Search

 
📄 اطبع pdf
00971504825082

<<< تساوي الجهد و المجال الكهربائي >>>

خطوط تساوي الجهد والمجال الكهربائي

المجال الكهربائي (E)

لشحنة نقطية:
\[ E = \frac {kₑ . q }{ r^2}\] حيث:
\[kₑ = 8.988×10^9 \]N·m²/C² (ثابت كولوم)
q = مقدار الشحنة
r = المسافة من الشحنة

الجهد الكهربائي (V)

لشحنة نقطية:
\[V =\frac{ kₑ . q}{ r}\] لشحنتين:
\[ V_{total}= kₑ(\frac {q_1}{r_1} + \frac {q_2}{r_2} )\]

خطوط تساوي الجهد

هي أسطح وهمية تكون عندها قيمة الجهد الكهربائي متساوية في جميع نقاطها.
خصائصها:
  • تكون عمودية على خطوط المجال الكهربائي
  • لا تتقاطع مع بعضها
  • في الشحنات المنفردة تكون كروية الشكل

خطوط المجال الكهربائي

خطوط وهمية توضح اتجاه وقوة المجال الكهربائي:
←←← (لشحنة سالبة)
→→→ (لشحنة موجبة)
  • تبدأ من الشحنة الموجبة وتنتهي عند السالبة
  • كثافتها تتناسب مع قوة المجال
  • لا تتقاطع

مقارنة بينهما

الخاصية خطوط المجال خطوط تساوي الجهد
الاتجاه تشير إلى اتجاه القوة بدون اتجاه
الشغل المبذول الشغل يعتمد على المسار الشغل = صفر عند الحركة على الخط

تساوي الجهد و المجال الكهربائي
 
السؤال هل يمكن أن تتحرك شحنة بين نقطتين داخل مجال كهربائي دون بذل شغل ؟
عندما نحرك شحنة بين نقطتين لهما نفس الجهد لا نبذل شغل على الشحنة لان لها نفس الجهد
الشحنة النقطية المفردة النقاط التي لها نفس البعد عن الشحنة لها نفس الجهد
شحنتان نقطيتا مختلفتان في النوع نقاط تساوي الجهد يشبه نقاط تساوي الجهد عند الشحن المفردة
ولكن المجال يختلف في المنطقة الواصلة بين الشحنتين شحنتان نقطيتان مختلفتان في النوع
نقاط تساوي الجهد توجد حول كل شحنة يختلف الشكل لنقاط تساوي الجهد والمجال في المنطقة الواصلة بين الشحنتين
في هذه المحاكاة ، يمكنك ضبط شحنة وموضع الشحنتين باستخدام المنزلقات أو مربعات الإدخال. تعمل أشرطة التمرير
لكنها لا تعمل بسلاسة نظرًا لتعقيد العمليات الحسابية
لذلك قد يكون من الأفضل لك استخدام مربعات الإدخال
اختر العرض ثلاثي الأبعاد ويظهر الجهد الكهربائي كبعد ثالث
اختر طريقة العرض متساوية الجهد وسترى عرضًا ثنائي الأبعاد بخطوط متساوية الجهد معروضة
في هذا العرض ، يمكنك أيضًا اختيار رؤية متجهات توضح اتجاه المجال الكهربائي



اختبار حول خطوط تساوي الجهد والمجال الكهربائي

\[1 \star\]

ما هي العلاقة بين خطوط تساوي الجهد وخطوط المجال الكهربائي؟

اختر الإجابة الصحيحة


أ
متوازية دائماً
ب
متعامدة دائماً
ج
تتقاطع عند زاوية 45 درجة
د
لا توجد علاقة بينهما

طريقة الحل: خطوط تساوي الجهد هي أسطح وهمية تكون عندها قيمة الجهد الكهربائي متساوية في جميع نقاطها. إحدى خصائصها الأساسية أنها تكون عمودية على خطوط المجال الكهربائي.

Solution Method: Equipotential lines are imaginary surfaces where the electric potential is equal at all points. One of their fundamental properties is that they are perpendicular to electric field lines.

الإجابة الصحيحة: ب) متعامدة دائماً

\[2 \star\]

ما هو مقدار المجال الكهربائي لشحنة نقطية مقدارها 2 كولوم على بعد 3 أمتار منها؟

E = kₑ · q / r²

اختر الإجابة الصحيحة


أ
1.996 × 10⁹ نيوتن/كولوم
ب
3.992 × 10⁹ نيوتن/كولوم
ج
5.988 × 10⁹ نيوتن/كولوم
د
7.984 × 10⁹ نيوتن/كولوم

طريقة الحل: باستخدام قانون المجال الكهربائي لشحنة نقطية: E = kₑ · q / r²

حيث kₑ = 8.988 × 10⁹ نيوتن·م²/كولوم²، q = 2 كولوم، r = 3 متر

E = (8.988 × 10⁹) × 2 / (3)² = (17.976 × 10⁹) / 9 = 1.996 × 10⁹ نيوتن/كولوم

Solution Method: Using the formula for electric field of a point charge: E = kₑ · q / r²

Where kₑ = 8.988 × 10⁹ N·m²/C², q = 2 C, r = 3 m

E = (8.988 × 10⁹) × 2 / (3)² = (17.976 × 10⁹) / 9 = 1.996 × 10⁹ N/C

الإجابة الصحيحة: أ) 1.996 × 10⁹ نيوتن/كولوم

\[3 \star\]

هل يمكن أن تتحرك شحنة بين نقطتين داخل مجال كهربائي دون بذل شغل؟

اختر الإجابة الصحيحة


أ
نعم، إذا كانت النقطتان على نفس خط تساوي الجهد
ب
لا، دائماً يبذل شغل لتحريك شحنة في مجال كهربائي
ج
نعم، إذا كانت النقطتان على نفس خط المجال الكهربائي
د
لا، إلا إذا كانت الشحنة موجبة

طريقة الحل: عندما نحرك شحنة بين نقطتين لهما نفس الجهد الكهربائي (أي على نفس خط تساوي الجهد)، لا نبذل شغل على الشحنة لأن فرق الجهد بينهما صفر.

الشغل = الشحنة × فرق الجهد، وعندما يكون فرق الجهد صفراً، يكون الشغل صفراً.

Solution Method: When we move a charge between two points that have the same electric potential (i.e., on the same equipotential line), no work is done on the charge because the potential difference between them is zero.

Work = Charge × Potential Difference, and when the potential difference is zero, the work is zero.

الإجابة الصحيحة: أ) نعم، إذا كانت النقطتان على نفس خط تساوي الجهد

\[4 \star\]

ما هو شكل خطوط تساوي الجهد لشحنة نقطية مفردة؟

اختر الإجابة الصحيحة


أ
خطوط مستقيمة
ب
أسطح كروية
ج
أسطوانية
د
مكعبة

طريقة الحل: في الشحنات المنفردة، تكون أسطح تساوي الجهد كروية الشكل، لأن الجهد الكهربائي يعتمد فقط على المسافة من الشحنة (V = kₑ · q / r).

جميع النقاط التي لها نفس البعد عن الشحنة لها نفس الجهد، مما يشكل سطحاً كروياً.

Solution Method: For single point charges, equipotential surfaces are spherical in shape, because the electric potential depends only on the distance from the charge (V = kₑ · q / r).

All points at the same distance from the charge have the same potential, forming a spherical surface.

الإجابة الصحيحة: ب) أسطح كروية

\[5 \star\]

ما هو الجهد الكهربائي عند نقطة تبعد 2 متر عن شحنة مقدارها 1 كولوم؟

V = kₑ · q / r

اختر الإجابة الصحيحة


أ
4.494 × 10⁹ فولت
ب
8.988 × 10⁹ فولت
ج
1.7976 × 10¹⁰ فولت
د
2.6964 × 10¹⁰ فولت

طريقة الحل: باستخدام قانون الجهد الكهربائي لشحنة نقطية: V = kₑ · q / r

حيث kₑ = 8.988 × 10⁹ نيوتن·م²/كولوم²، q = 1 كولوم، r = 2 متر

V = (8.988 × 10⁹) × 1 / 2 = 4.494 × 10⁹ فولت

Solution Method: Using the formula for electric potential of a point charge: V = kₑ · q / r

Where kₑ = 8.988 × 10⁹ N·m²/C², q = 1 C, r = 2 m

V = (8.988 × 10⁹) × 1 / 2 = 4.494 × 10⁹ volts

الإجابة الصحيحة: أ) 4.494 × 10⁹ فولت

\[6 \star\]

كيف تختلف خطوط تساوي الجهد لشحنتين نقطيتين مختلفتين في النوع عن تلك الخاصة بشحنة مفردة؟

اختر الإجابة الصحيحة


أ
لا تختلف أبداً
ب
تختلف فقط في المنطقة الواصلة بين الشحنتين
ج
تختلف في كل مكان
د
تختلف فقط بالقرب من الشحنة الموجبة

طريقة الحل: في حالة شحنتين نقطيتين مختلفتين في النوع، توجد نقاط تساوي الجهد حول كل شحنة، لكن شكل خطوط تساوي الجهد يختلف في المنطقة الواصلة بين الشحنتين.

في هذه المنطقة، يتأثر الجهد بكلتا الشحنتين، مما يؤدي إلى تشوه في شكل الأسطح المتساوية الجهد.

Solution Method: In the case of two point charges of opposite types, equipotential points exist around each charge, but the shape of the equipotential lines differs in the region between the two charges.

In this region, the potential is affected by both charges, leading to a distortion in the shape of the equipotential surfaces.

الإجابة الصحيحة: ب) تختلف فقط في المنطقة الواصلة بين الشحنتين

\[7 \star\]

ما هي خاصية خطوط المجال الكهربائي التي لا تنطبق على خطوط تساوي الجهد؟

اختر الإجابة الصحيحة


أ
أنها لا تتقاطع
ب
أنها تبدأ من الشحنة الموجبة وتنتهي عند السالبة
ج
أنها تكون عمودية على بعضها البعض
د
أن كثافتها تتناسب مع قوة المجال

طريقة الحل: خطوط المجال الكهربائي تبدأ من الشحنة الموجبة وتنتهي عند الشحنة السالبة، بينما خطوط تساوي الجهد لا يكون لها اتجاه محدد ولا تبدأ أو تنتهي عند شحنة معينة.

هذه الخاصية (بداية الخطوط من الموجبة ونهايتها عند السالبة) تنطبق فقط على خطوط المجال الكهربائي وليس على خطوط تساوي الجهد.

Solution Method: Electric field lines start from positive charges and end at negative charges, while equipotential lines do not have a specific direction and do not start or end at specific charges.

This property (lines starting from positive and ending at negative charges) applies only to electric field lines and not to equipotential lines.

الإجابة الصحيحة: ب) أنها تبدأ من الشحنة الموجبة وتنتهي عند السالبة

<<< Equipotential and Electric Field Lines >>>

Equipotential and Electric Field Lines

Electric Field (E)

For a point charge:
\[ E = \frac {kₑ . q }{ r^2}\] Where:
\[kₑ = 8.988×10^9 \]N·m²/C² (Coulomb's constant)
q = charge magnitude
r = distance from the charge

Electric Potential (V)

For a point charge:
\[V =\frac{ kₑ . q}{ r}\] For two charges:
\[ V_{total}= kₑ(\frac {q_1}{r_1} + \frac {q_2}{r_2} )\]

Equipotential Lines

Imaginary surfaces where the electric potential is equal at all points.
Their properties:
  • They are perpendicular to electric field lines
  • They do not intersect with each other
  • For single charges, they are spherical in shape

Electric Field Lines

Imaginary lines showing the direction and strength of the electric field:
←←← (for negative charge)
→→→ (for positive charge)
  • Start from positive charge and end at negative charge
  • Their density is proportional to field strength
  • Do not intersect

Comparison Between Them

Property Field Lines Equipotential Lines
Direction Indicate force direction No direction
Work Done Work depends on path Work = zero when moving along the line

Equipotential and Electric Field
 
Question: Can a charge move between two points in an electric field without doing work?
When we move a charge between two points that have the same potential, we do no work on the charge because it has the same potential
For a single point charge, points that have the same distance from the charge have the same potential
For two point charges of different types, equipotential points resemble those of single charges
But the field differs in the region between the two charges Two point charges of different types
Equipotential points exist around each charge, the shape of equipotential points and the field differs in the region between the two charges
In this simulation, you can adjust the charge and position of the two charges using sliders or input boxes. The sliders work
but they don't work smoothly due to the complexity of calculations
So it might be better for you to use input boxes
Choose the 3D view and the electric potential appears as a third dimension
Choose the equipotential view and you'll see a 2D view with equipotential lines displayed
In this view, you can also choose to see vectors showing the direction of the electric field



Quiz on Equipotential and Electric Field Lines

\[1 \star\]

What is the relationship between equipotential lines and electric field lines?

Choose the correct answer


A
Always parallel
B
Always perpendicular
C
Intersect at 45 degrees
D
No relationship between them

Solution Method: Equipotential lines are imaginary surfaces where the electric potential is equal at all points. One of their fundamental properties is that they are perpendicular to electric field lines.

Correct Answer: B) Always perpendicular

\[2 \star\]

What is the magnitude of the electric field for a point charge of 2 Coulombs at a distance of 3 meters?

E = kₑ · q / r²

Choose the correct answer


A
1.996 × 10⁹ Newton/Coulomb
B
3.992 × 10⁹ Newton/Coulomb
C
5.988 × 10⁹ Newton/Coulomb
D
7.984 × 10⁹ Newton/Coulomb

Solution Method: Using the formula for electric field of a point charge: E = kₑ · q / r²

Where kₑ = 8.988 × 10⁹ N·m²/C², q = 2 C, r = 3 m

E = (8.988 × 10⁹) × 2 / (3)² = (17.976 × 10⁹) / 9 = 1.996 × 10⁹ N/C

Correct Answer: A) 1.996 × 10⁹ Newton/Coulomb

\[3 \star\]

Can a charge move between two points in an electric field without doing work?

Choose the correct answer


A
Yes, if the two points are on the same equipotential line
B
No, work is always done to move a charge in an electric field
C
Yes, if the two points are on the same electric field line
D
No, unless the charge is positive

Solution Method: When we move a charge between two points that have the same electric potential (i.e., on the same equipotential line), no work is done on the charge because the potential difference between them is zero.

Work = Charge × Potential Difference, and when the potential difference is zero, the work is zero.

Correct Answer: A) Yes, if the two points are on the same equipotential line

\[4 \star\]

What is the shape of equipotential lines for a single point charge?

Choose the correct answer


A
Straight lines
B
Spherical surfaces
C
Cylindrical
D
Cubic

Solution Method: For single point charges, equipotential surfaces are spherical in shape, because the electric potential depends only on the distance from the charge (V = kₑ · q / r).

All points at the same distance from the charge have the same potential, forming a spherical surface.

Correct Answer: B) Spherical surfaces

\[5 \star\]

What is the electric potential at a point 2 meters away from a charge of 1 Coulomb?

V = kₑ · q / r

Choose the correct answer


A
4.494 × 10⁹ volts
B
8.988 × 10⁹ volts
C
1.7976 × 10¹⁰ volts
D
2.6964 × 10¹⁰ volts

Solution Method: Using the formula for electric potential of a point charge: V = kₑ · q / r

Where kₑ = 8.988 × 10⁹ N·m²/C², q = 1 C, r = 2 m

V = (8.988 × 10⁹) × 1 / 2 = 4.494 × 10⁹ volts

Correct Answer: A) 4.494 × 10⁹ volts

\[6 \star\]

How do equipotential lines for two point charges of opposite types differ from those of a single charge?

Choose the correct answer


A
They never differ
B
They differ only in the region between the two charges
C
They differ everywhere
D
They differ only near the positive charge

Solution Method: In the case of two point charges of opposite types, equipotential points exist around each charge, but the shape of the equipotential lines differs in the region between the two charges.

In this region, the potential is affected by both charges, leading to a distortion in the shape of the equipotential surfaces.

Correct Answer: B) They differ only in the region between the two charges

\[7 \star\]

Which property of electric field lines does NOT apply to equipotential lines?

Choose the correct answer


A
They do not intersect
B
They start from positive charge and end at negative charge
C
They are perpendicular to each other
D
Their density is proportional to field strength

Solution Method: Electric field lines start from positive charges and end at negative charges, while equipotential lines do not have a specific direction and do not start or end at specific charges.

This property (lines starting from positive and ending at negative charges) applies only to electric field lines and not to equipotential lines.

Correct Answer: B) They start from positive charge and end at negative charge

اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location

No comments:

Post a Comment

🧮 Calculator
🗑️
✏️ قلم