حل مسائل المجال الكهربائي وفرق الجهد - 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: تطبيقات على المجال الكهربائي وفرق الجهد

📚 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: تمارين وأسئلة

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

تقدم هذه الصفحة أمثلة وحلولاً لمسائل تتعلق بالمجال الكهربائي وفرق الجهد الكهربائي، مع التركيز على تطبيق المعادلات الأساسية في الفيزياء. تبدأ بمسألة نموذجية تُعطى فيها شدة المجال الكهربائي والمسافة والشحنة، ويُطلب حساب فرق الجهد والشغل المبذول، حيث تُستخدم معادلة ΔV = Ed لحساب فرق الجهد، ثم معادلة W = qΔV لحساب الشغل.

يُتبع ذلك بتقويم الجواب من خلال التحقق من الوحدات والإشارات ومنطقية النتائج، حيث تُشرح كيفية تحويل الوحدات مثل N.m/C إلى فولت، وتُذكر أن الشغل يجب أن يكون موجباً لنقل شحنة موجبة إلى لوح موجب.

تتضمن الصفحة أيضاً سلسلة من المسائل الإضافية (من 16 إلى 22) التي تغطي مواقف متنوعة، مثل حساب فرق الجهد من شدة المجال والمسافة، وحساب شدة المجال من فرق الجهد والمسافة، وحساب الشغل المبذول لتحريك شحنات مختلفة عبر فروق جهد، مع تطبيقات عملية مثل بطارية السيارة وأنبوب الأشعة المهبطية.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: المعلوم --- E = 1800 N/C d = 1.5 cm q = 1.60×10⁻¹⁹ C--- SECTION: المجهول --- ΔV=? W=?--- SECTION: دليل الرياضيات --- إجراء العمليات الرياضية بتعبيراتها العلمية--- SECTION: 2 إيجاد الكمية المجهولة --- a. أوجد فرق الجهد بين اللوحين. بالتعويض عن E = 1800 N/C و d = 0.015 m. b. استخدم معادلة فرق الجهد لحساب الشغل. بالتعويض عن ΔV = 27 V و q = 1.60×10⁻¹⁹ C.ΔV = Ed = (1800 N/C)(0.015 m) = 27 V ΔV = W/q W = qΔV = (1.60×10⁻¹⁹ C)(27 V) = 4.3×10⁻¹⁸ J--- SECTION: 3 تقويم الجواب --- • هل الوحدات صحيحة؟ V = (N.m/C) = J/C = (N/C)(m)، ستكون الوحدة الناتجة هي الفولت، ووحدة الشغل هي J = (C)(J/C) = C.V. • هل للإشارات معنى؟ يجب أن يبذل شغل موجب لنقل شحنة موجبة إلى اللوح الموجب. • هل الجواب منطقي؟ سيكون الشغل المبذول قليلاً لنقل مثل هذه الشحنة الصغيرة ضمن فرق جهد قليل.--- SECTION: 16 --- شدة المجال الكهربائي بين لوحين فلزيين واسعين متوازيين ومشحونين N/C 6000، والمسافة بينهما m 0.05. احسب فرق الجهد الكهربائي بينهما.--- SECTION: 17 --- إذا كانت قراءة فولتمتر متصل بلوحين مشحونين V 400 عندما كانت المسافة بينهما m 0.020، فاحسب شدة المجال الكهربائي بينهما.--- SECTION: 18 --- عندما طبق فرق جهد كهربائي مقداره V 125 على لوحين متوازيين تولد بينهما مجال كهربائي شدته N/C 4.25×10³. ما البعد بين اللوحين؟--- SECTION: 19 --- ما الشغل المبذول لتحريك شحنة C 3.0 خلال فرق جهد كهربائي مقداره V 1.5؟--- SECTION: 20 --- يمكن لبطارية سيارة جهدها V 12 ومشحونة بصورة كاملة أن تخزن شحنة مقدارها C 1.44×10⁶. ما مقدار الشغل الذي يمكن أن تبذله البطارية قبل أن تحتاج إلى إعادة شحنها؟--- SECTION: 21 --- يتحرك إلكترون خلال أنبوب الأشعة المهبطية لتلفاز، فتعرض لفرق جهد مقداره V 18000. ما مقدار الشغل المبذول على الإلكترون عند عبوره فرق الجهد هذا؟--- SECTION: 22 --- إذا كانت شدة المجال الكهربائي في مسارع جسيمات يساوي N/C 4.5×10⁵، فما مقدار الشغل المبذول لتحريك بروتون مسافة cm 25 خلال هذا المجال؟2025 - 1447

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 8 بطاقة لهذه الصفحة

ما هي الصيغة الرياضية التي تربط فرق الجهد الكهربائي (ΔV) بشدة المجال الكهربائي (E) والمسافة (d) بين لوحين متوازيين؟

الإجابة: ΔV = E × d

الشرح: في حالة المجال الكهربائي المنتظم بين لوحين متوازيين، يكون فرق الجهد الكهربائي بينهما مساوياً لحاصل ضرب شدة المجال الكهربائي في المسافة العمودية بين اللوحين.

تلميح: فكر في العلاقة بين الجهد والمجال والمسافة في حالة المجال المنتظم.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما هي الصيغة الرياضية التي تربط الشغل المبذول (W) على شحنة (q) بفرق الجهد الكهربائي (ΔV) الذي تتحرك خلاله؟

الإجابة: W = q × ΔV

الشرح: الشغل المبذول لتحريك شحنة كهربائية خلال فرق جهد معين يساوي حاصل ضرب مقدار الشحنة في فرق الجهد الكهربائي.

تلميح: تذكر أن الشغل المبذول لتحريك شحنة يعتمد على مقدار الشحنة وفرق الجهد.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

إذا كانت شدة المجال الكهربائي بين لوحين متوازيين 1800 N/C والمسافة بينهما 1.5 cm، فما مقدار فرق الجهد بين اللوحين؟

الإجابة: 27 V

الشرح: بالتعويض: E = 1800 N/C، d = 0.015 m. ΔV = (1800 N/C) × (0.015 m) = 27 V.

تلميح: استخدم العلاقة ΔV = E × d، مع تحويل المسافة إلى متر.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط

ما مقدار الشغل المبذول لنقل شحنة أولية (q = 1.60×10⁻¹⁹ C) خلال فرق جهد مقداره 27 V؟

الإجابة: 4.3 × 10⁻¹⁸ J

الشرح: بالتعويض: q = 1.60×10⁻¹⁹ C، ΔV = 27 V. W = (1.60×10⁻¹⁹ C) × (27 V) = 4.3×10⁻¹⁸ J.

تلميح: استخدم العلاقة W = q × ΔV.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط

ما هي وحدة قياس فرق الجهد الكهربائي (الفولت) من حيث الوحدات الأساسية (N, m, C)؟

الإجابة: الفولت (V) = (N·m)/C أو J/C

الشرح: من العلاقة ΔV = W/q، وحدة الشغل هي الجول (J = N·m)، ووحدة الشحنة هي الكولوم (C). لذلك، وحدة فرق الجهد هي (N·m)/C أو J/C.

تلميح: تذكر أن فرق الجهد مرتبط بالشغل والشحنة، والشغل مرتبط بالقوة والمسافة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

عند نقل شحنة موجبة إلى لوح موجب، هل الشغل المبذول موجب أم سالب؟ ولماذا؟

الإجابة: موجب. لأن ذلك يتطلب بذل شغل من مصدر خارجي للتغلب على قوة التنافر بين الشحنة الموجبة واللوح الموجب.

الشرح: الشغل يكون موجباً عندما يبذل ضد قوة المجال الكهربائي. الشحنة الموجبة تتنافر مع اللوح الموجب، لذا يحتاج نقلها إليه إلى بذل شغل خارجي.

تلميح: فكر في اتجاه القوة الكهربائية بين شحنتين متماثلتين.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

احسب فرق الجهد الكهربائي بين لوحين متوازيين إذا كانت شدة المجال بينهما 6000 N/C والمسافة 0.05 m.

الإجابة: 300 V

الشرح: ΔV = E × d = (6000 N/C) × (0.05 m) = 300 V.

تلميح: طبق العلاقة الأساسية ΔV = E × d مباشرة.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: سهل

ما مقدار الشغل المبذول لتحريك شحنة مقدارها 3.0 C خلال فرق جهد كهربائي مقداره 1.5 V؟

الإجابة: 4.5 J

الشرح: W = q × ΔV = (3.0 C) × (1.5 V) = 4.5 J.

تلميح: استخدم العلاقة المباشرة بين الشغل والشحنة وفرق الجهد.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: سهل