نسخة الفيديو النصية
تبذل بطارية شغلًا لفصل الشحنات، ويولد ذلك فرق جهد كهربيًّا بين طرفيها. أي المعادلات الآتية توضح توضيحًا صحيحًا العلاقة بين فرق الجهد الناتج عبر طرفي البطارية والشغل المبذول ومقدار الشحنة المفصولة؟ أ: فرق الجهد يساوي الشغل المبذول مقسومًا على الشحنة المفصولة. ب: فرق الجهد يساوي الشغل المبذول مضروبًا في الشحنة المفصولة. ج: فرق الجهد يساوي الشغل المبذول زائد الشحنة المفصولة.
مطلوب منا في هذا السؤال تحديد العلاقة بين ثلاث كميات؛ الشغل المبذول لفصل الشحنات المتضادة، ومقدار الشحنة المفصولة، وفرق الجهد الناتج بين الشحنات المفصولة. قبل أن نبدأ، دعونا نلق نظرة على وحدات كل من هذه الكميات. يقاس فرق الجهد بالفولت، والشغل بالجول، والشحنة بالكولوم.
في الخيار ج، تشير المعادلة إلى أن فرق الجهد يساوي الشغل المبذول زائد الشحنة المفصولة. لكن هاتين الكميتين لهما وحدات مختلفة، ومن ثم لا يمكننا جمعهما معًا. لذا، يمكننا استبعاد الخيار ج. نريد إيجاد العلاقة بين فرق الجهد الناتج عبر طرفي البطارية والشغل المبذول ومقدار الشحنة المفصولة.
دعونا نسترجع تعريف فرق الجهد الكهربي. فرق الجهد هو الشغل المبذول لتحريك شحنة واحدة بين نقطتين. بعبارة أخرى، فرق الجهد يساوي الشغل، الذي يبذل لتحريك مقدار معين من الشحنة بين نقطتين، لكل وحدة شحنة في هذا المقدار. والجزء «لكل وحدة شحنة» هنا مهم للغاية. إنه يعني أننا إذا كنا سنحرك شحنتين عن طريق بذل نفس مقدار الشغل المبذول لتحريك شحنة واحدة، فإننا سنقسم فرق الجهد على اثنين. بشكل عام، يمكننا التعبير عن ذلك بالمعادلة: فرق الجهد يساوي الشغل المبذول مقسومًا على الشحنة. هذا يتوافق مع الخيار أ. إذن، يمكننا استبعاد الخيار ب وتحديد الخيار أ باعتباره الإجابة الصحيحة.
المعادلة التي توضح توضيحًا صحيحًا العلاقة بين فرق الجهد الناتج عبر طرفي البطارية، والشغل المبذول، ومقدار الشحنة المفصولة هي: فرق الجهد يساوي الشغل المبذول مقسومًا على الشحنة المفصولة.
