المجال الكهربائي( 12G ) Electric field (10 A)

 
 

<<< المجال الكهربائي >>>

  • اضغط هنا تظهر نواتج التعلم
  • Click here to view the learning outcomes
  • لماذا تبتعد وحدة الشحن الموجبة عن الشحنة الموجبة

    لماذا تقترب وحدة الشحن الموجبة من الشحنة السالبة
    ماذا يوجد حول الشحن الكهربائية

     

    يوجد حول الشحن الكهربائية مجال كهربائي

    وهي منطقة تحيط بالشحنة وتظهر فيها أثار القوة الكهربائية
    و المجال الكهربائي كمية متجهه لها مقدار واتجاه

    معلومات مفيدة:حساب مقدار واتجاه المجال الكهربائي

    نضع شحنة اختبار صغيرة وموجبة عند النقطة المطلوب حساب المجال عندها

    نحسب القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة الاختبار \[F_e=\frac{K.Q.q}{r^2}\]

    فيكون المجال الكهربائي مقدار القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة الإختبار مقسوما على شحنة الإختبار عند تلك النقطة \[E=\frac{F_e}{q}= \frac{\frac{K.Q.q}{r^2}}{q}=\frac{K.Q}{r^2} \]

    ويقدر بوحدة نيوتن / كولوم

    تحديد الاتجاه هناك طريقتتين

    الطريقة الأولى :نضع شحنة أختبار عند النقطة المطلوب تحديد الاتجاه عندها وحسب قواعد المتجهات حاصل ضرب عدد في متجه فإذا تم وضع شحنة موجبة فإن اتجاه المجال بنفس اتجاه القوة وإذا كانت شحنة الأختبار سالبة فإن اتجاه المجال عكس اتجاه القوة الكهربائية

    الطريقة الثانية : من خلال رسم خطوط المجال لشحنة موجبة ولشحنة سالبة
    خطوط المجال لشحنة موجبة خارجة من الشحنة


    خطوط المجال لشحنة سالبة داخلة على الشحنة

    المجال الكهربائي


    في هذه المحاكاة نضع شحنة إختبار داخل منطقة المجال ويتم معرفة اتجاه القوة المؤثرة على شحنة الإختبار
    ومن خلال القوة وشحنة الأخنبار نحدد اتجاه المجال الكهربائي

    1

    أحد وحدات القياس التالية تكافئ وحدة قياس المجال الكهربائي

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل
  • أختر الإجابة الصحيحة






    2

    مجال كهربائي شدته \[E=3×10^2\;\;N/C\] وضع إلكترون داخل المجال فإن القوة الكهربائية المؤثرة على الإلكترون تعادل \[q_e=1.6 ×10^{-19}C\]

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل
  • أختر الإجابة الصحيحة






    تخطيط المجال الكهربائي
    صفات خطوط المجال الكهربائي

    هي خطوط وهمية تخرج من الشحنات الموجبة وتدخل في الشحنات السالبة
    تناسب كثافة خطوط المجال طردياً مع مقدار الشحنة الكهربائية
    اتجاه المجال عن أي نقطة هو المماس لخط المجال عند تلك النقطة
    خطوط المجال الكهربائي لا تتقاطع
    يوجد نوعين من المجال الكهربائي
    مجال منتظم وهو مجال ثايت المقدار والاتجاه عند جميع النقاط خطوطه مستيمة متوازية
    مجال غير منتظم وهو مجال غير ثابت المقدار أو الاتجاه أو كلاهما معا





    <<<تطبيقات المجالات الكهربائية >>>

  • اضغط هنا تظهر نواتج التعلم
  • ماذا يحدث لطاقة الوضع لكرة عندما نرفع الكرة عن سطح الأرض

    ماذا يحدث لطاقة الوضع الكهربائية لشحنة موجبة عندما يتم تحريكها باتجاه المجال

    ماذا يحدث لطاقة الوضع الكهربائية لشحنة سالبة عندما يتم تحريكها بعكس اتجاه المجال

    ماذا يحدث لطاقة الوضع الكهربائية لشحنة سالبة عندما يتم تحريكها باتجاه المجال

    ماذا يحدث لطاقة الوضع الكهربائية لشحنة موجبة عندما يتم تحريكها بعكس اتجاه المجال

     

    الكرة كلما اقتربت من سطح الأرض تقل طاقة الوضع الجذبية فهي غير قادرة على العودة إلى موقعها

    عندما نحرك شحنة موجبة باتجاه المجال تقل طاقة الوضع الكهربائية فهي غير قادرة على العودة إلى موقعها

    عندما نحرك شحنة موجبة عكس اتجاه المجال تزداد طاقة الوضع الكهربائية فهي قادرة على العودة إلى موقعها دون تأثير قوى خارجية

    عندما نحرك شحنة سالبة باتجاه المجال تزداد طاقة الوضع الكهربائية فهي قادرة على العودة إلى موقعها

    عندما نحرك شحنة سالبة عكس اتجاه المجال تقل طاقة الوضع الكهربائية فهي غير قادرة على العودة إلى موقعها دون تأثير قوى خارجية


    أكمل بيانات الجدول التالي

    التغير في طاقة الوضع الكهربائية

    اتجاه حركة الشحنة

    نوع الشحنة

    \[...........\]

    بإتجاه المجال

    موجبة

    \[...........\]

    عكس المحال

    موجبة

    \[...........\]

    بإتجاه المجال

    سالبة

    \[...........\]

    عكس المحال

    سالبة

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل
  • فرق الجهد بين نقطتين

    هو عبارة عن جهد النقطة النهائية مطروح منها جهد النقطة البدائية

    عندما يطلب أحسب فرق الجهد بين النقطتين \[A,B\]

    ينم حسابها بالشكل التالي \[ ∆ 𝑉_{𝐴𝐵}=𝑉_B - 𝑉_A\]

    والجهد عند نقطة هو عبارة عن طاقة الوضع التي تختزنها وحدة الشحن عند تلك النقطة أي عندما يطلب حساب الجهد عند نقطة داخل مجال كهربائي نضع شحنة اختبار عند تلك النقطة ونحدد طاقة الوضع الكهربائية التي تختزنها شحنة الاختبار عند تلك النقطة ونقسم على شحنة الاختبار \[∆ 𝑉_{𝐴𝐵}=\frac{PE_B}{q}-\frac{PE_A}{q}=\frac{∆PE_{AB}}{q}\]

    \[∆PE_{AB}= W_{A→B} \] هنا الشغل المبذول في تحيك الشحنة من نقطة البداية إلى نقطة النهاية بوساطة قوة خارجية لو تم استخدام قوة داخلية في بذل الشغل نضيف للعلاقة السابقة إشارة سالب حتى تتحقق المساواة \[ ∆ 𝑉_{𝐴𝐵}= \frac{ W_{A→B}}{q}\]

    متى يكون فرق الجهد بين نقطتين موجب ومتى يكون سالب ومنى يكون معدوم

    في الشكل أدناه متى فرق الجهد \[∆𝑉_{AB}\]

    موجب أم سالب أم معدوم


    للإجابة نضع شحنة اختبار موجبة أو سالبة عند نقطة البداية ويتم نقلها إلى نقطة النهاية بوساطة قوة خارجية التي هي معاكسة للقوة الداخلية فإذا كانت القوة الخارجية باتجاه الإزاحة فإن الشغل المبذول موجب أي أكبر من الصفر وإذا كانت القوة الخارجية عكس الإزاحة فإن الشغل المبذول سالب أي أصغر من الصفر وإذا كانت القوة عمودية على الإزاحة فإن الشغل معدوم ثم نطبق العلاقة مع الأخذ بعين الاعتبار نوع شحنة الاختبار \[ ∆ 𝑉_{𝐴𝐵}= \frac{ W_{A→B}}{q}\]يكون فرق الجهد موجب عندما \[ ∆ 𝑉_{𝐴𝐵}>0\] يكون فرق الجهد سالب عندما \[ ∆ 𝑉_{𝐴𝐵}<0\] يكون فرق الجهد معدوم عندما \[ ∆ 𝑉_{𝐴𝐵}=0\]


    تجربة قياس الجهد الكهربائي لشحنة نقطية
    قم بإختيار نوع الشحنة المولدة للمجال حرك مقياس الجهد إلى الموقع المطلوب قياس جهده
    غير الموقع وانظرإلى القياس مره أخرى وحدد الفرق

    قم بقياس الجهد للنقاط التي لها نفس البعد عن الشحنة ماذا تستنتج
    ..................................................................
    قم بقياس الجهد لعدد من النقاط بإتجاه المجال ماذا تستنتج
    ..................................................................
  • اضغط هنا تظهر النتائج المطلوبة
  • قياس فرق الجهد بين نقطتين في مجال منتظم

    أي من الأشكال أدناه يمثل مجال منتظم وايهما يمثل مجال غير منتظم


    من صفات المجال المنتظم هو مجال ثابت المقدار والاتجاه عند جميع النقاط خطوطه مستقيمة متوازية تبعد نفس البعد عن بعضها البعض


    تجربة قياس فرق الجهد بين لوحي مكثف مجال منتظم

    فرق الجهد يعادل \[∆𝑉=1.5 \;\;V \Rightarrow\;\;V^+=1.5 \;\;V\;\;\;,\;\;\;V^-=0V\] عند قياس فرق الجهد بين لوح المكثف السالب والنقطة \[A\]\[∆𝑉=1 \;\;V \Rightarrow\;\;V_A^+=1 \;\;V\;\;\;,\;\;\;V^-=0V\] عند قياس فرق الجهد بين لوح المكثف السالب والنقطة \[B\]\[∆𝑉=0.5 \;\;V \Rightarrow\;\;V_B^+=0.5 \;\;V\;\;\;,\;\;\;V^-=0V\] عند قياس فرق الجهد بين لوح المكثف السالب والنقطة \[C\]\[∆𝑉=0.5 \;\;V \Rightarrow\;\;V_C^+=0.5 \;\;V\;\;\;,\;\;\;V^-=0V\]
  • اضغط هنا تظهر النتائج المطلوبة

  • يعطى فرق الجهد في مجال كهربائي منتظم بالعلاقة \[ ∆V_{AB}= E . d \] \[E\] قوة المجال الكهربائي \[d=0.3m \] الازاحة الموازية لخطوط المجال

    3

    ثلاث نقاط داخل مجال منتظم كما في الشكل أدناه أحد الخطوط تمثل الشكل الصحيح لخطوط المجال المنتظم علما بأن \[ V_A=8V , V_B=6V , V_C=8V \]

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل
  • أختر الإجابة الصحيحة






    4

    في الشكل أدناه مجال كهربائي منتظم شدته \[E=1000\frac{N}{C}\] فإن فرق الجهد بين النقطتين \[∆𝑉_{𝑎 𝑑} \]
    تعادل

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل
  • أختر الإجابة الصحيحة






    تجربة تجربة مليكان

    في هذه المحاكاة هي نسخة مبسطة من تجربة قام بها روبرت مليكان ، برش قطرات زيت متأينة قليلاً في مجال كهربائي وتم ملاحظة القطرات وتم تغير الجهد حتى تصبح القطرة متزنة وتكون القوة الكهربائية تعادل وزن القطرة

    من خلال التجربة التالية أجب عن الأسئلة


    \[ ..................... \]

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل
  • قطرة الزيت المشحونة بشحنة موجبة ما هو سبب اتجاه حركتها نحو الارض

    \[ ...................... \]

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل
  • عند دخول القطرة الصندوق المشحون حدد اتجاه المجال الكهربائي وما هي القوى المتأثرة بها

    \[ ..................... \]

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل
  • ما هي العلاقة التي يتم من خلالها حساب شدة المجال داخل الصندوق

    \[ ...................... \]

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل
  • غير ملكان شدة المجال الكهربائي حتى أصبحت القطرة متزنة استنتج العلاقة التي يتم من خلالها حساب شحنة القطرة



    حوار بين مدرس الفيزياء وطالب

    الطالب

    مدرس الفيزياء

    على السطح الخارجي للموصل

    عند شحن موصل اين تتوضع الشحنات

    لا تتحرك لعدم وجود مجال على السطح المجال الكهربائي عمودي على السطح

    هل تتحرك الشحنات على سطح الموصل ولماذا

    لا توجد شحنات نتيجة قوة التنافر بين الشحنات وتتباعد وابعد مكان هو السطح الخارجي

    لو كان الموصل أجوف هل توجد شحنات على السطح الداخلي ولماذا ؟

    تتجمع الشحنات على الرأس المدبب لعدم امكانية تباعد الشحنات

    لو كان الموصل ذو راس مدبب هل يكون توزع الشحنات بشكل منتظم ولماذا ؟

    سعة مكثف

    سعة مكثف :وهي مقدرة المكثف على استيعاب الشحن

    قد يكون المكثف غير مشحون ومع ذلك نقول أن للمكثف سعة

    في هذه المحاكاة
    توضح طريقة شحن المكثف بوساطة بطارية والعلاقة بين فرق الجهد بين طرفي المكثف وشحنة المكثف


    أكمل بيانات الجدول التالي من خلال التجربة

    سعة المكثف \[C=\frac{q}{∆𝑉}...F\]

    شحنة المكثف \[q=...C\]

    فرق الجهد بين طرفي المكثف \[∆𝑉=...V\]

    \[C=..........\]

    \[q=..........\]

    \[∆𝑉=..........\]

    \[C=..........\]

    \[q=..........\]

    \[∆𝑉=..........\]

    \[C=..........\]

    \[q=..........\]

    \[∆𝑉=..........\]

    ارسم الخط البياني بين فرق الجهد وشحنة المكثف على الخط البياني أدناه


    احسب ميل الخط البياني ماذا تستنتج من خلال التجربة السابقة \[.......................................................\] \[.......................................................\] \[.......................................................\]

  • اضغط هنا تظهر طريقة الحل
  • اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location

    Comments