ملف تدريبي: طاقة الجهد الكهربي لجسم مشحون

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على استخدام المجالات الكهربية الناتجة عن توزيعات شحنات كهربية لتحديد طاقة الوضْع الكهربية للشحنات.

س١:

تسارع أيون شحنته ضعف شحنة الإلكترون من السكون حتى وصلت طاقة حركته إلى 32.0 keV عن طريق المجال الكهربي بين لوحين موصلين متوازيين. إذا كانت المسافة بين اللوحين 2.00 cm، فما مقدار شدة المجال الكهربي بين اللوحين؟

شحنة البروتون تساوي +1.60×10 C.

  • أ 2 . 5 0 × 1 0 V/m
  • ب 5 . 0 0 × 1 0 V/m
  • ج 8 . 0 0 × 1 0 V/m
  • د 1 . 6 0 × 1 0 V/m
  • ه 1 2 . 5 × 1 0 V/m

س٢:

أيون الهيدروجين السالب هو ذرة هيدروجين تحتوي على إلكترونين. تم تعجيل إلكترون وأيون هيدروجين سالب بواسطة نفس الجهد. أوجد نسبة سرعتيهما بعد التسارع، إذا كانت سرعتهما غير نسبوية. استخدم القيمة 1.67×10 kg لكتلة أيون الهيدروجين.

س٣:

جسم كتلته 6.0 µg. يحمل الجسم شحنة +3.0 µC. يتحرَّك الجسم في الفضاء المحيط بشحنة ثابتة قدرها +5.0 µC.

ما طاقة وضع الجسم على بُعد 4.0 cm من الشحنة الثابتة؟

إذا بدأ الجسم في التسارع من السكون عند نقطة تبعُد مسافة 4.0 cm عن الشحنة الثابتة، فما سرعة الجسم عندما يكون على بُعد 8.0 cm من الشحنة الثابتة؟

س٤:

لوحان كبيران مشحونان، كثافة شحنتيهما ±30 µC/m2، ويواجه كلٌّ منهما الآخر، والمسافة الفاصلة بينهما تساوي 5.0 mm. تحرَّك إلكترون من السكون من اللوح السالب. ما مقدار السرعة التي يصدم الإلكترون بها اللوح الموجب؟

شحنة الإلكترون تساوي 1.60×10 C.

  • أ 7 . 7 × 1 0 m/s
  • ب 6 . 0 × 1 0 m/s
  • ج 7 . 2 × 1 0 m/s
  • د 8 . 6 × 1 0 m/s
  • ه 5 . 7 × 1 0 m/s

س٥:

إلكترون يتم تعجيله في مجال كهربي منتظم تبلغ شدته 2.00×10/Vm.

ما مقدار الطاقة بوحدة الكيلو إلكترون فولت التي يكتسبها الإلكترون إذا تم تعجيله خلال 0.400 m؟

ما مقدار المسافة التي يجب تعجيل الإلكترون خلالها لزيادة طاقته بمقدار 50.0 GeV؟

س٦:

لتكوين ذرة هيدروجين، يُثبَّت البروتون عند نقطة ويُجلب الإلكترون من مسافة غير محدَّدة من البروتون إلى مسافة تبعُد 0.529×10 m عنه. أوجد مقدار الشغل المبذول لتحريك الإلكترون.

  • أ 4 . 3 6 × 1 0 J
  • ب 4 . 9 6 × 1 0 J
  • ج 4 . 4 3 × 1 0 J
  • د 4 . 6 4 × 1 0 J
  • ه 4 . 8 0 × 1 0 J

س٧:

جسم شحنته 𝑞=2.0 µC كان في حالة سكون في البداية ويقع على مسافة 2.0 m من شحنة ثابتة 𝑄=+6.0 µC. ما طاقة حركة الجسم عندما يقع على مسافة 1.0 m من 𝑄؟

س٨:

أُنْتِجَتْ حزمة بروتونات بواسطة مولد فان دي جراف الكهربائي. تُنتِج الحزمة تيارًا شدته 5.00 mA، والبروتونات في الحزمة مقدار طاقتها 1.00 keV.

ما سرعة البروتونات؟

  • أ 4 . 2 0 × 1 0 m/s
  • ب 4 . 8 0 × 1 0 m/s
  • ج 4 . 3 8 × 1 0 m/s
  • د 4 . 5 3 × 1 0 m/s
  • ه 5 . 0 4 × 1 0 m/s

ما عدد البروتونات الناتجة في الثانية؟

  • أ 1 . 0 6 × 1 0
  • ب 8 . 2 4 × 1 0
  • ج 1 . 8 4 × 1 0
  • د 3 . 1 3 × 1 0
  • ه 2 . 5 6 × 1 0

س٩:

يدخل إلكترون منطقة تقع بين لوحين كبيرين متوازيين تفصل بينهما مسافة 2.0 cm. يوجد داخل المنطقة مجال كهربي مُنتظِم ناتج عن فرق جهد مقداره 200 V بين اللوحين المتوازيين. يحتوي اللوح الأقل في الجهد على فتحة صغيرة يمر إلكترون من خلالها إلى المنطقة التي تحتوي على المجال الكهربي. تكون سرعة الإلكترون في البداية مُهمَلة أثناء دخوله المنطقة الموجودة بين اللوحين المتوازيين.

أوجد سرعة الإلكترون على بُعْد 0.10 cm من اللوح السالب.

  • أ 1 . 4 × 1 0 m/s
  • ب 2 . 3 × 1 0 m/s
  • ج 1 . 0 × 1 0 m/s
  • د 1 . 9 × 1 0 m/s
  • ه 2 . 8 × 1 0 m/s

أوجد سرعة الإلكترون على بُعْد 0.50 cm من اللوح السالب.

  • أ 6 . 8 × 1 0 m/s
  • ب 3 . 4 × 1 0 m/s
  • ج 4 . 2 × 1 0 m/s
  • د 5 . 3 × 1 0 m/s
  • ه 1 . 9 × 1 0 m/s

أوجد سرعة الإلكترون على بُعْد 1.0 cm من اللوح السالب.

  • أ 6 . 6 × 1 0 m/s
  • ب 5 . 3 × 1 0 m/s
  • ج 5 . 9 × 1 0 m/s
  • د 4 . 9 × 1 0 m/s
  • ه 3 . 4 × 1 0 m/s

أوجد سرعة الإلكترون على بُعْد 1.5 cm من اللوح السالب.

  • أ 7 . 3 × 1 0 m/s
  • ب 1 1 × 1 0 m/s
  • ج 6 . 9 × 1 0 m/s
  • د 9 . 3 × 1 0 m/s
  • ه 4 . 8 × 1 0 m/s

أوجد سرعة الإلكترون قبل أن يصطدم باللوح الموجب مباشرةً.

  • أ 7 . 7 × 1 0 m/s
  • ب 1 1 × 1 0 m/s
  • ج 8 . 4 × 1 0 m/s
  • د 9 . 3 × 1 0 m/s
  • ه 6 . 0 × 1 0 m/s

س١٠:

جُسيم نقطي شحنته 3.0 µC.

ما المسافة من الجُسيم التي تُقابِل جهدًا كهربيًّا مقداره 120 V؟

ما المسافة من الجُسيم التي تُقابِل جهدًا كهربيًّا مقداره 3.0×10 V؟

س١١:

في عملية انشطار نووي، تنقسم النواة إلى شظيتين متساويتين، تحتوي كلُّ شظية منهما على 52 بروتونًا. يُمكِن اعتبار أن النواة قد انقسمت عندما تفصل مسافة مقدارها 4.21×10 m بين الشظيتين.

ما طاقة الوضع الكهربية لإحدى الشظيتين نتيجة موضعها بالنسبة إلى الشظية الأخرى عند هذه المسافة الفاصلة؟

ما طاقة الوضع الكهربية لإحدى الشظيتين نتيجة موضعها بالنسبة إلى الشظية الأخرى عند هذه المسافة الفاصلة؟

س١٢:

إذا اكتسب شعاع من البروتونات طاقة حركته عن طريق المرور مرَّة واحدة فقط عَبْر فرق جهدٍ ما ليصل إلى سرعة 0.400𝑐، فما مقدار فرق الجهد هذا؟

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.