ملف تدريبي: الجهد الكهربي لكرة مشحونة

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على تحديد الجهد الكهربي حول كرة مشحونة كهربيًّا، باستخدام التماثل لتبسيط العمليات الحسابية.

س١:

مولد فان دي جراف يحتوي على قُبة معدنية قطرها 2.00 m وتحمل شحنة قدرها 5.00 mC.

ما قيمة الجهد بالقرب من سطحه؟

عند أي مسافة من مركزه يكون الجهد مساويًا 1.00 MV؟

شحنة الإلكترون تساوي 1.60×10 C، وشحنة البروتون تساوي +1.60×10 C. ذرة أكسجين تحتوي على ثمانية بروتونات وفقدت ثلاثة إلكترونات، تحرَّرت بالقرب من مولد فان دي جراف. ما طاقة الوضع الكهربية لهذه الذرة عندما تكون عند نقطة قيمة الجهد عندها 1.00 MV؟

س٢:

وُزِّعت شحنة قيمتها 28 µC بانتظام على حجم كروي نصف قطره 18.0 cm. تتغيَّر شدة المجال الكهربي الناتج عن هذه الشحنة مع المسافة من مركز الكرة.

أوجد شدة المجال الكهربي على بُعد 3.5 cm من مركز الكرة.

  • أ1.5×10 N/C
  • ب21×10 N/C
  • ج5.7×10 N/C
  • د3.9×10 N/C
  • ه15×10 N/C

أوجد شدة المجال الكهربي على بُعد 9.0 cm من مركز الكرة.

  • أ7.8×10 N/C
  • ب12×10 N/C
  • ج19×10 N/C
  • د6.4×10 N/C
  • ه3.9×10 N/C

أوجد شدة المجال الكهربي على بُعد 21 cm من مركز الكرة.

  • أ5.7×10 N/C
  • ب2.2×10 N/C
  • ج7.6×10 N/C
  • د8.9×10 N/C
  • ه4.6×10 N/C

س٣:

وُضِعت شحنة نقطية 𝑞=3.5×10C عند مركز طبقة دائرية موصِّلة نصف قطرها الداخلي 2.5 cm ونصف قطرها الخارجي 5.3 cm. كان اتجاه المجال الكهربي فوق سطح هذه الطبقة بالضبط في اتجاه نصف القطر إلى الخارج وكانت شدته 9.7 N/C .

ما شحنة السطح الداخلي للطبقة؟

  • أ3.5×10 C
  • ب5.2×10 C
  • ج6.3×10 C
  • د3.0×10 C
  • ه35×10 C

ما شحنة السطح الخارجي للطبقة؟

  • أ98×10 C
  • ب3.0×10 C
  • ج0.3×10 C
  • د6.4×10 C
  • ه4.4×10 C

ما الشحنة الكلية على الموصِّل؟

  • أ69×10 C
  • ب6.5×10 C
  • ج0.32×10 C
  • د0.45×10 C
  • ه9.5×10 C

س٤:

كرة معدنية نصف قطرها 1.3 cm شُحنت بشحنة قدرها +16.0 µC، وانتشرت على سطح الكرة بشكل منتظم. تستند الكرة المعدنية على حامل معزول، وتحيط بها قشرة كروية معدنية أكبر منها، نصف قطرها الداخلي 7.0 cm، ونصف قطرها الخارجي 8.0 cm. الآن، شحنة قدرها 16.0 µC وُضعت داخل القشرة الكروية وانتشرت بشكل منتظم على السطح الداخلي للقشرة. افترض أن الجهد يساوي صفرًا عند اللانهاية.

ما جهد القشرة الكروية؟

ما الجهد عند سطح الكرة؟

ما الجهد عند 𝑟=6.0 cm؟

س٥:

وُضعت شحنة نقطية 𝑞=6.1×10C عند مركز قشرة كروية موصِّلة غير مشحونة نصف قطرها الداخلي 4.6 cm ونصف قطرها الخارجي 8.8 cm.

أوجد مقدار المجال الكهربي على بُعد 4.9 cm من الشحنة النقطية.

  • أ0.0 N/C
  • ب3.6×10 N/C
  • ج1.2×10 N/C
  • د0.55×10 N/C
  • ه10×10 N/C

أوجد مقدار المجال الكهربي على بُعد 7.3 cm من الشحنة النقطية.

أوجد مقدار المجال الكهربي على بُعد 9.3 cm من الشحنة النقطية.

  • أ4.8×10 N/C
  • ب8.4×10 N/C
  • ج6.1×10 N/C
  • د89×10 N/C
  • ه6.3×10 N/C

ما الشحنة المستحثة على السطح الداخلي للقشرة؟

  • أ+6.1×10 C
  • ب+3.0×10 C
  • ج12×10 C
  • د6.1×10 C
  • ه3.0×10 C

ما الشحنة المستحثة على السطح الخارجي للقشرة؟

  • أ6.1×10 C
  • ب+6.1×10 C
  • ج+12×10 C
  • د+3.0×10 C
  • ه3.0×10 C

س٦:

يحمل مُولِّد فان دي جراف شحنة كهربية مقدارها 5.20 mC. تقع النقطة 𝑃 على مسافة 7.12 m من مركز قبة المُولِّد.

ما مقدار شدة المجال الكهربي عند النقطة 𝑃؟

  • أ7.45×10 N/C.
  • ب7.20×10 N/C.
  • ج9.01×10 N/C.
  • د8.99×10 N/C.
  • ه9.22×10 N/C.

ما مقدار القوة التي تؤثِّر بها قبة المُولِّد على شحنة كهربية مقدارها 4.51 µC وتقع عند النقطة 𝑃؟

س٧:

أوجد الجهد الكهربي على بُعد مُهمل من السطح الخارجي لكرة معدنية قُطْرها 23.0 cm، ولها شحنة كهربية كلية موجبة ومقدارها 3.4 µC.

س٨:

ما مقدار الطاقة المُخزَّنة في المجال الكهربي لكرة معدنية نصف قطرها 1.0 m وجهدها 42 V؟

س٩:

كرة من الألومنيوم نصف قطرها 4.3 cm، مشحونة بشحنة مقدارها 8.4 µC. تحيط بالكرة قشرة كروية من النحاس نصف قطرها الداخلي 6.3 cm، ونصف قطرها الخارجي 9.0 cm. وُضعت شحنة كلية مقدارها 12 µC على القشرة النحاسية.

أوجد شدة المجال الكهربي على مسافة 5.0 cm من مركز الكرة.

  • أ30×10 N/C
  • ب63×10 N/C
  • ج78×10 N/C
  • د1.5×10 N/C
  • ه33×10 N/C

أوجد شدة المجال الكهربي على مسافة 12 cm من مركز الكرة.

  • أ2.3×10 N/C
  • ب38×10 N/C
  • ج8.5×10 N/C
  • د5.2×10 N/C
  • ه22×10 N/C

س١٠:

نصفا قطرَيْ قشرتين كرويتين متحدتَي المركز وسُمْكهما مُهمَل هما 𝑅 = 0.50 m و𝑅 = 1.0 m. تحمل القشرتان الداخلية والخارجية شحنتين كليتين مقداراهما 3.3 mC و4.5 mC على الترتيب.

ما الجهد الكهربي عند 𝑟 = 0.25 m؟

ما الجهد الكهربي عند 𝑟 = 0.75 m؟

ما الجهد الكهربي عند 𝑟 = 2.0 m؟

س١١:

قشرتان كرويتان متحدتا المركز تحملان شحنتين 𝑄، 𝑄 مقدار كلٍّ منهما 12 µC، على التوالي، كما موضَّح في الشكل. سُمك القشرة الداخلية مُهمَل ونصف قطرها 𝑎=3.0cm. يبعُد السطح الداخلي للقشرة الخارجية مسافة 𝑏=6.0cm عن مركز القشرة الداخلية ويبعُد السطح الخارجي مسافة 𝑐=8.0cm عن مركز القشرة الداخلية.

أوجد مقدار المجال الكهربي على مسافة 2.0 cm من مركز الكرة.

أوجد مقدار المجال الكهربي على مسافة 5.0 cm من مركز الكرة.

  • أ43×10 N/C
  • ب95×10 N/C
  • ج0.0 N/C
  • د2.1×10 N/C
  • ه26×10 N/C

أوجد مقدار المجال الكهربي على مسافة 7.0 cm من مركز الكرة.

أوجد مقدار المجال الكهربي على مسافة 9.0 cm من مركز الكرة.

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