حل أسئلة تقويم الفصل السادس ( المجالات الكهربائية ) حيث نعرض لكم المحتوى التعليمي والشروحات الدراسية لهذا الفصل الدراسي لكافة الطلاب، ونستمر في تحديث المحتوى الذي تبحثون عنه.
بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
حل أسئلة تقويم الفصل السادس ( المجالات الكهربائية )
نبدأ على بركة الله ...
39. أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات التالية : السعة ، شدة الكجال ، J/C ، الشغل .
الحل :
إتقان المفاهيم
40. ما الخاصيتان اللتان يجب أن تكونا لشحنة الاختبار ؟
الحل :
يجب أن يكون مقدار شحنة الاختبار صغيرا جدا مقارنة مع مقادير الشحنات التي تولد المجال الكهربائي ، كما يجب أن تكون موجبة .
41. كيف يحدد اتجاه المجال الكهربائي ؟
الحل :
اتجاه المجال هو اتجاه القوة المؤثرة في شحنة موجبة موضوعة في المجال . وبهذا تكون خطوط المجال الكهربائي خارجة من الشحنة الموجبة وداخلة في الشحنة السالبة .
42. ما المقصود بخطوط المجال الكهربائي ؟
الحل :
خطوط القوى الكهربائية .
43. ارسم بعض خطوط المجال الكهربائي لكل من الحالات التالية :
a. شحنتين متساويتين في المقدار ومتماثلتين في النوع .
b. شحنتين مختلفتين في النوع ولهما المقدار نفسه .
c. شحنة موجبة وأخرى سالبة مقدارها يساوي ضعف مقدار الشحنة الموجبة .
d. لوحين متوازين مختلفين في الشحنة .
الحل :
a.
c.
d.
44. في الشكل التالي ، أين تنتهي خطوط المجال الكهربائي الخارجة من الشحنة الموجبة ؟
الحل :
تنتهي عند شحنات سالبة بعيدة موجودة في مكان ما خارج حواف الرسم التخطيطي .
45. كيف يتم الإشارة لشدة المجال الكهربائي من خلال خطوط المجال الكهربائي ؟
الحل :
كلما تقاربت خطوط المجال بعضها من بعض زادت قوة المجال الكهربائي .
46. ماوحدة قياس طاقة الوضع الكهربائية ؟ وما وحدة قياس فرق الجهد الكهربائي ، وفق النظام الدولي للوحدات SI ؟
الحل :
وحدة قياس طاقة الوضع الكهربائية هي الجول ، ووحدة قياس فرق الجهد الكهربائي هي الفولت .
47. عرف الفولت بلالة التغير في طاقة الوضع الكهربائية لشحنة تتحرك في مجال كهربائي .
الحل :
الفولت هو التغير في طاقة الوضع الكهربائي الناتج عن انتقال وحدة شحنة اختبار q مسافة r مقدارها 1m في مجال كهربائي E مقداره . 1N/C .
48. لماذا يفقد الجسم المشحون شحنته عند وصله بالأرض ؟
الحل :
لأن الجسم المشحون يشارك شحنته مع سطح الأرض التي تعد جسما ضخما جدا .
49. وضع قضيب مطاطي مشحون على طاولة فحافظ على شحنته بعض الوقت . لماذا لا تفرغ شحنة القضيب المشحون مباشرة ؟
الحل :
لأن الطاولة مادة عازلة ، أو على الأقل موصل رديء جدا .
50. شحن صندوق فلزي . قارن بين تركيز الشحنة على زوايا الصندوق وتركيزها على جوانب الصندوق .
الحل :
يكون تركيز الشحنة عند الزوايا أكبر من تركيزها على جوانب الصندوق .
51. أجهزة الحاسوب لماذا توضع الأجزاء الدقيقة في الأجهزة الإلكترونية – كتلك الموضحة في الشكل التالي – داخل صندوق فلزي موضوع داخل صندوق فلزي موضوع داخل صندوق آخر بلاستيكي ؟
الحل :
لأن الصندوق الفلزي يحمي هذه الأجزاء من المجالات الكهربائية التي لا تنفذ إلى داخل الموصل الاجوف .
تطبيق المفاهيم
52. ماذا يحدث لشدة المجال الكهربائي عندما تنقص شحنة الاختبار إلى نصف قيمتها ؟
الحل :
لا يحدث شيء ، لأن القوة المؤثرة في شحنة الاختبار ستقل إلى النصف ، أي أن النسبة F'/q' والمجال الكهربائي تبقى هي نفسها .
53. هل يلزم طاقة أكبر أم طاقة أقل لتحريك شحنة موجبة ثابتة خلال مجال كهربائي متزايد ؟
الحل :
تتناسب الطاقة طرديا مع القوة ، وتتناسب القوة طرديا مع المجال الكهربائي ، لذا يلزم طاقة أكبر .
54. ماذا يحدث لطاقة الوضع الكهربائية لجسيم مشحون موجود داخل مجال كهربائي عندما يطلق الجسيم ليصبح حر الحركة ؟
الحل :
ستتحول طاقة الوضع الكهربائية للجسيم إلى طاقة حركية له .
55. يبين الشكل التالي ثلاث كرات مشحونة بالمقدار نفسه . بالشحنات الموضحة في الشكل . الكرتان Y و Z ثابتتان في مكانيهما ، والكرة x حرة الحركة . والمسافة بين الكرة x وكل من الكرتين Y و Z في البداية متساوية . حدد المسار الذي تبدأ الكرة x في سلوكه ، مفترضا أنه لايوجد أي قوى أخرى تؤثر في الكرات .
الحل :
ستسلك الكرة x المسار C ، لأنها ستتأثر بالقوتين الموضحتين بالمتجهين D و B ، ومحصلتهما هي المتجه C .
56. ما وحدة قياس فرق الجهد الكهربائي بدلالة m ، kg ، s ، C ؟
الحل :
57. كيف تبدو خطوط المجال الكهربائي عندما يكون للمجال الكهربائي الشدة نفسها عند النقاط جميعها في منطقة ما ؟
الحل :
تكون متوازية ، وتفصلها مسافات متساوية .
58. تجربة قطرة الزيت لمليكان يفضل عند إجراء هذه التجبة استخدام قطرات زيت لها شحنات صغيرة . هل يتعين عليك البحث عن القطرات التي تتحرك ببطء عندما يتم تشغيل المجال الكهربائي ؟ وضح إجابتك .
الحل :
يتعين البحث عن القطرات التي تتحرك ببطء ، فكلما كانت الشحنة أكبر كانت القوة المؤثرة فيها أكبر ، لذا تكون سرعتها الحدية أكبر .
59. في تجربة قطرة الزيت لمليكان تم تثبيت قطرتي زيت في المجال الكهربائي .
a. هل يمكنك استنتاج أن شحنتيهما متماثلتان ؟
b. أي خصائص قطرتي الزيت نسبها متساوية؟
الحل :
a. لا ، قد تكون كلتاهما مختلفتين .
b. نسبة الشحنة إلى الكتلة q/m أو نسبة الكتلة إلى m/q .
60. يقف زيد و أخيه يوسف على سطح مستو معزول متلامسين بالأيادي عندما تم إكتسابها شحنة ، كما هو موضح في الشكل التالي . إذا كانت المساحة السطحية لجسم زيد أكبر من أخيه فمن منهما يكون له كمية أكبر من الشحنات ، أم سيكون لهما المقدار نفسه منها ؟
الحل :
يمتلك زيد مساحة سطحية أكبر ، لذا سيمتلك كمية أكبر من الشحنة .
61. إذا كان قطرا كرتي ألمنيوم 1cm و 10 cm فأيتهما له سعة أكبر ؟
الحل :
للكرة التي قطرها 10 cm سعة كهربائية أكبر ، لأن الشحنات يمكنها أن تبنعد بعضها عن بعض بصورة أكبر ، وهذا يقلل من ارتفاع جهدها عندما تشحن .
62. كيف يمكنك تخزين كميات مختلفة من الشحنات في مكثف ؟
الحل :
يتغير الجهد بين طرفي المكثف .
إتقان حل المسائل
6-1 توليد المجالات الكهربائية وقياسها
شحنة الإلكترون تساوي -1.60x10 -19 C ، استخدم هذه القيمة حيث يلزم .
63. ما مقدار شحنة اختبار إذا تعرضت لقوة مقدارها 1.4x10-8 N عند نقطة شدة المجال الكهربائي فيها 5.0x10-4 N/C ؟
الحل :
64. يوضح الشكل التالي شحنة موجبة مقدارها 1.0x10-5 C ، تتعرض لقوة 0.30 N ، عند وضعها عند نقطة معينة . ما شدة المجال الكهربائي عند تلك النقطة ؟
الحل :
65. إذا كان المجال الكهربائي في الغلاف الجوي يساوي 150 N/C تقريبا ، ويتجه إلى أسفل ، فأجب عما يلي :
a. ما اتجاه القوة المؤثرة في جسيم مشحون بشحنة سالبة ؟
b. أوجد القوة الكهربائية التي يؤثر بها هذا المجال في إلكترون .
c. قارن بين القوة في الفرع b وقوة الجاذبية الأرضية المؤثرة في الإلكترون نفسه . ( كتلة الإلكترون تساوي 9.1x10-31 kg )
الحل :
a. اتجاه القوة المؤثرة في الجسيم يكون إلى أعلى .
b.
c.
66. ارسم بدقة الحالات التالية :
a. المجال الكهربائي الناتج عن شحنة مقدارها +1.0 µC .
b. المجال الكهربائي الناتج عن شحنة +2.0 µC ( اجعل عدد خطوط المجال متناسبا مع التغير في مقدار الشحنة ) .
الحل :
a.
b.
67. وضعت شحنة اختبار موجبة مقدارها 6.0x10-6 C في مجال كهربائي شدته 50.0 N/C ، كما هو موضح في الشكل التالي . ما مقدار القوة المؤثرة في شحنة الاختبار ؟
الحل :
68. ثلاث شحنات : X و Y و Z يبعد بعضهما عن بعض مسافات متساوية . إذا كان مقدار الشحنة X يساوي +1.0 µC ، و مقدار الشحنة Y يساوي +2.0 µC ، والشحنة Z صغيرة وسالبة :
a. فارسم سهما يمثل القوة المحصلة المؤثرة في الشحنة Z .
b. إذا كانت الشحنة Z موجبة وصغيرة فارسم سهما يمثل القوة المحصلة المؤثرة فيها .
الحل :
a.
69. تتسارع الإلكترونات في أنبوب الأشعة المهبطية في تلفاز نتيجة مجال كهربائي مقداره 1.00x105 N/C . احسب ما يلي :
a. القوة المؤثرة في الإلكترون .
b. تسارع الإلكترون إذا كان المجال منتظما . افترض أن كتلة الإلكترون 9.11x10-31 kg .
الحل :
a.
b.
70. أوجد شدة المجال الكهربائي على بعد 20.0 cm من شحنة نقطة مقدارها 8.0x10-7 C .
الحل :
71. شحنة نواة ذرة رصاص تساوي شحنة 82 بروتونا .
a. أوجد مقدار واتجاه المجال الكهربائي على بعد 1.0x10-10 m من النواة .
b. أوجد مقدار واتجاه القوة المؤثرة في إلكترون موضوع على البعد السابق من النواة .
الحل :
a.
b.
6-2 تطبيقات المجالات الكهربائية
72. إذا بذل شغل مقداره 120 J لتحريك شحنة مقدارها 2.4 C من اللوح الموجب إلى اللوح السالب ، كما هو موضح في الشكل التالي ، فما فرق الجهد الكهربائي بين اللوحين ؟
الحل :
73. ما مقدار الشغل اللازم لنقل شحنة مقدارها 0.15 C خلال فلاق جهد كهربائي مقداره 9.0 V ؟
الحل :
74. بذلت بطارية شغلا مقداره 1200 J لنقل شحنة كهربائية . ما مقدار هذه الشحنة المنقولة إذا كان فرق الجهد بين طرفي البطارية 12 V ؟
الحل :
75. إذا كانت شدة المجال الكهربائي بين لوحين متوازيين مشحونين 1.5x103 N/C ، والبعد بينهما 0.060 m فما فرق الجهد الكهربائي بين اللوحين بوحدة الفولت ؟
الحل :
76. تبين قراءة فولتمتر أن فرق الجهد الكهربائي بين لوحين متوازيين مشحونين 70.0 V . إذا كان البعد بين اللوحين 0.020 m فما شدة المجال الكهربائي بينهما ؟
الحل :
77. يختزن مكثف موصول بمصدر جهد 45.0 V شحنة مقدارها 90.0 µC . ما مقدار سعة المكثف ؟
الحل :
78. تم تثبيت قطرة الزيت الموضحة في الشكل التالي والمشحونة بشحنة سالبة في مجال كهربائي شدته 5.6x103 N/C . فإذا كان وزن القطرة 4.5 x10-15 N :
a. فما مقدار الشحنة التي تحملها القطرة ؟
b. و ما عدد الإلكترونات الفائضة التي تحملها القطرة ؟
الحل :
a.
b.
79. ماشحنة مكثف سعة 15.0 pF عند توصيله بمصدر جهد 45.0 V ؟
الحل :
80. إذا لزم قوة مقدارها 0.065 N لتحريك شحنة مقدارها 37 µC مسافة 25 cm في مجال كهربائي منتظم ، كما يوضح الشكل التالي ، فما مقدار فرق الجهد الكهربائي بين النقطتين ؟
الحل :
81. آلة التصوير يعبر عن الطاقة المختزنة في مكثف سعته C ، وفرق الجهد الكهربائي بين طرفيه V ∆ كما يلي : W =1/2 C∆V 2 . زمن التطبيقات على ذلك آلة التصوير الغلكترونية ذات الفلاش الضوئي ، كالتي تظهر في الشكل التالي . إذا شحن مكثف في آلة تصوير مماثلة سعته 10.0 µF ، إلى أن اصبح فرق الجهد عليه 3.0x102 V ، فما مقدار الطاقة المختزنة في المكثف ؟
الحل :
82. افترض أن شحن المكثف في المسألة السابقة استغرق 25s ، وأجب عما يلي :
a. أوجد متوسط القدرة اللازمة لشحن المكثف خلال هذا الزمن .
b. عند تفريغ شحنة هذا المكثف خلال مصباح الفلاش يفقد طاقته كاملة خلال زمن مقداره 1.0x10-4 s . أوجد القدرة التي تصل إلى مصباح الفلاش .
c. ما أكبر قيمة ممكنة للقدرة ؟
الحل :
a.
b.
c.
تتناسب القدرة عكسيا مع الزمن ، فكلما قل الزمن استهلاك كمية محددة من الطاقة زادت القدرة الناتجة .
83. الليزر تستخدم أجهزة الليزر لمحاولة إنتاج تفاعلات اندماج نووي مسيطر عليها . ويتطلب تشغيل هذه الليزرات نبضات صغيرة من الطاقة تخزن في غرف كبيرة مملوءة بالمكثفات . وتقدر السعة الكهربائية لغرفة واحدة بـ 61x10-3 F تشحن حتى يبلغ فرق الجهد عليها 10.0 kV .
a. إذا علمت أن W = 1/2C∆V2 فأوجد الطاقة المختزنة في المكثفات .
b. إذا تم تفريغ المكثفات خلال 10 ns ( أي 1.0 x10-8 s ) فما مقدار الطاقة الناتجة ؟
c. إذا تم شحن المكثفات بمولد قدرته 1.0 kW ، فما الزمن بالثواني اللازم لشحن المكثفات ؟
الحل :
a.
b.
c.
مراجعة عامة
84. ما مقدار الشغل المبذول لتحريك شحنة مقدارها 0.25 µC بين لوحين متوازيين ، البعد بينهما 0.40 cm ، إذا كان المجال بين اللوحين 6400 N/C ؟
الحل :
85. ما مقدار الشحنات المختزلة في مكثف ذي لوحين متوازيين سعته 0.22 µF ، إذا كان البعد بين لوحيه 1.2 cm ، والمجال الكهربائي بينهما 2400 N/C ؟
الحل :
86. يبين الشكل التالي كرتين فلزيتين صغيرتين متماثلتين ، البعد بينهما 25 cm ، وتحملان شحنتين مختلفتين في النوع ، مقدار كل منهما 0.060 µC . إذا كان فرق الجهد بينهما 300 V فما مقدار السرعة الكهربائية للنظام ؟
الحل :
ارجع إلى المكثف الموضح في الشكل 6-26 عند حل المسائل 87-90 .
87. إذا شحن هذا المكثف حتى أصبح فرق الجهد بين لوحيه 120 V فما مقدار الشحنة المختزنة فيه ؟
الحل :
88. ما مقدار شدة المجال الكهربائي بين لوحي المكثف ؟
الحل :
89. إذا وضع إلكترون بين لوحي المكثف فما مقدار القوة المؤثرة فيه ؟
الحل :
90. ما مقدار الشغل اللازم لتحريك شحنة إضافية مقدارها 0.010 µC بين لوحي المكثف عندما يكون فرق الجهد بينهما 120 V ؟
الحل :
ارجع إلى الرسم البياني الموضح في الشكل التالي ، الذي يمثل الشحنة المختزنة في مكثف في أثناء زيادة فرق الجهد عليه ، عند حل المسائل 91-95 .
91. ماذا يمثل ميل الخط الموضح على الرسم البياني ؟
الحل :
السعة الكهربائية للمكثف .
92. ما سعة المكثف الممثل في هذا الشكل ؟
الحل :
0.50 μF = الميل = C
93. ماذا تمثل المساحة تحت الخط البياني ؟
الحل :
الشغل المبذول لشحن المكثف .
94. ما مقدار الشغل اللازم لشحن هذا المكثف ليصبح فرق الجهد بين لوحيه 25 V ؟
الحل :
95. لماذا لا يساوي الشغل الناتج في المسألة السابقة المقدار q ∆V ؟
الحل :
لان فرق الجهد لا يكون ثابتا في أثناء شحن المكثف ، لذا يجب حساب المساحة تحت المنحنى البياني لإيجاد الشغل ، وليس فقط من حسابات ضرب بسيطة .
96. مثل بيانيا شدة المجال الكهربائي الناشئ بالقرب من شحنة نقطية موجبة ، على شكل دالة رياضية في البعد عنها .
الحل :
97. أين يكون المجال الكهربائي الناشئ عن شحنة نقطية صفرا ؟
الحل :
لا يوجد مكان ، أو عند مسافة لا نهائية من الشحنة النقطية .
98. ما شدة المجال على بعد 0m من شحنة نقطية ؟ هل هناك شيء يشبه الشحنة النقطية تماما ؟
الحل :
لا نهائي ، لا .
التفكير الناقد
99 . تطبيق المفاهيم على الرغم من تصميم قضيب مانعة الصواعق ليوصل الشحنات بأمان إلى الأرض ، إلا ان هدفه الرئيس هو منع ضربة الصاعقة في المقام الأول ، فكيف تؤدي مانعة الصواعق هذا الهدف ؟
الحل :
إن النقطة الحادة عند نهاية القضيب تسرب شحنات إلى الغلاف الجوي قبل أن ينتج عن تراكمها فرق جهد يكون كافيا لحدوث ضربة صاعقة البرق .
100. حلل واستنتج وضعت الكرتان الصغيرتان A وB على محور x ، كما هو موضح في الشكل التالي فإذا كانت شحنة الكرة A تساوي 3.00x10-6 C ، والكرة B تبعد مسافة مقدارها 0.800 m عن يمين الكرة A ، وتحمل شحنة مقدارها -5.00x10-6 C فما شدة المجال الكهربائي واتجاهه عند نقطة فوق المحور x ، بحيث تشكل هذه النقطة رأس مثلث متساوي الأضلاع مع الكرتين A و B ؟
الحل :
101. حلل واستنتج في طابعة نفث الحبر ، تعطى قطرات الحبر كمية معينة من الشحنة قبل ان تتحرك بين لوحين كبيرين متوازيين ، والهدف منها توجيه الشحنات بحيث يتم إيقافها لتتحرك في قناة ، لكي لا تصل إلى الورقة ، كما هو موضح في الشكل التالي . ويبلغ طول كل لوح 1.5 cm ، ويتولد بينهما مجال كهربائي مقداره 1.2x106 N/C . فإذا تحركت قطرات حبر ، كتلة كل منها 0.10 ng وشحنتها 1.0x10-16 C ، أفقيا بسرعة 15 m/s في اتجاه مواز للوحين ، كما في الشكل ، فما مقدار الإزاحة الرأسية للقطرات لحظة مغادرتها اللوحين ؟ لمساعدتك على إجابة السؤال أجب عن الأسئلة التالية :
a. ما القوة الراسية المؤثرة في القطرات ؟
b. مامقدار التسارع الرأسي للقطرات ؟
c. ما الزمن الذي بقيت فيه القطرات بين اللوحين ؟
d. ما إزاحة القطرات ؟
الحل :
102. تطبيق المفاهيم افترض أن القمر يحمل شحنة فائضة تساوي -q وأن الأرض تحمل شحنة فائضة تساوي +10 q ، ما مقدار الشحنة q التي تنتج مقدار القوة نفسه الناتج عن قوة الجاذبية بين كتلتيهما ؟
الحل :
الكتابة في الفيزياء
103. اختر اسما لوحدة كهربائية ، مثل : الكولوم ، او الفولت ، او الفاراد ، وابحث عن حياة وعمل العالم الذي سميت باسمه . واكتب مقالة موجزة عن هذا العالم على أن تتضمن مناقشة العمل الذي برر إطلاق اسمه على تلك الوحدة .
اختر احد المقالات التالية للاجابة على السؤال :
- مقال وحدة الكولوم : انقر هنا
- مقال وحدة الفولت : انقر هنا
- مقال وحدة الفاراد : انقر هنا
مراجعة تراكمية
104. إذا كانت القوة بين شحنتين Q و q تساوي F عندما كانت المسافة بينهما r ، فاوجد مقدار القوة الجديدة التي تنتج في كل حالة من الحالات التالية :
a. مضاعفة r ثلاث مرات .
b. مضاعفة Q ثلاث مرات .
c. مضاعفة كل من r و Q ثلاث مرات .
d. مضاعفة كل من r و Q مرتين .
e. مضاعفة كل من r و Q و q ثلاث مرات .
الحل :
a. F/9
b. 3F
c. F/3
d. F/2
e. F
تم بحمد الله
نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات
" نرد على جميع التعليقات "
بالتوفيق للجميع ...^_^
نشكرك على قراءة حل أسئلة تقويم الفصل السادس ( المجالات الكهربائية ) في الموقع ونتمنى لكم النجاح والتفوق في الدراسة.
لقد قرأت حل أسئلة تقويم الفصل السادس ( المجالات الكهربائية ) في الموقع بالتفصيل الكامل 2024 ويمكنك من خلال أزرار المشاركة الموجود، مشاركة المحتوى على مواقع التواصل الاجتماعي، وسوف نسعى لكي نحصل على الجديد ما تبحثون عنه، لكي نساعدكم في معرفته.
){kind=link}