی عبوری از این حلقه در SI چقدر است؟

  1. گزینهٔ ۱: 1/2×10−51/2\times10^{-5}
  2. گزینهٔ ۲: 1/2×10−31/2\times10^{-3}
  3. گزینهٔ ۳: 3/6×10−53/6\times10^{-5}
  4. گزینهٔ ۴: 3/6×10−33/6\times10^{-3}
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی

پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)

پاسخ تشریحی

گام اول ـ تعیین رابطه و زاویه:
شار مغناطیسی در میدان یکنواخت از رابطهٔ Φ=BAcos⁡θ\Phi=BA\cos\theta به دست می‌آید؛ در این رابطه، θ\theta زاویهٔ میدان با خط عمود بر سطح حلقه است. چون سطح حلقه بر میدان عمود است، این زاویه برابر 0∘0^\circ و در نتیجه cos⁡θ=1\cos\theta=1 است. پس داریم: Φ=BA\Phi=BA (فیزیک ۲، صفحهٔ ۸۷–۸۸، مثال ۳ـ۴).

گام دوم ـ تبدیل داده‌ها به SI:
ضلع حلقه برابر است با a=30 cm=0.30 ma=30\,\mathrm{cm}=0.30\,\mathrm{m}. بنابراین مساحت مربع می‌شود:
A=a2=(0.30)2=0.09 m2A=a^2=(0.30)^2=0.09\,\mathrm{m^2}.
همچنین با توجه به 1 G=10−4 T1\,\mathrm{G}=10^{-4}\,\mathrm{T}، میدان برابر است با:
B=400×10−4=4×10−2 TB=400\times10^{-4}=4\times10^{-2}\,\mathrm{T}.

گام سوم ـ محاسبهٔ شار:
Φ=BA=(4×10−2)(0.09)=3.6×10−3 Wb\Phi=BA=(4\times10^{-2})(0.09)=3.6\times10^{-3}\,\mathrm{Wb}.
واحد شار در SI وبر است؛ بنابراین مقدار به‌دست‌آمده با گزینهٔ چهارم مطابقت دارد.

پاسخ: گزینهٔ ۴

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

  • گزینهٔ ۱: این گزینه می‌تواند از خطای هم‌زمان در محاسبهٔ مساحت مربع و تبدیل واحد میدان حاصل شود؛ مثلاً استفاده از A=0.03 m2A=0.03\,\mathrm{m^2} و B=4×10−4 TB=4\times10^{-4}\,\mathrm{T}. هیچ‌یک از این دو مقدار با داده‌های سؤال سازگار نیست.
  • گزینهٔ ۲: اگر مساحت حلقه به‌اشتباه 0.03 m20.03\,\mathrm{m^2} گرفته شود، این گزینه به دست می‌آید. مساحت مربع باید از مجذور ضلع محاسبه شود و برابر 0.09 m20.09\,\mathrm{m^2} است.
  • گزینهٔ ۳: این گزینه می‌تواند ناشی از تبدیل نادرست گاوس به تسلا و استفاده از B=4×10−4 TB=4\times10^{-4}\,\mathrm{T} باشد. میدان داده‌شده در واقع 4×10−2 T4\times10^{-2}\,\mathrm{T} است؛ بنابراین این خطا شار را صد برابر کوچک‌تر می‌کند.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

  1. رابطهٔ شار مغناطیسی را در مثال مربعِ قرارگرفته در میدان یکنواخت مرور کنید؛ زاویهٔ این رابطه با خط عمود بر سطح سنجیده می‌شود، نه با خود سطح.
  2. وقتی سطح حلقه بر میدان عمود است، خط عمود بر سطح با میدان هم‌راستاست و رابطه به Φ=BA\Phi=BA تبدیل می‌شود. برای مربع نیز A=a2A=a^2 است.
  3. ابتدا ضلع را با رابطهٔ 1 cm=10−2 m1\,\mathrm{cm}=10^{-2}\,\mathrm{m} و میدان را با رابطهٔ 1 G=10−4 T1\,\mathrm{G}=10^{-4}\,\mathrm{T} تبدیل کنید؛ سپس میدان را در مجذور ضلعِ تبدیل‌شده ضرب کنید.

فیزیک ۲ · فصل ۳: مغناطیس و القای الکترومغناطیسی

نمونه سوال این فصل

سوال‌های رسمی دیگر کنکور تجربی از همین فصل:

فصل «مغناطیس و القای الکترومغناطیسی» را در پنل یادگیری تمرین کن

در پنل یادگیری 1xAi سوال‌هایی مثل همین را جواب می‌دهی و جوابت ثبت می‌شود؛ پیش از دیدن پاسخ، سه راهنمایی پله‌پله داری و معلم هوشمند بی‌آن‌که جواب را لو بدهد کمکت می‌کند. تمرین و آزمون رایگان است؛ معلم هوشمند هم سهمیهٔ روزانهٔ رایگان دارد.

تمرین رایگانتمرین در پنل یادگیری

ساختن حساب رایگان است و بعد از ثبت‌نام مستقیم به همین بخش از پنل برمی‌گردی.

فیزیک · تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول

تمرین رایگان
تمرین در پنل یادگیری