مسائل المجموعة الاولى – الفصل الاول – فيزياء السادس الاعدادي

✅ شرح ملاحظة وزارية مهمة: ماذا يحدث عند إدخال مادة عازلة في المتسعة؟

في أعلى الصورة، مكتوب:

إذا تكررت كلمة (ازدادت)، لا تتعجل!

وهذه ملاحظة ذكية جدًا للطلبة، خاصة في الأسئلة الوزارية، لأن كلمة “ازدادت” قد تشير إلى سعة المتسعة أو الشحنة، ولكل منهما حالة مختلفة حسب ما إذا كانت المتسعة متصلة بالمصدر أو معزولة.

🔸 تفرع الملاحظة إلى حالتين:

🟢 أولًا: الزيادة في السعة

• عند إدخال عازل كهربائي بين لوحي المتسعة، فإن سعة المتسعة تزداد.
• القانون الموضّح:

  $$C_k = C + \text{زيادة}$$أي أن السعة الجديدة بعد إدخال العازل $C_k$ تساوي السعة الأصلية مضافًا إليها مقدار الزيادة الناتج عن وجود العازل.

• وهذا يحدث في جميع الحالات سواء كانت المتسعة متصلة بالمصدر أو لا.

🟢 ثانيًا: الزيادة في الشحنة

• في حالة كون المتسعة متصلة بمصدر الجهد (أي بطارية مثلاً)، فإن فرق الجهد يبقى ثابتًا، وعند إدخال العازل:
  • السعة تزداد
  • وبما أن $Q = C \cdot V$، فإن الشحنة المخزنة تزداد أيضًا
• القانون الموضّح:

  $$Q_k = Q + \text{زيادة}$$أي أن الشحنة الجديدة أكبر من الشحنة الأصلية، بسبب زيادة السعة، عند ثبات الجهد.

⚠️ تنبيه مهم (وزاري):

الكلمة المفتاحية “ازدادت” قد تعني:

• ازدادت السعة إذا كانت المتسعة معزولة.
• ازدادت السعة والشحنة معًا إذا كانت المتسعة مرتبطة بمصدر جهد ثابت.

ولذلك يجب الانتباه جيدًا إلى سياق السؤال قبل الإجابة.

السؤال:

متسعة سعتها الأصلية $C = 12 \, \mu F$، وعند إدخال مادة عازلة بين لوحيها ازدادت السعة بمقدار $40 \, \mu F$.
احسب السعة الجديدة $C_K$ بعد إدخال العازل؟
وما قيمة $K$ (السماحية النسبية)؟

الحل:

نعلم أن:

$$C_K = C + \text{الزيادة في السعة}$$ $$C_K = 12 \, \mu F + 40 \, \mu F = 52 \, \mu F$$

ملاحظة:

لحساب $K$ نستخدم العلاقة:

$$K = \frac{C_K}{C} = \frac{52}{12} \approx 4.33$$

إذن:

$$K \approx 4.33$$

السؤال:

متسعة سعتها الأصلية $C = 50 \, \mu F$، وعند إدخال مادة عازلة بين لوحيها ازدادت السعة بمقدار $60 \, \mu F$.
احسب السعة الجديدة $C_K$ بعد إدخال العازل؟
وما قيمة $K$ (السماحية النسبية)؟

الحل:

نستخدم العلاقة:

$$C_K = C + \text{الزيادة}$$ $$C_K = 50 \, \mu F + 60 \, \mu F = 110 \, \mu F$$

حساب السماحية النسبية $K$:

$$K = \frac{C_K}{C} = \frac{110}{50} = 2.2$$

الجواب النهائي:

• السعة الجديدة: $110 \, \mu F$
• السماحية النسبية $K = 2.2$