تجربة الحث والتوصيل وقانون كولوم - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: الحث والتوصيل وتعتمد القوة الكهربائية على المسافة والشحنة

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: experiment

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

تقدم هذه الصفحة تجربة عملية لاستقصاء الشحن بالحث والتوصيل باستخدام بالون وكشاف كهربائي، حيث تُطرح أسئلة توقعية حول تأثير تقريب البالون المشحون على الكشاف الكهربائي المتعادل وملامسته له. كما تُغطي المفاهيم النظرية المتعلقة بقانون كولوم، الذي يصف اعتماد القوة الكهربائية بين شحنتين على المسافة بينهما ومقدار الشحنات، مع شرح تجارب كولوم التي أثبتت أن القوة تتناسب عكسيًا مع مربع المسافة وطرديًا مع حاصل ضرب الشحنات.

يتضمن المحتوى تحليلًا لنتائج التجارب واستنتاجات حول حركة الورقتين في الكشاف الكهربائي، مع إرشادات لرسم رسوم توضيحية. كما يُعرّف وحدة الشحنة الكهربائية (الكولوم) في النظام العالمي للوحدات، ويشرح مقدار الشحنة الأساسية للإلكترون وأمثلة على كميات الشحنة في المواد اليومية، موضحًا كيف يمكن للشحنات الصغيرة أن تولد قوى كهربائية كبيرة إذا لم تكن متعادلة.

تهدف الصفحة إلى تعزيز الفهم العملي والنظري للكهرباء الساكنة وقوانينها، من خلال دمج الأنشطة التجريبية مع الشرح العلمي، مما يجعلها مناسبة للطلاب في مراحل تعليمية متوسطة.

📄 النص الكامل للصفحة

تجربة--- SECTION: الحث والتوصيل --- الحث والتوصيل استعمل بالونًا وكشافًا كهربائيًا لاستقصاء الشحن بالحث والتوصيل.--- SECTION: 1 --- Question Text: 1. توقع ماذا يحدث إذا شحنت بالونًا بدلكه بالصوف، ثم قربته إلى قرص كشاف كهربائي متعادل؟--- SECTION: 2 --- Question Text: 2. توقع ماذا يحدث إذا لامس البالون قرص الكشاف الكهربائي؟--- SECTION: 3 --- Question Text: 3. اختبر توقعاتك.--- SECTION: تعتمد القوة الكهربائية على المسافة --- تعتمد القوة الكهربائية على المسافة درس كولوم كيفية اعتماد القوة الكهربائية بين كرتين مشحونتين على المسافة بينهما. ففي البداية قاس كولوم بدقة مقدار القوة اللازمة للي (قل) سلك التعليق بزاوية معينة، ثم وضع شحنتين متساويتين على الكرتين A و B، وبدأ يغير المسافة r بينهما. عندما حركت القوة الكهربائية A، ما أدى إلى لي سلك التعليق، ويقاس انحراف الكرة A فيمكن كولوم من حساب قوة التنافر بينهما، وأثبت كولوم أن القوة الكهربائية بين الكرتين تتناسب عكسيًا مع مربع المسافة بين مركزيهما. F ∝ 1/r²--- SECTION: تعتمد القوة الكهربائية على مقدار الشحنة --- تعتمد القوة الكهربائية على مقدار الشحنة لاستقصاء كيفية اعتماد القوة الكهربائية على مقدار الشحنة، تعين على كولوم تغيير الشحنات على الكرات بطريقة مدروسة. فشحن أولاً الكرتين A و B بالتساوي، كما فعل ذلك سابقًا، ثم اختار كرة غير مشحونة C، مساحة سطحها الخارجي مماثلة للكرة B. عند ملامسة الكرة C للكرة B تتقاسم الكرتان الشحنة الموجودة على الكرة B فقط. لذا تكون شحنة الكرة B مساوية لنصف شحنة الكرة A. وبعد أن ضبط كولوم موضع الكرة B بحيث أصبحت المسافة r بين الكرتين A و B كما كانت في السابق تمامًا لاحظ أن القوة بين الكرتين A و B أصبحت تساوي نصف قيمتها السابقة؛ أي أن القوة الكهربائية تتناسب طرديًا مع مقدار شحنتي الجسمين. F ∝ qA qB--- SECTION: قانون كولوم --- وبعد قياسات كثيرة مماثلة لخص كولوم النتائج في قانون عُرف بقانون كولوم؛ ينص على أن مقدار القوة الكهربائية المتبادلة بين الشحنتين qA و qB اللتين تفصلهما مسافة مقدارها r يتناسب طرديًا مع مقدار كل من الشحنتين، وعكسيًا مع مربع المسافة بينهما. F ∝ qA qB / r²--- SECTION: التحليل والاستنتاج --- التحليل والاستنتاج--- SECTION: 4 --- Question Text: 4. صف نتائجك.--- SECTION: 5 --- Question Text: 5. وضح حركة الورقتين في كل خطوة من خطوات التجربة، على أن تتضمن الشرح رسومًا توضيحية.--- SECTION: 6 --- Question Text: 6. صف النتائج إذا استعملت الصوف لشحن الكشاف الكهربائي.--- SECTION: وحدة الشحنة الكهربائية: الكولوم --- وحدة الشحنة الكهربائية: الكولوم يصعب قياس كمية الشحنة على جسم مباشر. وقد بينت تجارب كولوم أنه يمكن ربط كمية الشحنة بالقوة الكهربائية، لذا تمكن كولوم من تعريف كمية معيارية أو قياسية للشحنة بدلالة مقدار القوة التي تولدها. وسميت هذه الوحدة المعيارية للشحنة الكهربائية في النظام العالمي للوحدات SI الكولوم C. والكولوم الواحد يساوي مقدار شحنة 6.24×10¹⁸ إلكترون أو بروتون، ومقدار شحنة الإلكترون المفرد تساوي C 1.6×10⁻¹⁹، ويسمى مقدار شحنة الإلكترون الشحنة الأساسية. ويمكن للصياغة أن تحمل شحنة مقدارها C 5 إلى C 25. وحتى المواد الصغيرة - ومنها قطعة العملة المعدنية - تحتوي شحنة سالبة قد تصل إلى C 10⁶، وهذه المقدار الهائل من كمية الشحنة السالبة لا ينتج غالبًا أي تأثيرات خارجية؛ لأن العملة متعادلة ومتزنة بكمية شحنة موجبة مساوية لكمية الشحنة السالبة. أما إذا كانت الشحنات غير متعادلة فستولد قوى كهربائية، وحتى لو كانت الشحنة صغيرة C 10⁻⁹ مثلاً، فإنها يمكن أن تولد قوى كهربائية كبيرة.--- SECTION: Footer Information --- 2025 - 1447

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 7 بطاقة لهذه الصفحة

ما نص قانون كولوم للقوة الكهربائية؟

الإجابة: مقدار القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين qA و qB اللتين تفصلهما مسافة مقدارها r يتناسب طرديًا مع مقدار كل من الشحنتين، وعكسيًا مع مربع المسافة بينهما. F ∝ qA qB / r²

الشرح: يصف قانون كولوم العلاقة الكمية الأساسية التي تحكم القوة الكهروستاتيكية بين شحنتين نقطيتين.

تلميح: فكر في العلاقة بين القوة الكهربائية وكل من الشحنتين والمسافة الفاصلة بينهما.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

كيف تعتمد القوة الكهربائية على المسافة بين شحنتين نقطيتين؟

الإجابة: تتناسب القوة الكهربائية بين شحنتين نقطيتين عكسيًا مع مربع المسافة بين مركزيهما. F ∝ 1/r²

الشرح: هذه نتيجة أساسية من تجارب كولوم، حيث وجد أن مضاعفة المسافة تقلل القوة إلى الربع.

تلميح: تذكر أن العلاقة ليست خطية، بل تربيعية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

كيف تعتمد القوة الكهربائية على مقدار الشحنتين؟

الإجابة: تتناسب القوة الكهربائية بين شحنتين نقطيتين طرديًا مع مقدار شحنتي الجسمين. F ∝ qA qB

الشرح: إذا تضاعفت شحنة أحد الجسمين، تتضاعف القوة، وإذا تضاعفت شحنتا الجسمين معًا، تصبح القوة أربعة أضعاف.

تلميح: فكر في ما يحدث للقوة عندما تتغير قيمة إحدى الشحنتين أو كلتيهما.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما هي وحدة الشحنة الكهربائية في النظام العالمي للوحدات (SI) وما تعريفها؟

الإجابة: وحدة الشحنة الكهربائية هي الكولوم (C). والكولوم الواحد يساوي مقدار شحنة 6.24×10¹⁸ إلكترون أو بروتون.

الشرح: الكولوم هو وحدة قياس كمية الشحنة الكهربائية، ويتم تعريفه بعدد محدد من الشحنات الأولية (الإلكترونات أو البروتونات).

تلميح: تذكر أن الوحدة سميت باسم العالم الذي درس القوة الكهربائية.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما مقدار الشحنة الأساسية (شحنة الإلكترون المفرد)؟

الإجابة: مقدار شحنة الإلكترون المفرد تساوي 1.6×10⁻¹⁹ كولوم (C).

الشرح: هذه هي أصغر وحدة شحنة حرة في الطبيعة، وتستخدم كمعيار لقياس الشحنات الأخرى.

تلميح: هذا رقم ثابت صغير جدًا، وهو أساسي في الكهرباء.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: صعب

ما الفرق الرئيسي بين شحن جسم بالحث وشحنه بالتوصيل؟

الإجابة: في الشحن بالحث: يقترب الجسم المشحون من الجسم المتعادل دون ملامسة، فيحدث فصل للشحنات داخل الجسم المتعادل. في الشحن بالتوصيل: يلمس الجسم المشحون الجسم المتعادل مباشرة، فتنتقل الشحنات من أحدهما إلى الآخر.

الشرح: هذا السؤال يستنتج من سياق التجربة الموصوفة (تقريب البالون مقابل لمس البالون للكشاف)، وهو فرق أساسي في الكهرباء الساكنة.

تلميح: فكر في وجود أو عدم وجود اتصال فيزيائي مباشر بين الجسمين.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

لماذا لا نشعر بتأثير الشحنة الهائلة (مثل C 10⁶) الموجودة في قطعة عملة معدنية متعادلة؟

الإجابة: لأن العملة متعادلة ومتزنة بكمية شحنة موجبة مساوية لكمية الشحنة السالبة، وبالتالي تكون محصلة القوة الكهربائية الخارجية صفرًا.

الشرح: التعادل الكهربائي يعني تساوي كميات الشحنة الموجبة والسالبة، مما يلغي تأثيراتها الكهربائية على الأجسام البعيدة.

تلميح: فكر في مفهوم التعادل الكهربائي ومحصلة القوى.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط