نمونه سوال فصل ۱۰ علوم هشتم با جواب

کتاب دو عامل افزایش خاصیت مغناطیسی آهن‌ربای الکتریکی را افزایش جریان و افزایش تعداد دورهای سیم‌پیچ معرفی می‌کند. برای بررسی مستقل اثر تعداد دورها، باید جریان ثابت بماند و فقط تعداد دورها تغییر کند. سپس می‌توان با مقایسهٔ تعداد گیره‌های یکسان جذب‌شده، اثر تغییر تعداد دورها را بررسی کرد. تغییر هم‌زمان جریان و تعداد دورها، نتیجه‌گیری دربارهٔ اثر مستقل هرکدام را ناممکن می‌کند. همچنین جابه‌جایی پایانه‌های باتری، جای قطب‌ها را عوض می‌کند (صفحهٔ ۹۴). پاسخ: گزینهٔ ۳

طبق توضیح القای مغناطیسی، وجود شیشه مانع آهن‌ربا شدن میخ‌ها نمی‌شود. چون قطب جنوبی آهن‌ربا روبه‌روی میخ اول است، سر نزدیک‌تر میخ اول شمال و سر دورتر آن جنوب می‌شود. سر نزدیک‌تر میخ دوم نیز شمال و سر دورتر آن جنوب خواهد بود. به همین ترتیب، سر نزدیک‌تر میخ سوم شمال است. بنابراین دو سر مورد سؤال به‌ترتیب شمال و جنوب‌اند (صفحهٔ ۹۲). پاسخ: گزینهٔ ۱

با شکستن آهن‌ربا، قطب‌های شمال و جنوب از هم جدا نمی‌شوند؛ هر قطعه یک آهن‌ربای دارای دو قطب است (صفحهٔ ۹۱). ابتدا سه قطعه داریم و سپس هرکدام به دو قطعه تبدیل می‌شود؛ پس تعداد قطعه‌های نهایی برابر است با $3\times2=6$. مجموع قطب‌های این قطعه‌ها برابر با $6\times2=12$ است. آهن‌ربای اولیه دو قطب داشت؛ بنابراین افزایش تعداد قطب‌ها برابر است با $12-2=10$. پاسخ: گزینهٔ ۴

سرِ آهن‌ربای میله‌ای که هنگام چرخش آزاد رو به شمال جغرافیایی می‌ایستد، قطب شمال آن است (صفحهٔ ۹۰). چون سرِ مشخص‌شدهٔ آهن‌ربای الکتریکی در ابتدا این سر را دفع می‌کند، آن هم قطب شمال است؛ زیرا قطب‌های همنام یکدیگر را دفع می‌کنند (صفحهٔ ۹۱). با جابه‌جا کردن پایانه‌های باتری، جهت جریان و در نتیجه جای قطب‌های آهن‌ربای الکتریکی عوض می‌شود؛ بنابراین سرِ مشخص‌شده به قطب جنوب تبدیل می‌شود (صفحهٔ ۹۴). این سر اکنون قطب شمال آهن‌ربای میله‌ای را جذب می‌کند. پاسخ: گزینهٔ ۳

در آزمایش نخست، سیم‌پیچ با دریافت انرژی الکتریکی از باتری می‌چرخد؛ بنابراین دستگاه نقش موتور دارد و تبدیل انرژی الکتریکی به حرکتی رخ می‌دهد (صفحه‌های ۹۵ و ۹۶). در آزمایش دوم، حرکت دادن آهن‌ربا درون سیم‌پیچ موجب تولید جریان و روشن شدن چراغ می‌شود؛ بنابراین دستگاه نقش مولد دارد و انرژی حرکتی به الکتریکی تبدیل می‌شود (صفحهٔ ۹۶). مشترک بودن برخی وسایل، به معنی یکسان بودن جهت تبدیل انرژی نیست. پاسخ: گزینهٔ ۱

در دستور ساخت موتور ساده، آماده‌سازی دو سر سیم‌پیچ متفاوت است: روکش یک سر به‌طور کامل برداشته می‌شود، اما در سر دیگر فقط نیمی از سطحِ روکش‌دار تراشیده می‌شود. پس نه تراشیدن یکسان دو سر و نه باقی گذاشتن کامل روکش یکی از آنها، مطابق روش این آزمایش نیست (صفحهٔ ۹۵). پاسخ: گزینهٔ ۴

آهن‌ربا می‌تواند بدون تماس و حتی از پشت مانعی مانند چوب بر میخ اثر بگذارد (صفحهٔ ۸۹). همچنین، ایجاد خاصیت مغناطیسی در قطعهٔ آهن بدون تماس با آهن‌ربا، القای مغناطیسی نام دارد؛ بنابراین جذب گیره به میخ با ایجاد خاصیت مغناطیسی القایی در آن سازگار است (صفحه‌های ۹۱ و ۹۲). از سوی دیگر، مادهٔ مغناطیسی با جذب شدن خود آن ماده به آهن‌ربا شناسایی می‌شود؛ عبور اثر آهن‌ربا از میان چوب، دلیل مغناطیسی بودن چوب نیست (صفحهٔ ۹۰). پاسخ: گزینهٔ ۱

در آغاز، سر مشخص‌شده قطب شمال آهن‌ربای آزمون را دفع می‌کند؛ پس این سر نیز قطب شمال است، زیرا قطب‌های همنام یکدیگر را دفع می‌کنند (صفحهٔ ۹۱). جابه‌جایی پایانه‌های باتری، جهت جریان و در نتیجه جای قطب‌های آهن‌ربای الکتریکی را عوض می‌کند؛ بنابراین سر مشخص‌شده به قطب جنوب تبدیل می‌شود. افزایش تعداد دورهای سیم‌پیچ با حفظ جهت پیچیدن و جهت جریان، قدرت مغناطیسی را بیشتر می‌کند و موجب جابه‌جایی دوبارهٔ قطب‌ها نمی‌شود (صفحهٔ ۹۴). در نتیجه این سر، قطب شمال آهن‌ربای آزمون را جذب خواهد کرد. پاسخ: گزینهٔ ۳

در دستور ساخت مولد ساده، سیم‌پیچ باید دست‌کم $600$ دور داشته باشد (صفحهٔ ۹۶). سیم‌پیچ فعلی $490$ دور دارد؛ پس تعداد دورهای موردنیاز برابر است با $600-490=110$. در هر نوبت $35$ دور اضافه می‌شود. پس از سه نوبت، تعداد دورها برابر $490+3\times35=595$ است و هنوز کافی نیست؛ اما پس از چهار نوبت، تعداد دورها به $490+4\times35=630$ می‌رسد. بنابراین کمترین تعداد نوبت کامل، چهار نوبت است. پاسخ: گزینهٔ ۴

آهن‌ربا می‌تواند یک جسم آهنی را جذب کند؛ بنابراین جذب شدن سر میلهٔ الف به‌تنهایی نشان نمی‌دهد که آن میله آهن‌رباست؛ ممکن است میله‌ای آهنی باشد یا آهن‌ربایی که قطب جنوب آن نزدیک شده است (صفحهٔ ۸۹). در مقابل، دفع شدن سر میلهٔ ب توسط قطب شمال، نشان می‌دهد که این میله آهن‌رباست و سرِ نزدیک‌شدهٔ آن نیز قطب شمال است؛ زیرا قطب‌های همنام یکدیگر را دفع می‌کنند (صفحهٔ ۹۱). پاسخ: گزینهٔ ۲

در آهن‌ربای الکتریکی، افزایش جریان عبوری از سیم‌پیچ، با ثابت بودن سایر شرایط، خاصیت مغناطیسی را تقویت می‌کند؛ افزایش تعداد دورها نیز چنین اثری دارد. وارونه کردن جهت جریان فقط جای قطب‌های شمال و جنوب را تغییر می‌دهد و نباید آن را با افزایش قدرت یا خاموش شدن آهن‌ربا اشتباه گرفت (صفحهٔ ۹۴). برای رها کردن قطعات آهنی در کاربرد جرثقیل، جریان سیم‌پیچ را قطع می‌کنند؛ همان کاری که در آزمایش ساخت آهن‌ربای الکتریکی با باز کردن کلید انجام می‌شود (صفحه‌های ۹۳ و ۹۴). بنابراین توالی مناسب، افزایش جریان و سپس قطع مدار است. پاسخ: گزینهٔ ۴

در دستور ساخت موتور ساده، باتری بزرگ وسیله‌ای برای پیچیدن سیم و شکل دادن به سیم‌پیچ است؛ بنابراین حضور آن در فهرست وسایل به معنی اتصالش به مدار نیست. برای تأمین جریان، از دو باتری قلمی و جای باتری استفاده می‌شود و سیم‌های رابط، گیره‌های تکیه‌گاه سیم‌پیچ را به باتری‌ها متصل می‌کنند (صفحهٔ ۹۵). پاسخ: گزینهٔ ۱