فيزياء السادس الاعدادي – حل الاسئلة الوزارية للمجموعة الاولى – الجزء الرابع

الفيزياء للصف السادس العلمي فيزياء السادس الاعدادي – حل الاسئلة الوزارية للمجموعة الاولى – الجزء الرابع

 

السؤال:

(ت / 2018)
س/ متسعة ذات الصفيحتين المتوازيتين سعتها 6 μF6\,\mu\text{F}\، رُبطت بين قطبي بطارية فرق الجهد بين قطبيها 30 V30\,\text{V}:

  1. ما مقدار الشحنة في أي من صفيحتيها؟
  2. إذا فُصلت المتسعة عن البطارية وأُدخل عازل كهربائي بين صفيحتيها فهبط فرق الجهد إلى 5 V5\,\text{V}، فما مقدار سعة المتسعة في حالة العازل بين صفيحتيها؟

الحل:

المعطيات:

  • السعة الابتدائية:
    C1=6 μF=6×10−6 FC_1 = 6\,\mu\text{F} = 6 \times 10^{-6}\,\text{F}
  • فرق الجهد الابتدائي:
    V1=30 VV_1 = 30\,\text{V}
  • فرق الجهد بعد إدخال العازل:
    Vk=5 VV_k = 5\,\text{V}

1. حساب الشحنة (Q):

Q=C1⋅V1=6×10−6⋅30=180×10−6 C=180 μCQ = C_1 \cdot V_1 = 6 \times 10^{-6} \cdot 30 = 180 \times 10^{-6}\,\text{C} = 180\,\mu\text{C}

2. حساب السعة الجديدة بعد إدخال العازل (Cₖ):

Ck=QVk=180×10−65=36×10−6 F=36 μFC_k = \frac{Q}{V_k} = \frac{180 \times 10^{-6}}{5} = 36 \times 10^{-6}\,\text{F} = 36\,\mu\text{F}

الإجابات النهائية:

  1. الشحنة = 180 μC180\,\mu\text{C}
  2. السعة الجديدة بعد إدخال العازل = 36 μF36\,\mu\text{F}

 

السؤال:

(ت ت / 2018)
س/ متسعة ذات الصفيحتين المتوازيتين سعتها 20 μF20\,\mu\text{F} رُبطت بين قطبي بطارية فرق الجهد بين قطبيها 6 V6\,\text{V}. فإذا فُصلت المتسعة عن البطارية ثم أُدخل لوح من مادة عازلة ثابت عزلها 33 يملأ الحيّز بينهما، ما مقدار:

  1. الشحنة المختزنة؟
  2. سعة المتسعة بوجود العازل الكهربائي؟
  3. فرق الجهد بين صفيحتي المتسعة بعد إدخال العازل؟

الحل:

المعطيات:

  • السعة الابتدائية:
    C1=20 μF=20×10−6 FC_1 = 20\,\mu\text{F} = 20 \times 10^{-6}\,\text{F}
  • فرق الجهد الابتدائي:
    V1=6 VV_1 = 6\,\text{V}
  • ثابت العزل:
    K=3K = 3

1. حساب الشحنة المختزنة (Q):

Q=C1⋅V1=20×10−6⋅6=120×10−6 C=120 μCQ = C_1 \cdot V_1 = 20 \times 10^{-6} \cdot 6 = 120 \times 10^{-6}\,\text{C} = 120\,\mu\text{C}

2. سعة المتسعة بعد إدخال العازل (Cₖ):

Ck=K⋅C1=3⋅20=60 μFC_k = K \cdot C_1 = 3 \cdot 20 = 60\,\mu\text{F}

3. فرق الجهد الجديد بعد إدخال العازل (Vₖ):

Vk=QCk=120×10−660×10−6=2 VV_k = \frac{Q}{C_k} = \frac{120 \times 10^{-6}}{60 \times 10^{-6}} = 2\,\text{V}

الإجابات النهائية:

  1. الشحنة = 120 μC120\,\mu\text{C}
  2. السعة بعد إدخال العازل = 60 μF60\,\mu\text{F}
  3. فرق الجهد بعد إدخال العازل = 2 V2\,\text{V}

 

السؤال:

(خ ق / 2019)
س/ متسعة ذات الصفيحتين المتوازيتين سعتها 5 μF5\,\mu\text{F} رُبطت إلى بطارية فرق الجهد بين قطبيها 30 V30\,\text{V}:

  1. ما مقدار الشحنة المختزنة في أي من صفيحتيها؟
  2. إذا فُصلت المتسعة عن البطارية وأُدخل لوح عازل كهربائي بين صفيحتيها ثابت عزله KK، وأصبحت الطاقة المختزنة فيها تساوي 11.25×10−4 J11.25 \times 10^{-4}\,\text{J}، ما مقدار السعة بوجود العازل؟ وما مقدار ثابت العزل الكهربائي؟

الحل:

المعطيات:

  • السعة الابتدائية:
    C1=5 μF=5×10−6 FC_1 = 5\,\mu\text{F} = 5 \times 10^{-6}\,\text{F}
  • فرق الجهد الابتدائي:
    V1=30 VV_1 = 30\,\text{V}
  • الطاقة بعد إدخال العازل:
    Ek=11.25×10−4 JE_k = 11.25 \times 10^{-4}\,\text{J}

1. حساب الشحنة (Q):

Q=C1⋅V1=5×10−6⋅30=150×10−6=150 μCQ = C_1 \cdot V_1 = 5 \times 10^{-6} \cdot 30 = 150 \times 10^{-6} = 150\,\mu\text{C}

2. بعد فصل المتسعة وإدخال العازل (الشحنة ثابتة):

حساب السعة الجديدة:

نستخدم قانون الطاقة:

E=12⋅Q2C⇒Ck=Q22EE = \frac{1}{2} \cdot \frac{Q^2}{C} \Rightarrow C_k = \frac{Q^2}{2E} Q=150×10−6=1.5×10−4 CQ = 150 \times 10^{-6} = 1.5 \times 10^{-4}\,\text{C} Ck=(1.5×10−4)22⋅11.25×10−4=2.25×10−82.25×10−3=10−5 F=10 μFC_k = \frac{(1.5 \times 10^{-4})^2}{2 \cdot 11.25 \times 10^{-4}} = \frac{2.25 \times 10^{-8}}{2.25 \times 10^{-3}} = 10^{-5}\,\text{F} = 10\,\mu\text{F}

حساب ثابت العزل KK:

K=CkC1=105=2K = \frac{C_k}{C_1} = \frac{10}{5} = 2

الإجابات النهائية:

  1. الشحنة = 150 μC150\,\mu\text{C}
  2. السعة بوجود العازل = 10 μF10\,\mu\text{F}
    ثابت العزل الكهربائي = 22

 

المحاضرة السابق
رجوع إلى الدرس
المحاضرة التالي