ملخص درس المجال الكهربائي فيزياء الصف العاشر المتقدم

الصف الصف العاشر متقدم
الفصل فيزياء عاشر متقدم
المادة الفصل الثاني
حجم الملف 2.06 MB
عدد الزيارات 36
تاريخ الإضافة 2021-08-04, 22:42 مساء

ملخص درس المجال الكهربائي فيزياء الصف العاشر المتقدم

الوحدة الرابعة الكهرباء السكونية

الفصل الثاني المجال الكهربائي

المجال الكهربائي : هي المنطقة المحيطة بالشحنة الكهربائية والتي يظهر فيها تأثير القوة الكهربائية .

الشحنة الكهربائية لا تؤثر بقوة مباشرة على شحنة أخرى بل يتم ذلك عبر مجالها الكهرباني ، حيث تعمل الشحنة الأولى على توليد مجال كهربائي يقوم بالتأثير بقوة على الشحنة الثانية

شحنة الاختبار : هي شحنة افتراضية موجبة وصغيرة .

استخدام شحنة الاختبار : 

(۱) للاستدلال على وجود المجال الكهربائي.

(۲) تحديد اتجاه المجال الكهربائي عند نقطة

سؤال [۱] علل : تكون شحنة الأختبار صغيرة وموجبة . 

الإجابة : حتى لا تؤدي إلى إحداث تغيير في المجال الكهربائي المراد قياسه من حيث المقدار والاتجاه ..

شدة المجال الكهربائي " م" : هي القوة التي يؤثر بها المجال الكهربائي على شحنة الاختيار الموضوعة في تلك النقطة مقسوما على مقدار تلك الشحنة

ملاحظة : عند وضع شحنة كهربائية نقطية مقدارها "ش في مجال كهربائي شدته " م " فإن المجال الكهربائي يؤثر على الشحنة بقوة كهربائية " " تعطى بالعلاقة ق = م × ش

ويكون اتجاه القوة الكهربائية بنفس اتجاه المجال الكهربائي إذا كانت الشحنة موجبة وبعكس اتجاه المجال إذا كانت الشحنة سالبة ، كما في الشكل المجاور.

فمثلا عند وضع بروتون و إلكترون في مجال كهربائي ، فإن اتجاه القوة المؤثرة على البروتون تكون بنفس اتجاه المجال لأنه يحمل شحنة موجبة بينما يكون اتجاه القوة المؤثرة على الإلكترون بعكس اتجاه المجال لأنه سالب الشحنة

سؤال [۲] علل : تتحرك الإلكترونات الحرة بعكس اتجاه المجال الكهربائي المؤثر. 

الإجابة : لأن الإلكترون يحمل شحنة كهربائية سالبة فيكون اتجاه القوة المؤثرة عليه من المجال الكهربائي بعكس اتجاه المجال لذلك يتحرك الإلكترون باتجاه القوة المؤثرة عليه بعكس اتجاه المجال

سؤال [۳] لماذا تم استخدام شحنة اختبار صغيرة المقدار موجبة لتحديد المجال الكهربائي عند نقطة ما ؟

الاجابة : تم اختيار شحنة صغيرة موجبة لتحديد المجال الكهربائي عند نقطة ما ، لأن المجال الكهربائي للشحنة الموجبة يخرج منها | فهو معروف الأصل والاتجاه ، وتم اختيارها صغيرة حتى لا تؤثر أبعادها على الأبعاد حولها .
وحدة القوة الكهربائية نيوتن 

ملاحظات على المجال الكهربائي : 

١. المجال الكهربائي كمية متجهة ، لذلك لا تعوض الإشارة السالبة للشحنة في القانون .

۲. إذا كانت الشحنة موجبة فإن اتجاه المجال الكهربائي الناتج منها عند نقطة ما يكون كما في الشكل المجاور. 

٣. إذا كانت الشحنة سالبة فإن اتجاه المجال الكهربائي الناتج منها عند نقطة ما يكون كما في الشكل المجاور. 

٤. إذا وضعت شحنة موجبة داخل مجال كهربائي فإنها تتحرك بنفس اتجاه خطوط المجال الكهربائي ، وإذا كانت سالبة فإنها تتحرك بعكس اتجاه خطوط المجال الكهربائي

سؤال [4] ماذا نعني بقولنا إن مجالا كهربائية مقداره 5 نيوتن / کولوم . 

الإجابة : أي أن هذا المجال يؤثر بقوة مقدارها 5 نيوتن على شحنة نقطية مقدارها ۱ کولوم توضع فيه . 

سؤال [٥] في الشكل المجاور ن استخرج ثلاثة أخطاء وع فيها طالب رسم خطوط المجال الكهرباني كما في الشكل المجاور : 

الإجابة : ١. تقاطع خطوط المجال الكهربائي .

۲ خروج خطوط المجال الكهربائي من الشحنة السالبة ودخولها إلى الشحنة الموجبة 

۳. عودة خطوط المجال الكهربائي إلى الشحنة نفسها ( تذكر خطوط المجال الكهربائي غیر مقلة ) 

سؤال [٦] يمثل الشكل المجاور خطوط المجال الكهربائي لشحنة نقطية تمعن الشكل ثم أجب عما يلي : 

۱. على ماذا يدل تباعد خطوط المجال الكهربائي عن بعضها . 

۲. هل يعتبر المجال الناتجة عن شحنة نقطية مجالا منتظما أم لا. فسر إجابتك 

الإجابة ؛ 1. يدل على أن اتجاه المجال الكهربائي غير ثابت وكذلك مقدار المجال غير ثابت كلما ابتعدنا عن الشحنة، أي المجال الكهربائي غير منتظم . 

٢. لا تعتبر المجال الكهربائي الناتج عن شحنة نقطية مجالا منتظما ، وذلك لأن خطوط المجال الكهربائي تتباعد في كل الاتجاهات كلما ابتعدنا عن الشحنة مما يدل على تناقص مقدار المجال كلما ابتعدنا عن الشحنة ، كما أن خطوط المجال تشير إلى اتجاهات مختلفة مما يعني أن اتجاهه غير ثابت وبالتالي فإن المجال الكهربائي الناتج عن الشحنة النقطية مجالا غير منتظما

سؤال [۷] شحنة مقدارها + ۲ میکرو کولوم وضعت في مجال كهرباني مقداره 50 نيوتن /کولوم ، احسب مقدار واتجاه القوة المؤثرة على هذه الشحنة. الحل :. يكون اتجاه القوة بنفس اتجاه المجال الكهربائي لكونها موجبة.

 

خطوط المجال الكهربائي 

يمكن تمثيل المجال الكهربائي في منطقة حول شحنة كهربائية ما عن طريق رسم خطوط القوى الكهربائية حول هذه الشحنة

خط القوة الكهربائية : هو المسار الذي تسلكه شحنة اختبار موجبة عند وضعها في نقطة في المجال الكهربائي

يمكن تخطيط المجال الكهربائي للشحنات الكهربائية باستخدام سائل مثل زيت الخروع ودقائق السميد .

مميزات خطوط المجال الكهربائي : 

(۱) تتناسب شدة المجال الكهربائي في نقطة ما تناسبا طرديا مع مقدار الشحنة المولدة للمجال الكهربائي كما في الشكل المجاور " شكل 1". 

(۲) يتناسب عدد خطوط المجال الكهربائي التي تقطع وحدة المساحة العمودية عليها " كثافة خطوط المجال " طرديا مع شدة المجال الكهربائي ، كما في الشكل المجاور 

(۳) يدل اتجاه المماس لخط المجال عند أي نقطة على اتجاه المجال في تلك النقطة كما في الشكل المجاور "3" 

(٤) خطوط وهمية تبدو خارجة من الشحنة الموجبة وتدخل إلى الشحنة السالبة ، كما في الشكل المجاور " 4 "

(٥) خطوط المجال الكهربائي لا تتقاطع. ويبين الشكل المجاور خطوط المجال الكهربائي لبعض الشحنات الكهربائية :

شحنة موجبة مفردة

شحنتين متشابهتن (موجبتين)

ملاحظات على خطوط المجال الكهربي

يتناسب عدد خطوط المجال الكهربائي التي تعبر وحدة المساحة من سطح ما مع مقدار المجال عند ذلك السطح، وبذلك يكون مقدار المجال كبيرا في المنطقة التي تتقارب فيها خطوط المجال ، بينما يكون مقداره صغيرا في المنطقة التي تتباعد فيها الخطوط 

سؤال [۱۰] علل : خطوط المجال الكهربائي لا تتقاطع . 

الإجابة : لأنها لو تقاطعت لكان عند نقطة التقاطع اتجاهان المجال الكهربائي وهذا غير ممكن . 

سؤال [۱۱] معتمدا على الشكل المجاور ، الذي يمثل خطوط المجال الكهربائي لشحنتين نقطيتين ، أجب عما يلي : 

(۱) ما نوع كل شحنة ؟ 

(۲) ما نسبة الشحنة الأولى إلى الشحنة الثانية 

الاجابة : (1) الشحنة الكبرى "ش" موجبة لأن خطوط المجال خارجة منها ، الشحنة الصغرى "ش" سالبة . 

(۲) عدد خطوط المجال الخارجة من الشحنة الموجبة = 16 خطا ومن الشحنة السالبة 8 خطوط

 

المجال الكهربائي المنتظم: 

المجال الكهربائي المنتظم : هو المجال الذي يكون له نفس المقدار والاتجاه عند جميع نقاطه . يمكن الحصول على مجال كهربائي منتظم عن طريق وصل لوحين فلزيين متوازيين بقطبي بطارية أحدهما بالقطب الموجب للبطارية " يشحن بشحنة موجبة " والآخر بالقطب السالب للبطارية " يشحن بشحنة سالبة "

مميزات المجال الكهربائي المنتظم : 

(۱) تكون خطوط المجال الكهربائي المنتظم متوازية والبعد بين كل خطين منها متساوية .

(۲) شدة المجال المنتظم لها نفس المقدار عند جميع النقاط بين الصفيحتين .

ملاحظات بالنسبة للمجال المنتظم : 

(۱) توازي خطوط المجال يدل على اتجاه ثابت للمجال . 

(۲) تساوي المسافات الفاصلة بين خطوط المجال يدل على مقدار ثابت للمجال . 

(۳) إذا وضعت شحنة كهربائية في مجال كهربائي منتظم فإنها تتأثر بقوة كهربائية ثابتة المقدار والاتجاه وهذه القوة سوف تكسب الجسيم المشحون تسارعا ثابتا ( منتظما ) لذلك يمكن تطبيق معادلات الحركة بتسارع ثابت 

سؤال [٣٤] علل : لا يعد المجال الكهربائي الناجم عن شحنة نقطية مجالا منتظما ؟

الإجابة : لأن خطوط المجال تتباعد في كل الاتجاهات كلما ابتعدنا عن الشحنة مما يدل على تناقص الشحنة كما أن خطوط المجال تشير في اتجاهات مختلفة مما يعني أن اتجاهه غير ثابت

سؤال [٣٥] قارن بين المجال الكهربائي المنتظم وغير المنتظم ، وبين كيف يمكن الحصول على كل منهما . 

الإجابة : المجال الكهربائي المنتظم : يكون ثابت في المقدار والاتجاه عند جميع نقاطه ، ويمكن الحصول عليه من توصيل لوحين فلزیین متوازيين أحدهما بالقطب الموجب لبطارية والأخر بالقطب السالبة لها ، أو من شحن لوحين فلزیین متوازيين بشحنتين متساويتين أحدهما بشحنة موجبة والأخر بشحنة سالبة 

المجال الكهربائي غير المنتظم : يكون متغير في المقدار والاتجاه ، ونحصل عليه من الحيز حول شحنة نقطية سالبة أو موجبة
 

شارك الملف