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 ۷۴ فیزیک کنکور تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول با پاسخ تشریحی

سوال ۷۴ 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 ۷۴ · فیزیک

کنکور تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول · سوال ۷۴ · کلید رسمی سازمان سنجش

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

سیم‌لولهٔ آرمانی به طول 10 cm10\,\mathrm{cm} دارای ۵۰۰ حلقهٔ نزدیک به هم است. اگر جریان 400 mA400\,\mathrm{mA} از سیم‌لوله بگذرد، بزرگی میدان مغناطیسی درون سیم‌لوله و دور از لبه‌های آن چند گاوس است؟ (μ0=12×10−7 T.mA\mu_0 = 12\times10^{-7}\,\frac{\mathrm{T.m}}{\mathrm{A}})

  1. گزینهٔ ۱: ۱۲
  2. گزینهٔ ۲: 1/2
  3. گزینهٔ ۳: ۲۴
  4. گزینهٔ ۴: 2/4
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی

پاسخ درست: گزینهٔ ۳ (کلید رسمی سازمان سنجش)

پاسخ تشریحی

۱. انتخاب رابطه: چون سیم‌لوله آرمانی است و میدان در نقطه‌ای دور از لبه‌ها خواسته شده، میدان یکنواخت است و از رابطهٔ B=μ0NIℓB=\dfrac{\mu_0NI}{\ell} به دست می‌آید (فیزیک ۲، صفحهٔ ۸۱–۸۲).

۲. تبدیل واحدها: برای استفاده از رابطه در دستگاه SI داریم:
ℓ=10 cm=0.10 m\ell=10\,\mathrm{cm}=0.10\,\mathrm{m}
I=400 mA=0.400 AI=400\,\mathrm{mA}=0.400\,\mathrm{A}
تعداد دورها نیز N=500N=500 است.

۳. جای‌گذاری: مقدار تراوایی را مطابق دادهٔ خود سؤال قرار می‌دهیم:
B=(12×10−7)(500)(0.400)0.10 T=2.4×10−3 TB=\dfrac{(12\times10^{-7})(500)(0.400)}{0.10}\,\mathrm{T}=2.4\times10^{-3}\,\mathrm{T}.

۴. تبدیل تسلا به گاوس: با توجه به تبدیل واحد به‌کاررفته در کتاب، 1 G=10−4 T1\,\mathrm{G}=10^{-4}\,\mathrm{T} است (فیزیک ۲، صفحهٔ ۷۵–۷۶). بنابراین:
B=(2.4×10−3)(104) G=24 GB=(2.4\times10^{-3})(10^4)\,\mathrm{G}=24\,\mathrm{G}.

پاسخ: گزینهٔ ۳

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

  • گزینهٔ ۱: ممکن است دانش‌آموز میدان را به‌اشتباه نصف کند و به 12 G12\,\mathrm{G} برسد؛ اما سؤال میدانِ دور از لبه‌ها را می‌خواهد و در رابطهٔ این ناحیه ضریب 12\tfrac{1}{2} وجود ندارد.
  • گزینهٔ ۲: این انتخاب می‌تواند حاصل خطای هم‌زمان در ضریب عددی و تبدیل واحد میدان باشد. مقدار 1.2 G1.2\,\mathrm{G} با جای‌گذاری درست داده‌ها در رابطهٔ میدان سیم‌لوله سازگار نیست؛ باید هم محاسبهٔ ضریب و هم تبدیل تسلا به گاوس بررسی شود.
  • گزینهٔ ۴: اگر طول سیم‌لوله به‌اشتباه 1 m1\,\mathrm{m} در نظر گرفته شود، نتیجه 2.4 G2.4\,\mathrm{G} می‌شود؛ درحالی‌که طول داده‌شده برابر 0.10 m0.10\,\mathrm{m} است.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

  1. رابطهٔ میدان مغناطیسی درون سیم‌لولهٔ آرمانی و دور از لبه‌ها را از بخش میدان مغناطیسی حاصل از جریان الکتریکی به یاد بیاور؛ این میدان به تعداد دور، جریان و طول سیم‌لوله بستگی دارد.
  2. از رابطهٔ B=μ0NI/ℓB=\mu_0NI/\ell استفاده کن. پیش از جای‌گذاری، طول را به متر و جریان را به آمپر تبدیل کن؛ در این ناحیه نباید میدان را نصف کنی.
  3. داده‌های تبدیل‌شده ℓ=0.10 m\ell=0.10\,\mathrm{m} و I=0.400 AI=0.400\,\mathrm{A} هستند. آن‌ها را همراه با تعداد دور و مقدار داده‌شدهٔ μ0\mu_0 در رابطه قرار بده و نتیجهٔ تسلایی را با استفاده از 1 T=104 G1\,\mathrm{T}=10^4\,\mathrm{G} به گاوس تبدیل کن.

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