مثال على مشاكل الكهرباء الساكنة

20 مثالاً على أسئلة الكهرباء الساكنة

القوة الكهربائية

1. تقع النقطة A في مجال كهربائي . شدة المجال الكهربائي عند النقطة A هي 0,5 نيوتن/ ^كولوم . إذا وُضع جسم مشحون بشحنة مقدارها 0,25 كولوم عند النقطة A، فإن قوة كولوم المؤثرة ستكون...

أ. 0,125 نيوتن

ب. 0,25 نيوتن

ج. 0,35 نيوتن

د. 0,40 نيوتن

شرق 0,70 شمال

مناقشة

من المعروف أن:

شدة المجال الكهربائي عند النقطة أ = 0,5 نيوتن ^/كولوم

الشحنة الكهربائية عند النقطة أ = 0,25 كولوم

السؤال: قوة كولوم المؤثرة على جسم مشحون كهربائياً

الجواب:

الصيغة التي توضح العلاقة بين القوة الكهربائية (F) والمجال الكهربائي (E) والشحنة الكهربائية (q) هي:

F = q E

F = (0,25 C)(0,5 NC ^-1 )

إ = 0,125 نيوتن

الإجابة الصحيحة هي أ.

2. شحنتان مقدارهما 5 كولوم و4 كولوم تفصل بينهما مسافة 3 أمتار. إذا كان ثابت الاتزان k = 9 × 10⁹ ^نيوتن / ^{متر² /كولوم²} ، فإن مقدار قوة كولوم المؤثرة على الشحنتين هو...

أ. 2 × ^10⁹ نيوتن

ب. 60 × ^10⁹ نيوتن

ج. 2 × 10 ¹⁰ نيوتن

د. 6 × 10 ¹⁰ نيوتن

هـ. 20 × 10 ¹⁰ نيوتن

مناقشة

من المعروف أن:

الشحنة 1 (q ₁ ) = 5 كولوم

الشحنة 2 (q ₂ ) = 4 كولوم

المسافة بين الأحمال 1 و 2 (r) = 3 أمتار.

ثابت كولوم (k) = 9 ^{× 10⁹} نيوتن ^متر² كولوم⁻²

السؤال: مقدار قوة كولوم (F)

الجواب:

الإجابة الصحيحة هي ج.

3. الشحنات الكهربائية +q1 ₌ 10 ميكروكولوم، + _q2 = 20 ميكروكولوم، وq3 _مفصولة كما هو موضح في الشكل أدناه. بحيث تكون قوة كولوم المؤثرة على الشحنة q2 _تساوي صفرًا؛ فإن الشحنة q3 _هي ...

أ. +2,5 ميكروكولوم

ب. –2,5 ميكروكولوم

ج. +25 ميكروكولوم

د. –25 ميكروكولوم

E. +4 ميكروكولوم

مناقشة

من المعروف أن:

الشحنة الثانية (q ₁ ) = 10 ميكروكولوم = 10 × ^10⁻⁶ كولوم

الشحنة الثانية (q ₂ ) = 20 ميكروكولوم = 20 × ^10⁻⁶ كولوم

السؤال: ما هي الشحنة q ₃ بحيث تكون قوة كولوم المؤثرة على الشحنة q ₂ مساوية للصفر (F ₂ = 0).

الجواب:

هناك قوتان تؤثران على +q ₂.

القوة الأولى هي قوة التنافر بين الشحنة +q ₁ والشحنة +q ₂ ، وهي F ₁₂ ، والتي تتجه إلى اليمين.

لكي تكون محصلة القوة الكهربائية المؤثرة على الشحنة q₂ _{صفرًا ، يجب أن تكون الشحنة} q₃ سالبة الشحنة . لذا، فإن القوة الثانية هي قوة التجاذب بين الشحنتين +q₂ _و -q₃ _، وهي F₂₃ _، وتتجه نحو اليسار. هاتان القوتان المؤثرتان على q₂ _{متساويتان} في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه.

القوة المحصلة المؤثرة على +q ₂ تساوي صفرًا.

الإجابة الصحيحة هي ب.

4. تحمل النقطتان A وB شحنة كهربائية مقدارها -10 ميكروكولوم و+40 ميكروكولوم على التوالي. في البداية، وُضعت الشحنتان على بُعد 0,5 متر بحيث تنشأ قوة كولوم مقدارها F نيوتن. إذا تغيرت المسافة بين A وB إلى 1,5 متر، فإن قوة كولوم الناتجة هي...

أ. ¹ / ₉ ف

ب. ¹ / ₃ ف

ج. ³ / ₂ ف

د. 3 ف

هـ. 9 ف

مناقشة

قارن مناقشة السؤال رقم 9.

تم تغيير المسافة بين A و B إلى 1,5 متر أو 3 أضعاف المسافة الأصلية.

تتناسب القوة عكسياً مع مربع المسافة:

قوة كولوم التي تنشأ هي 1/9 F.

الإجابة الصحيحة هي أ.

5. نظام يحتوي على ثلاث شحنات حرة متساوية المقدار موضوع بحيث يكون متوازنًا كما هو موضح في الصورة. إذا تم تحريك الشحنة Q3 مسافة 1/3 x أقرب إلى الشحنة _{Q2 ،} فإن نسبة مقدار قوة كولوم F2 _: F1 _تصبح ...

أ. 1 : 3

ب. 2 : 3

ج. 3: 4

د. 9: 1

هـ. 9: 4

مناقشة

من المعروف أن :

المسافة بين q1 _و q2 ₌ x

المسافة بين q2 _و q3 ₌ 2/3 ×

السؤال : F2 _: F1 ₌ …. ؟

إجابة :

صيغة قانون كولوم:

الوصف: k = ثابت، q1 ₌ الشحنة 1، q2 ₌ الشحنة 2، r = المسافة بين الشحنة 1 والشحنة 2

مقارنة مقدار قوة كولوم

_{بما أن} q1 وq2 _و q3 _{متساوية} ، يتم حذفها من المعادلة. كذلك، فإن k وx2 ^{متساويتان} في القيمة وتقعان على طرفي المعادلة، لذا يتم حذفهما أيضاً.

الإجابة الصحيحة هي هـ.

٦. انظر إلى الصورة أدناه. تقع الشحنات الكهربائية الثلاث q₁ _و q₂ وq₂ _على خط مستقيم. إذا كانت q₁ = 5,0 ميكروكولوم وd = 30 سم، فإن مقدار واتجاه القوة الكهربائية المؤثرة على الشحنة q₁ هما... (k = 9 × ^10⁹ نيوتن ^متر² كولوم⁻² ⁾

أ. 7,5 نيوتن باتجاه q₁

ب. 7,5 نيوتن باتجاه q ₂

ج. 15 نيوتن باتجاه q ₁

د. 22,5 نيوتن باتجاه q ₁

هـ. 22,5 شمالاً باتجاه q ₂

مناقشة

من المعروف أن:

الشحنة الثانية (q ₁ ) = 30 ميكروكولوم = 30 × ^10⁻⁶ كولوم

الشحنة الثانية (q ₂ ) = 60 ميكروكولوم = 60 × ^10⁻⁶ كولوم

الشحنة 3 (q) = 5 ميكروكولوم = 5 × ^10⁻⁶ كولوم

المسافة بين q ₁ و q = d

المسافة بين q _{= 2} و q = 2d

د = 30 سم = 0,3 متر

د² = (0,3) ^{² =} 0,09

ثابت كولوم (k) = 9 ^{× 10⁹} نيوتن ^متر² كولوم⁻²

السؤال: مقدار واتجاه القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة كهربائية

الجواب:

هناك قوتان تؤثران على الشحنة q، وهما: F1 _باتجاه اليمين (لأن الشحنتين q وq1 _{مشحونتان بشحنة موجبة} ، لذا فإن F1 _تبتعد عنهما )، وF2 _باتجاه اليسار (لأن الشحنتين q وq2 مشحونتان _بشحنة موجبة، لذا فإن F2 _تبتعد عنهما ₎ . احسب أولًا قيمتي _F1 و _F2.

القوة المحصلة:

مجموع F = 15 – 7,5 = 7,5

القوة المحصلة تساوي 7,5 نيوتن. واتجاهها هو نفس اتجاه F1 _، أي إلى اليمين باتجاه _q2.

الإجابة الصحيحة هي ب.

المجال الكهربائي

7. توجد شحنة نقطية q عند النقطة P في مجال كهربائي ناتج عن شحنة موجبة (+)، بحيث تتعرض لقوة مقدارها 0,05 نيوتن في اتجاه الشحنة. إذا كانت شدة المجال عند النقطة P تساوي 2 × 10⁻² ^نيوتن / ^كولوم ، فإن مقدار ونوع الشحنة المولدة للمجال هما...

أ. 5,0 درجة مئوية، موجب

ب. 5,0 درجة مئوية، سالب

ج. 3,0 درجة مئوية، موجب

د. 2,5 درجة مئوية، سالب

هـ. 2,5 درجة مئوية، موجب

مناقشة

من المعروف أن:

القوة الكهربائية (F) = 0,05 نيوتن

شدة المجال الكهربائي (E) = 2 × 10⁻² ^نيوتن / ^كولوم = 0,02 نيوتن/ ^كولوم

السؤال: حجم ونوع الشحنة التي تُنشئ المجال

الجواب:

يتم حساب الشحنة الكهربائية باستخدام صيغة توضح العلاقة بين القوة الكهربائية (F) والمجال الكهربائي (E) والشحنة الكهربائية (q):

F = q E

q = F / E = 0,05 نيوتن / 0,02 نيوتن/كولوم ⁼ 2,5 كولوم

تتعرض الشحنة q لقوة كهربائية في الاتجاه نحو الشحنة (+) مما يخلق مجالًا كهربائيًا، وبالتالي فإن الشحنة q لها إشارة سالبة.

الإجابة الصحيحة هي د.

٨. المسافة بين شحنتين A و B هي ٤ أمتار. تقع النقطة C بين الشحنتين، على بُعد متر واحد من A. إذا كانت Q _A = -٣٠٠ ميكروكولوم، و Q B ₌ ٦٠٠ ميكروكولوم، و 1/4 π ε ₀ = ٩ × ١٠⁹ ^نيوتن متر² ^{كولوم⁻² ،} فإن شدة المجال الكهربائي عند النقطة C نتيجة تأثير الشحنتين هي...

أ. 9 × 10⁵ ^نانو كالوري ^–1

ب. 18 × 10 ⁵ NC ^–1

ج. 33 × 10 ⁵ NC ^–1

د. 45 × 10 ⁵ NC ^–1

هـ. 54 × 10 ⁵ NC ^–1

مناقشة

من المعروف أن:

المسافة بين الحملين A و B (r _AB ) = 4 أمتار

المسافة بين النقطة C والشحنة A (r _AC ) = 1 متر

المسافة بين النقطة C والشحنة B (r _BC ) = 3 أمتار

الشحنة A (q _A ) = -300 ميكروكولوم = -300 × 10⁻⁶ ^كولوم = -3 × ^10⁻⁴ كولوم

الشحنة B (q _B ) = 600 ميكروكولوم = 600 × ^10⁻⁶ كولوم = 6 × ^10⁻⁴ كولوم

الثابت (k) = 9 ^{× 10⁹} نيوتن متر² ^{كولوم⁻²}

السؤال: شدة المجال الكهربائي عند النقطة ج

الجواب:

المجال الكهربائي الناتج عن الشحنة A عند النقطة C:

الشحنة A سالبة لذا فإن اتجاه المجال الكهربائي يكون باتجاه الشحنة A وبعيدًا عن الشحنة B (إلى اليسار).

المجال الكهربائي الناتج عن الشحنة B عند النقطة C:

الشحنة B موجبة لذا فإن اتجاه المجال الكهربائي يكون بعيدًا عن الشحنة B ونحو الشحنة A (إلى اليسار).

المجال الكهربائي الناتج عند النقطة أ:

E _A و E _B في نفس الاتجاه لذلك يتم جمعهما معًا.

E = E _A + E _B

E = (27 × 10⁵ ⁾ + (6 × ^10⁵ )

E = 33 × 10⁵ ^نيوتن /كولوم

يكون اتجاه المجال الكهربائي باتجاه الشحنة A وبعيدًا عن الشحنة B (إلى اليسار).

الإجابة الصحيحة هي ج.

٩. يمكن لحبة غبار وزنها ١ ملليغرام أن تطفو في الهواء بسبب المجال الكهربائي الذي يمسكها. إذا كانت شحنة الغبار ٠٫٥ ميكروكولوم، وتسارع الجاذبية الأرضية ١٠ م/ث² ^، فحدد مقدار المجال الكهربائي الذي يمكنه إمساك الغبار.

أ. 5 نيوتن/كولوم

ب. 10 نيوتن/كارولاينا

ج. 20 نيوتن/كولوم

د. 25 N/C

هـ. 40 شمال/وسط

مناقشة

من المعروف أن:

كتلة الغبار (م) = 1 ملليغرام = 1 × ^10⁻⁶ كجم

شحنة الغبار (q) = 0,5 ميكروكولوم = 0,5 × ^10⁻⁶ كولوم

تسارع الجاذبية الأرضية (g) = 10 م/ ^ث²

السؤال: ما هي قوة المجال الكهربائي الذي يمسك الغبار؟

الجواب:

صيغة الوزن:

w = mg

الوصف: w = وزن الغبار، m = كتلة الغبار، g = تسارع الجاذبية الأرضية

يتم حساب قوة الجاذبية المؤثرة على الغبار أو وزن الغبار باستخدام صيغة الوزن:

الوزن = الكتلة × التسارع = (1 × 10⁻⁶ ^كجم ) × (10 م/ث² ⁾ = 10 × ^10⁻⁶ كجم م/ث² ⁼ 10 × ^10⁻⁶ نيوتن

صيغة شدة المجال الكهربائي:

E = F/q

الوصف: E = شدة المجال الكهربائي، F = القوة الكهربائية، q = الشحنة الكهربائية

يطفو الغبار في الهواء، لذا يجب أن تكون محصلة القوى المؤثرة عليه صفرًا. تتجه جاذبية الغبار نحو الأسفل، لذا يجب أن تتجه القوة الكهربائية نحو الأعلى، ويجب أن يتساوى مقدار جاذبية الغبار مع مقدار القوة الكهربائية، وبالتالي تكون محصلة القوى المؤثرة على الغبار صفرًا. لذا، يمكن استبدال F في معادلة شدة المجال الكهربائي بـ w في معادلة الوزن.

E = F/q = w/q

E = (10 × 10⁻⁶ ^نيوتن ) / (0,5 × ^10⁻⁶ كولوم)

E = 10 نيوتن / 0,5 كولوم

E = 20 نيوتن/كولوم

الإجابة الصحيحة هي ج.

10. شحنتان، q1 ₌ 32 ميكروكولوم و q2 ₌ -214 ميكروكولوم، تفصل بينهما مسافة x كما هو موضح في الشكل أعلاه. إذا كانت شدة المجال الكهربائي الناتج عند النقطة p، التي تبعد 10 سم عن q2 _، تساوي صفرًا، فإن مقدار x هو...

أ. 20 سم

ب. 30 سم

ج. 40 سم

D. 50 سم

هـ. 60 سم

مناقشة

من المعروف أن:

الشحنة 1 (Q ₁ ) = 32 ميكروكولوم

الشحنة 2 (Q ₂ ) = -214 ميكروكولوم

المسافة بين النقطة p و q ₁ = x + 10 سم

المسافة بين النقطة p و q ₂ = 10 سم

السؤال: س

الجواب:

يمثل E1 المجال الكهربائي الناتج عن الشحنة Q1 _. ويتجه هذا المجال بعيدًا عن Q1 _لأن Q1 _مشحونة بشحنة موجبة. _{أما E2} فيمثل المجال الكهربائي الناتج عن الشحنة Q2 _. ويتجه هذا المجال نحو Q2 _لأن Q2 _مشحونة بشحنة سالبة.

عند النقطة p التي تبعد 10 سم عن Q ₂ ، تكون شدة المجال الكهربائي الناتج صفرًا.

استخدم صيغة ABC:

11. توجد نقطة مشحونة بشحنة q عند النقطة P في مجال كهربائي ناتج عن شحنة موجبة (+)، بحيث تتعرض لقوة مقدارها 0,05 نيوتن. إذا كان مقدار الشحنة +5 × 10⁻⁶ ^كولوم ، فإن مقدار المجال الكهربائي عند النقطة P هو...

أ. 2,5 × ^10³ نانو ^كالوري

ب. 3.0 × 10 ³ NC ^–1

ج. 4,5 × 0 ³ NC ^–1

د. 8,0 × 10 ³ NC ^–1

هـ. 10 ⁴ NC ^–1

مناقشة

من المعروف أن:

القوة الكهربائية (F) = 0,05 نيوتن

الشحنة الكهربائية (Q) = +5 × ^10⁻⁶ كولوم = 0,000005

السؤال: ما مقدار المجال الكهربائي عند النقطة P؟

الجواب:

الصيغة التي توضح العلاقة بين المجال الكهربائي والقوة الكهربائية والشحنة الكهربائية:

E = F / Q

E = 0,05 نيوتن / 0,000005 كولوم

E = 5 نيوتن / 0,0005 كولوم

E = 10.000 نيوتن/كولوم

E = 10 ⁴ نيوتن/كولوم

E = 10 ⁴ NC ^-1

الإجابة الصحيحة هي هـ.

قانون كولوم

١٢. ثلاث شحنات مرتبة كما هو موضح في الشكل أدناه. قوة كولوم المؤثرة على الشحنة B هي... (k = 9 × 10⁹ ^نيوتن متر² ^{كولوم⁻² ، 1 ميكروكولوم} = 10⁻⁶ ^كولوم )

أ. 09 × 10¹ شحنة من N إلى C
ب. 09 × 10¹ N لشحن A
ج. 18 × 10¹ شحنة من N إلى C
د. 18 × 10¹ N لشحن A
هـ. 36 × 10¹ شحنة من N إلى C

مناقشة
معروف :
q_A = 10 ميكروكولوم = 10 × 10^-6 C = 10^-5 الكولون وحدة قياس للكهرباء
q_B = 10 ميكروكولوم = 10 × 10^-6 = 10^-5 الكولون وحدة قياس للكهرباء
q_C = 20 ميكروكولوم = 20 × 10^-6 = 2 × 10^-5 الكولون وحدة قياس للكهرباء
r_AB = 0,1 متر = 10^-1 متر
r_BC = 0,1 متر = 10^-1 متر
ك = 9 × 10⁹ Nm²C^-2
سأل القوة الكولومبية التي تتعرض لها الشحنة B
جواب :

هناك قوتان كولوم أو قوتان كهربائيتان تؤثران على الشحنة B، وهما قوة كولوم بين الشحنتين A وB (F_{_AB} ) وقوة كولوم بين الشحنتين B وC (F _{_BC} ). وتُعدّ قوة كولوم المؤثرة على الشحنة B محصلة القوتين F_{_AB} وF_{_BC}.

قوة كولوم بين الشحنتين A و B:
الشحنة A لها إشارة موجبة والشحنة B لها إشارة موجبة، لذا F_AB باتجاه الشحنة ج.

قوة كولوم بين الشحنتين B و C:
الشحنة B موجبة والشحنة C موجبة، لذا فإن F_BC فيما يتعلق بالشحنة أ.

قوة كولوم التي تتعرض لها الشحنة B:
F_B = F._BC - واو_AB = 180 – 90 = 90 نيوتن
مقدار قوة كولوم التي تتعرض لها الشحنة B (F_B) هي 90 نيوتن. اتجاه F_B نفس اتجاه F_BC أي فيما يتعلق بالتهمة أ.
الإجابة الصحيحة هي ب.

13. مقدار واتجاه قوة كولوم المؤثرة على الشحنة B هو... (k = 9 × 10⁹ ^{نيوتن متر²} كولوم⁻² ^، 1 ميكروكولوم = 10⁻⁶ ^كولوم )

أ. 2,5 كيلو أوم² r^-2 إلى اليسار
ب. 2,5 كيلو أوم² r^-2 إلى اليمين
ج. 2 كيلو أوم² r^-2 إلى اليسار
د. 2 كيلو كيو² r^-2 إلى اليمين
هـ. 1 كيلو كيو² r^-2 إلى اليسار

مناقشة
معروف :
الشحنة أ (q_A) = +Q
الشحنة ب (q_B) = -2Q
الشحنة ج (q)_C) = -Q
المسافة بين الشحنتين A و B (r_AB) = r
المسافة بين الشحنتين B و C (r_BC) = 2r
ك = 9 × 10⁹ Nm²C^-2
سأل مقدار واتجاه قوة كولوم المؤثرة على الشحنة B
جواب :
قوة كولوم بين الشحنة A والشحنة B:
الشحنة A موجبة والشحنة B سالبة، لذا فإن الاتجاه هو F_AB فيما يتعلق بالتهمة أ
  
قوة كولوم بين الشحنة B والشحنة C:
الشحنة B سالبة والشحنة C سالبة، لذا فإن اتجاه F هو_BC فيما يتعلق بالتهمة أ

القوة الناتجة المؤثرة على الشحنة B:
ف = ف_AB + F_BC  = 2 كيلو أوم²/r² + 0,5 كيلو أوم²/r² = 2,5 كيلو أوم²/r² = 2,5 كيلو أوم² r^-2
يكون اتجاه قوة كولوم باتجاه الشحنة A أو إلى اليسار.
الإجابة الصحيحة هي أ.

المجال الكهربائي
١٤. انظر إلى صورة الشحنتين النقطيتين أدناه! أين تقع النقطة P بحيث تكون شدة المجال الكهربائي عند النقطة P مساوية للصفر؟ (k = 9 × 10⁹ Nm²C^-21 ميكروكولوم = 10^-6 C)
أ. في منتصف السؤال تمامًا₁ و Q₂
ب. 6 سم إلى يمين Q₂
ج. 6 سم إلى يسار كيو₁
د. 2 سم إلى يمين ق₂
هـ. ٢ سم إلى يسار كيو₁
مناقشة
لحساب شدة المجال الكهربائي عند النقطة P، افترض وجود شحنة اختبار موجبة عند النقطة P. Q₁ إيجابي و Q₂ سالب، لذلك يجب أن تكون النقطة P على يمين النقطة Q₂ أو إلى يسار Q₁. إذا كانت النقطة P تقع على يسار النقطة Q₁المجال الكهربائي المتولد عند النقطة Q₁ عند النقطة P يكون الاتجاه إلى اليسار (بعيدًا عن Q)₁) والمجال الكهربائي المتولد Q₂ عند النقطة P يكون الاتجاه إلى اليمين (باتجاه Q)₁). ولأن اتجاه المجال الكهربائي متعاكس، فإن الاثنين يلغيان بعضهما البعض بحيث تكون شدة المجال الكهربائي عند النقطة P صفرًا.
معروف :
Q₁ = +9 ميكروكولوم = +9 × 10^-6 C
Q₂ = -4 ميكروكولوم = -4 × 10^-6 C
ك = 9 × 10⁹ Nm²C^-2
المسافة بين الشحنة 1 والشحنة 2 = 3 سم
المسافة بين Q₁ والنقطة P (r_1P) = أ
المسافة بين Q₂ والنقطة P (r_2P) = 3 + a
سأل أين تقع النقطة P بحيث تكون شدة المجال الكهربائي عند النقطة P مساوية للصفر؟
جواب :
تقع النقطة P على يسار النقطة Q₁.
المجال الكهربائي الناتج عن Q₁ عند النقطة P :
شحنة اختبار موجبة و Q₁ موجب بحيث يكون اتجاه المجال الكهربائي إلى اليسار.
المجال الكهربائي الناتج عن Q₂ عند النقطة P :
شحنة اختبار موجبة و Q₂ سالب بحيث يكون اتجاه المجال الكهربائي إلى اليمين.
المجال الكهربائي الناتج عند النقطة أ :
E₁ و E₂ الاتجاه المعاكس.
E₁ - ه₂ = 0
E₁ = هـ₂
استخدم صيغة ABC لتحديد قيمة a.
أ = -1,25، ب = -13,5، ج = -20,25
لا يمكن أن يكون الأمر سلبياً.
المسافة بين Q₂ والنقطة P (r_2P) = 3 + a = 3 – 1,8 = 1,2 سم.
تقع النقطة P على مسافة 1,2 سم إلى يمين النقطة Q.₂.

15. انظر إلى الصورة التالية! اشحن بـ q₃ موضوعة على بعد 5 سم من q₂ثم شدة المجال الكهربائي عند الشحنة q₃ هو... (1 ميكروكولوم = 10^-6 C)

أ. 4,6 × 10⁷ NC^-1
ب. 3,6 × 10⁷ NC^-1
ج. 1,6 × 10⁷ NC^-1
د. 1,4 × 10⁷ NC^-1
هـ. 1,3 × 10⁷ NC^-1

مناقشة

الشحن q₃ موضوعة على بعد 5 سم من q₂، بمعنى ليس إلى يسار q₂ لكن على الجانب الأيمن q₂إذا كان على الجانب الأيسر q₂ عندئذٍ يكون المجال الكهربائي الناتج صفراً. وذلك لأن المسافة بين الشحنات q₃ مع شحنة q₁ و q₂ يبلغ طوله 5 سم ومقدار الشحنة q₁ يساوي الشحنة q₂.

بما أن الشحنة q3 _موجبة ، فإن اتجاه المجال الكهربائي عند الشحنة q3 _يكون باتجاه الشحنة السالبة q2 ₍ E2 ₎ وبعيدًا عن الشحنة الموجبة q1 ₍ E1 ₎ . ويكون المجال الكهربائي الناتج هو مجموع شدتي المجالين الكهربائيين _E1 و _E2.

معروف :
الشحن q₁ = 5 ميكروكولوم = 5 × 10^-6 الكولون وحدة قياس للكهرباء
الشحن q₂ = 5 ميكروكولوم = -5 × 10^-6 الكولون وحدة قياس للكهرباء
المسافة بين الشحنات q₁ وشحن q₃ (r₁) = 15 سم = 0,15 م = 15 × 10^-2 متر
المسافة بين الشحنات q₂ وشحن q₃ (r₂) = 5 سم = 0,05 م = 5 × 10^-2 متر
ك = 9 × 10⁹ N م² C^-2
سأل شدة المجال الكهربائي عند الشحنة q₃
جواب :

قوة المجال الكهربائي 1
E₁ = kq₁ / ص₁²
E₁ = (9 × 10⁹)(5 × 10^-6) / (15 × 10^-2)²
E₁ = (45 × 10³) / (225 × 10^-4)
E₁ = 0,2 × 10⁷ N / C
قوة المجال الكهربائي 2
E₂ = kq₂ / ص₂²
E₂ = (9 × 10⁹)(5 × 10^-6) / (5 × 10^-2)²
E₂ = (45 × 10³) / (25 × 10^-4)
E₂ = 1,8 × 10⁷ N / C
شدة المجال الكهربائي الناتج
شدة المجال الكهربائي الناتج عند الشحنة q₃ adalah :
ه = ه₂ - ه₁ = (1,8 × 10⁷)– (0,2 × 10⁷) = 1,6 × 10⁷ N / C
يكون اتجاه المجال الكهربائي إلى اليسار أو في اتجاه E₂.
الإجابة الصحيحة هي ج.

16. تم فصل شحنتين كهربائيتين كما هو موضح في الشكل. شدة المجال عند النقطة P هي... (k = 9 × 10⁹ N م² C^-2)

أ. 9,0 × 10⁹ NC^-1
ب. 4,5 × 10⁹ NC^-1
ج. 3,6 × 10⁹ NC^-1
د. 5,4 × 10⁹ NC^-1
هـ. 4,5 × 10⁹ NC^-1

مناقشة

معروف :
الشحن q_A = +2,5 درجة مئوية
الشحن q_B = -2 ج
المسافة بين الشحنات q_A والنقطة P (r_A) = 5 م
المسافة بين الشحنات q_B والنقطة P (r_B) = 2 م
ك = 9 × 10⁹ N م² C^-2
سأل شدة المجال الكهربائي عند النقطة P
جواب :
شدة المجال الكهربائي أ
E_A = kq_A / ص_A²
E_A = (9 × 10⁹)(2,5) / (5)²
E_A = (22,5 × 10⁹) / 25
E_A = 0,9 × 10⁹ N / C
شدة المجال الكهربائي B
E_B = kq_B / ص_B²
E_B = (9 × 10⁹)(2) / (2)²
E_B = (18 × 10⁹) / 4
E_B = 4,5 × 10⁹ N / C
شدة المجال الكهربائي الناتج
تكون شدة المجال الكهربائي الناتج عند النقطة P هي:
ه = ه_B - ه_A = (4,5 – 0,9) × 10⁹ = 3,6 × 10⁹ N / C
يكون اتجاه المجال الكهربائي إلى اليسار أو في اتجاه E_B.
الإجابة الصحيحة هي ج.

17. شحنتان كهربائيتان، كل منهما تحمل شحنة Q.₁ = -40 ميكروكولوم و Q₂ = +5 ميكروكولوم تقع في الموضع الموضح في الشكل (k = 9 × 10⁹ نانومتر².C^-2 و 1 ميكروكولوم = 10^-6 ج)، شدة المجال الكهربائي عند النقطة P هي...
أ. 2,25 × 10⁶ NC^-1
ب. 2,45 × 10⁶ NC^-1
ج. 5,25 × 10⁶ NC^-1
د. 6,75 × 10⁶ NC^-1
هـ. 9,00 × 10⁶ NC^-1
مناقشة

معروف :
الشحن q₁ = -40 ميكروكولوم = -40 × 10^-6 C
الشحن q₂ = +5 ميكروكولوم = +5 × 10^-6 C
المسافة بين الشحنات q₁ والنقطة P (r₁) = 40 سم = 0,4 م = 4 × 10^-1 m
المسافة بين الشحنات q₂ والنقطة P (r₂) = 10 سم = 0,1 = 1 × 10^-1 m
ك = 9 × 10⁹ N م² C^-2
سأل شدة المجال الكهربائي عند النقطة P
جواب :
قوة المجال الكهربائي 1
E₁ = kq₁ / ص₁²
E₁ = (9 × 10⁹)(40 × 10^-6) / (4 × 10^-1)²
E₁ = (360 × 10³) / (16 × 10^-2)
E₁ = 22,5 × 10⁵ N / C
قوة المجال الكهربائي 2
E₂ = kq₂ / ص₂²
E₂ = (9 × 10⁹)(5 × 10^-6) / (1 × 10^-1)²
E₂ = (45 × 10³) / 1 × 10^-2
E₂ = 45 × 10⁵ N / C
شدة المجال الكهربائي الناتج
تكون شدة المجال الكهربائي الناتج عند النقطة P هي:
ه = ه₂ - ه₁ = (45 – 22,5) × 10⁵ = 22,5 × 10⁵ N / C
E = 2,25 × 10⁶ N / C
يكون اتجاه المجال الكهربائي إلى اليمين أو في اتجاه E₂.
الإجابة الصحيحة هي أ.

18. وُضِعَت شحنتان كهربائيتان منفصلتان كما هو موضح في الشكل. تبلغ الشحنة عند النقطة A مقدارها 8 ميكروكولوم، وقوة التجاذب المؤثرة على كلتا الشحنتين 45 نيوتن. إذا أُزيحَت الشحنة A إلى اليمين بمقدار 1 سم، وكان ثابت التجاذب k = 9.10 نيوتن/سم²، فإن الشحنة A = 9.10 نيوتن/سم².⁹ Nm².C^-2إذن، فإن قوة التجاذب المؤثرة على الشحنتين هي...

أ. 45 نيوتن
ب. 60 نيوتن
ج. 80 نيوتن
د. 90 نيوتن
شرق 120 شمال

مناقشة
معروف :
الشحنة الكهربائية عند النقطة A (q_A) = 8 ميكروكولوم = 8 × 10^-6 الكولون وحدة قياس للكهرباء
القوة الكهربائية بين الشحنتين (F) = 45 نيوتن
المسافة بين الشحنتين (r)_AB) = 4 سم = 0,04 متر = 4 × 10^-2 متر
الثابت (k) = 9 × 10⁹ Nm².C^-2
سأل القوة الكهربائية بين الشحنتين إذا تم تحريك الشحنة A إلى اليمين بمقدار 1 سم أو 0,01 متر
جواب :

أولاً، احسب الشحنة الكهربائية عند النقطة B، ثم احسب القوة الكهربائية بين الشحنتين الكهربائيتين، إذا تم تحريك الشحنة الكهربائية عند النقطة A إلى اليمين بمقدار 1 سم.
الشحنة الكهربائية عند النقطة ب :
صيغة قانون كولوم :
F = k (q_A)(q_B) / ص²
فر² = ك (ف_A)(q_B)
q_B = F r² / k (q_A)
الشحنة الكهربائية عند النقطة ب :
q_B = (45)(4 × 10^-2)² / (9 × 10⁹)(8 × 10^-6)
q_B = (45)(16 × 10^-4) / 72 × 10³
q_B = (720 × 10^-4) / (72 × 10³)
q_B = 10 × 10^-7 الكولون وحدة قياس للكهرباء
القوة الكهربائية بين الشحنات الكهربائية A و B :
إذا تم تحريك الشحنة عند النقطة A إلى اليمين بمقدار 1 سم، فإن المسافة بين الشحنتين تصبح 3 سم = 0,03 متر = 3 × 10^-2 متر
F = k (q_A)(q_B) / ص²
القوة = (9 × 10⁹)(8 × 10^-6)(10 × 10^-7) / (3 × 10^-2)²
القوة = (9 × 10⁹)(80 × 10^-13) / (9 × 10^-4)
القوة = (1 × 10⁹)(80 × 10^-13) / (1 × 10^-4)
القوة = (80 × 10^-4) / (1 × 10^-4)
F = 80 نيوتن
الإجابة الصحيحة هي ج.

19. شحنتان كهربائيتان P و Q تفصل بينهما مسافة 10 سم، وتتعرضان لقوة تجاذب مقدارها 8 نيوتن. إذا تم تحريك الشحنة Q مسافة 5 سم باتجاه الشحنة P (1 ميكروكولوم = 10⁻⁶ نيوتن/كولوم^-6 C و k = 9 × 10⁹ Nm².C^-2ثم تكون القوة الكهربائية التي تحدث هي...

أ. 8 نيوتن
ب. 16 نيوتن
ج. 32 نيوتن
د. 40 نيوتن
شرق 56 شمال

مناقشة
معروف :
المسافة بين الشحنتين P و Q (r_PQ) = 10 سم = 0,1 م = 1 × 10^-1 m
القوة الكهربائية بين الشحنتين P و Q (F) = 8 نيوتن
الشحنة الكهربائية Q (q_Q) = 40 ميكروكولوم = 40 × 10^-6 C
الثابت (k) = 9 × 10⁹ Nm².C^-2
سأل القوة الكهربائية بين الشحنتين P و Q إذا تم تحريك الشحنة Q مسافة 5 سم باتجاه الشحنة P
جواب :
أولاً، احسب الشحنة الكهربائية P، وبعد ذلك احسب القوة الكهربائية بين الشحنتين الكهربائيتين، إذا تم تحريك الشحنة الكهربائية Q مسافة 5 سم باتجاه الشحنة P.
الشحنة الكهربائية P :
q_P = F r² / k (q_Q)
q_P = (8)(1 × 10^-1)² / (9 × 10⁹)(40 × 10^-6)
q_P = (8)(1 × 10^-2) / 360 × 10³
q_P = (8 × 10^-2) / (36 × 10⁴)
q_P = (1 × 10^-2) / (4,5 × 10⁴)
q_P = (1/4,5) × 10^-6 الكولون وحدة قياس للكهرباء
القوة الكهربائية بين الشحنات الكهربائية P و Q :
إذا تم تحريك الشحنة عند النقطة Q إلى اليسار بمقدار 5 سم، فإن المسافة بين الشحنتين تصبح 5 سم = 0,05 متر = 5 × 10^-2 متر
F = k (q_P)(q_Q) / ص²
القوة = (9 × 10⁹)( (1/4,5) x 10^-6)(40 × 10^-6) / (5 × 10^-2)²
القوة = (2 × 10³)(40 × 10^-6) / (25 × 10^-4)
القوة = (80 × 10^-3) / (25 × 10^-4)
F = 3,2 × 10¹
F = 32 نيوتن
الإجابة الصحيحة هي ج.

20. انظر إلى الصورة التالية للشحنة الكهربائية. القوة الكهربائية المؤثرة على الشحنة q هي_B 8 نيوتن (1 ميكروكولوم = 10^-6 ج) و (ك = 9.10⁹ نانومتر².C^-2). إذا كانت الشحنة q_B إذا تم تحريك النقطة إلى مسافة 4 سم من النقطة A، فإن القوة الكهربائية المؤثرة هي q_B الآن هو…
أ. 2 نيوتن
ب. 4 نيوتن
ج. 6 نيوتن
د. 8 نيوتن
شرق 10 شمال
مناقشة
معروف :
المسافة بين الشحنتين A و B (r_AB) = 2 سم = 0,02 م = 2 × 10^-2 m
القوة الكهربائية بين الشحنتين A و B (F) = 8 نيوتن
الشحنة الكهربائية A (q)_A) = 2 ميكروكولوم = 2 × 10^-6 C
الثابت (k) = 9 × 10⁹ Nm².C^-2
سأل القوة الكهربائية بين الشحنتين A و B إذا كانت المسافة بينهما 4 سم
جواب :
احسب أولاً الشحنة الكهربائية B، ثم احسب القوة الكهربائية بين الشحنتين إذا كانت المسافة بينهما 4 سم = 0,04 متر = 4 × 10^-2 متر.
الشحنة الكهربائية ب :
q_B = F r² / k (q_A)
q_B = (8)(2 × 10^-2)² / (9 × 10⁹)(2 × 10^-6)
q_B = (8)(4 × 10^-4)/ (18 × 10³)
q_B = (32 × 10^-4) / (18 × 10³)
q_B = (32/18) × 10^-7
q_B = (16/9) × 10^-7 الكولون وحدة قياس للكهرباء
القوة الكهربائية بين الشحنتين A و B :
F = k (q_A)(q_B) / ص²
القوة = (9 × 10⁹)(2 × 10^-6)( (16/9) x 10^-7) / (4 × 10^-2)²
القوة = (18 × 10³)( (16/9) x 10^-7) / (16 × 10^-4)
القوة = (2 × 10³)(16 × 10^-7) / (16 × 10^-4)
القوة = (2 × 10³)(1 × 10^-7) / (1 × 10^-4)
القوة = (2 × 10^-4) / (1 × 10^-4)
F = 2 نيوتن
الإجابة الصحيحة هي أ.

مصدر السؤال:

أسئلة امتحان الفيزياء الوطني لطلاب المرحلة الثانوية العليا/المهنية