مثال حساب شدة المجال الكهربائي - 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: مثال 2: شدة المجال الكهربائي

📚 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: example

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

تقدم هذه الصفحة مثالاً عملياً لحساب شدة المجال الكهربائي باستخدام قانون المجال الكهربائي وقانون كولوم. يبدأ المثال بتحديد شدة المجال الكهربائي عند نقطة تبعد 0.30 متر عن يمين كرة مشحونة بشحنة سالبة مقدارها -4.0×10⁻⁶ كولوم.

يتم تحليل المسألة من خلال رسم الكرة وشحنة الاختبار، وتحديد المسافة بينهما، ورسم متجه القوة. ثم تُستخدم المعادلة E = Kq/r² لحساب شدة المجال، حيث K ثابت كولوم (9.0×10⁹ N.m²/C²).

بعد الحساب، تظهر النتيجة أن شدة المجال الكهربائي تساوي 4.0×10⁵ N/C في اتجاه الكرة (أو اليسار)، مع تفسير الإشارة السالبة كدليل على جذب شحنة الاختبار الموجبة للشحنة السالبة. تتضمن الصفحة أيضًا تمارين إضافية لتطبيق المفهوم على سيناريوهات مختلفة.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: مثال 2 --- شدة المجال الكهربائي ما شدة المجال الكهربائي عند نقطة تبعد 0.30m عن يمين كرة صغيرة مشحونة بشحنة مقدارها C 10⁻⁶ × 4.0-؟--- SECTION: 1 تحليل المسألة ورسمها --- ارسم الكرة، وبين شحنتها q وشحنة الاختبار q' على الرسم. حدد المسافة بين الشحنتين، وسمها. ارسم متجه القوة المؤثرة في شحنة الاختبار q'، وسمه.المعلوم q = -4.0×10⁻⁶ C r = 0.30 m المجهول E = ?--- SECTION: 2 إيجاد الكمية المجهولة --- إن مقدار كل من القوة وشحنة الاختبار مجهول، لذا استخدم قانون المجال الكهربائي وقانون كولوم معًا.E = F/q' بالتعويض عن F = Kqq'/r² E = Kqq' / (r²q') E = Kq/r² بالتعويض عن q = -4.0×10⁻⁶ C, d = 0.30 m K = 9.0×10⁹ N.m²/C² E = (9.0×10⁹ N.m²/C²) (-4.0×10⁻⁶ C) / (0.30 m)² = -4.0×10⁵ N/C E = 4.0×10⁵ N/C في اتجاه الكرة أو في اتجاه اليسار--- SECTION: 3 تقويم الجواب --- هل الوحدات صحيحة؟ N/C = (N.m²/C²) (C) / m² = N/C وهي صحيحة لشدة المجال الكهربائي. هل للاتجاهات معنى؟ تشير الإشارة السالبة إلى أن شحنة الاختبار الموجبة تنجذب إلى الشحنة النقطية السالبة. هل الجواب منطقي؟ شدة المجال متفقة مع القيم الموجودة في الجدول 1-9.--- SECTION: 1 --- يؤثر مجال كهربائي بقوة مقدارها N 10⁻⁴ × 2.0 في شحنة اختبار موجبة مقدارها C 10⁻⁶ × 5.0. ما شدة المجال الكهربائي عند موقع شحنة الاختبار؟--- SECTION: 2 --- وضعت شحنة سالبة مقدارها C 10⁻⁸ × 2.0 في مجال كهربائي، فتأثرت بقوة مقدارها N 0.060 في اتجاه اليمين. ما مقدار واتجاه شدة المجال الكهربائي عند موقع الشحنة؟--- SECTION: 3 --- وضعت شحنة موجبة مقدارها C 10⁻⁷ × 3.0 في مجال كهربائي شدته N/C 27 يتجه إلى الجنوب. ما مقدار القوة المؤثرة في الشحنة؟2023 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: تمثيل المجال الكهربائي Description: A diagram illustrating the electric field setup. It shows a blue sphere representing a negative charge 'q' and a red sphere representing a positive test charge 'q''. An arrow labeled 'F' points from the negative charge towards the positive test charge, indicating an attractive force. The distance 'r' between the centers of the two spheres is labeled as 0.30 m. The value of q is given as -4.0×10⁻⁶ C. Key Values: q = -4.0×10⁻⁶ C, r = 0.30 m, Force F direction: towards the negative charge (left) Context: This diagram visually represents the problem described in Example 2, showing the charges, their separation, and the direction of the electric force, which is crucial for understanding the calculation of the electric field strength.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 6 بطاقة لهذه الصفحة

ما هي الصيغة العامة لحساب شدة المجال الكهربائي (E) الناتج عن شحنة نقطية (q)؟

الإجابة: E = Kq / r²، حيث K ثابت كولوم، q مقدار الشحنة، و r المسافة من الشحنة إلى النقطة.

الشرح: هذه الصيغة تُستخدم لحساب شدة المجال الكهربائي عند نقطة تبعد مسافة r عن شحنة نقطية q، دون الحاجة إلى معرفة شحنة الاختبار أو القوة المؤثرة عليها.

تلميح: تذكر أن القانون مشتق من قانون كولوم بعد إلغاء شحنة الاختبار.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

احسب شدة المجال الكهربائي عند نقطة تبعد 0.30 m عن يمين كرة مشحونة بشحنة مقدارها -4.0×10⁻⁶ C.

الإجابة: المقدار: 4.0×10⁵ N/C. الاتجاه: نحو الكرة (إلى اليسار).

الشرح: بالتعويض: E = (9.0×10⁹) × (-4.0×10⁻⁶) / (0.30)² = -4.0×10⁵ N/C. الإشارة السالبة تعني أن اتجاه المجال هو نحو الشحنة السالبة (اليسار).

تلميح: استخدم الصيغة E = Kq/r². انتبه لإشارة الشحنة لتحديد اتجاه المجال.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط

ما معنى الإشارة السالبة في نتيجة حساب شدة المجال الكهربائي لشحنة سالبة؟

الإجابة: تشير الإشارة السالبة إلى أن اتجاه المجال الكهربائي هو نحو الشحنة المصدرة للمجال (الشحنة السالبة).

الشرح: لأن شحنة الاختبار الموجبة ستنجذب نحو الشحنة السالبة، فإن اتجاه القوة (وبالتالي اتجاه المجال) يكون نحو الشحنة السالبة.

تلميح: فكر في اتجاه القوة المؤثرة على شحنة اختبار موجبة توضع في ذلك المجال.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما هي وحدة قياس شدة المجال الكهربائي (E)؟ وكيف يتم التحقق من صحتها من الصيغة؟

الإجابة: الوحدة هي نيوتن/كولوم (N/C). يمكن التحقق: (N.m²/C²) × (C) / (m²) = N/C.

الشرح: من الصيغة E = Kq/r²، وحدات K هي N.m²/C²، ووحدات q هي C، ووحدات r² هي m². عند التعويض: (N.m²/C² × C) / m² = N/C.

تلميح: تتبع وحدات المتغيرات في الصيغة E = Kq/r².

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

إذا كان مجال كهربائي يؤثر بقوة مقدارها 2.0×10⁻⁴ N على شحنة اختبار موجبة مقدارها 5.0×10⁻⁶ C، فما شدة المجال عند موقعها؟

الإجابة: شدة المجال = 40 N/C.

الشرح: باستخدام الصيغة E = F/q: E = (2.0×10⁻⁴ N) / (5.0×10⁻⁶ C) = 40 N/C.

تلميح: استخدم العلاقة الأساسية بين القوة والمجال: E = F/q.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: سهل

ما مقدار واتجاه شدة المجال الكهربائي عند نقطة وضعت فيها شحنة سالبة مقدارها 2.0×10⁻⁸ C وتأثرت بقوة 0.060 N إلى اليمين؟

الإجابة: المقدار: 3.0×10⁶ N/C. الاتجاه: إلى اليسار.

الشرح: المقدار: E = F/|q| = 0.060 / (2.0×10⁻⁸) = 3.0×10⁶ N/C. لأن الشحنة سالبة، فإن اتجاه المجال E يكون عكس اتجاه القوة F. بما أن القوة إلى اليمين، فإن المجال إلى اليسار.

تلميح: استخدم E = F/q. تذكر أن اتجاه المجال على شحنة سالبة يكون عكس اتجاه القوة المؤثرة عليها.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب