1- عند وضع شحنة موجبة في مجال كهربائي منتظم فإنها تتحرك في اتجاه المجال. شرح السؤال كيف يُعرّف العلماء اتجاه المجال الكهربائي؟ هل يعتمد على شحنة اختبار موجبة أم سالبة؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي(صح).يُعرّف اتجاه المجال الكهربائي عند نقطة ما بأنه اتجاه القوة التي تؤثر على **شحنة اختبار موجبة** توضع في تلك النقطة. لذلك، ستتحرك أي شحنة موجبة حرة في نفس اتجاه خطوط المجال الكهربائي.
2- اتجاه المجال الكهربائي هو : اتجاه القوة المؤثرة على شحنة سالبة صغيرة موضوعة فيه. شرح السؤال المجال الكهربائي هو منطقة تأثير. كيف اتفق العلماء على تحديد اتجاه هذا التأثير؟ هل هو بناءً على شحنة موجبة أم سالبة؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي(خطأ).يُعرّف اتجاه المجال الكهربائي عند نقطة ما بأنهاتجاه القوة الكهربائية التي ستؤثر على شحنة اختبار موجبة صغيرةموضوعة عند تلك النقطة.إذا وضعت شحنة موجبة في مجال كهربائي، فإن القوة المؤثرة عليها تكون في نفس اتجاه المجال. أما إذا وضعت شحنة سالبة (مثل الإلكترون) في نفس المجال الكهربائي، فإن القوة المؤثرة عليها تكون في عكس اتجاه المجال الكهربائي.لذلك، العبارة المذكورة في السؤال خاطئة لأنها تشير إلى شحنة سالبة بدلاً من شحنة موجبة في تعريف اتجاه المجال الكهربائي.للتفكير:إذا كانت خطوط المجال الكهربائي تتجه من اليسار إلى اليمين، فما هو اتجاه القوة التي ستؤثر على إلكترون يوضع في هذا المجال؟(الوحدة الأولى: الكهرباء الإستاتيكية، الدرس 5-1: المجال الكهربائي، فقرة "تعريف المجال الكهربائي"، صفحة 21)
3- شدة المجال الكهربي عند نقطة تبعد (130cm) من إلكترون هي: شرح السؤال استخدم قانون شدة المجال الكهربائي لشحنة نقطية ($E = k |q|/r^2$). $5.8×10^{-10} \mathrm{ N/C}$ $5.8×10^{-12} \mathrm{ N/C}$ $8.5×10^{-10} \mathrm{ N/C}$ $8.5×10^{-20} \mathrm{ N/C}$ لحساب شدة المجال الكهربائي عند هذه النقطة، سنستخدم قانون شدة المجال لشحنة نقطية بنفس الطريقة السابقة: المعطيات: المسافة ($r$) = $130 \text{ cm} = 1.3 \text{ m}$ (يجب التحويل إلى المتر). مقدار شحنة الإلكترون ($q$) = $1.6 \times 10^{-19} \text{ C}$. ثابت كولوم ($k$) = $9 \times 10^9 \text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$. القانون: $$E = \frac{k \cdot q}{r^2}$$ خطوات الحل: نعوض بالقيم في القانون: $$E = \frac{9 \times 10^9 \times 1.6 \times 10^{-19}}{(1.3)^2}$$ نبسط المعادلة: $$E = \frac{14.4 \times 10^{-10}}{1.69}$$ النتيجة النهائية: $$E \approx 8.52 \times 10^{-10} \mathrm{ N/C}$$ إذن، شدة المجال الكهربائي عند تلك النقطة تساوي تقريباً $8.52 \times 10^{-10} \mathrm{ N/C}$، وكما نعلم فإن اتجاه هذا المجال يكون متجهاً نحو الإلكترون نظراً لأن شحنته سالبة.
4- بُعد النقطة التي يؤثر بها مجال كهربائي شدته \((9 \times 10^4 \text{ N/C})\) عن شحنة موجبة مقدارها \((4 \mu C)\) يساوي: شرح السؤال تذكر قانون شدة المجال الكهربائي الناشئ عن شحنة نقطية. يتناسب المجال عكسيًا مع مربع المسافة عن الشحنة. استخدم القانون وأعد ترتيبه لحساب المسافة. تأكد من استخدام قيمة ثابت كولوم الصحيحة وتحويل الميكروكولوم إلى كولوم. \(0.4 \text{ m}\) \(0.20 \text{ m}\) \(0.63 \text{ m}\) \(0.1 \text{ m}\) الإجابة الصحيحة هي(\(0.63 \text{ m}\)).العلاقة التي تربط شدة المجال الكهربائي \((E)\) الناشئ عن شحنة نقطية \((Q)\) بالمسافة \((r)\) عن هذه الشحنة هي: \[E = k \frac{|Q|}{r^2}\] حيث \(k\) هو ثابت كولوم ويساوي \(9 \times 10^9 \text{ N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2\).المعطيات:\(E = 9 \times 10^4 \text{ N/C}\)\(Q = 4 \mu C = 4 \times 10^{-6} \text{ C}\)نريد إيجاد \(r\). نعيد ترتيب المعادلة: \[r^2 = \frac{k|Q|}{E}\] \[r^2 = \frac{(9 \times 10^9 \text{ N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2) \times (4 \times 10^{-6} \text{ C})}{9 \times 10^4 \text{ N/C}}\] \[r^2 = \frac{36 \times 10^3 \text{ N} \cdot \text{m}^2/\text{C}}{9 \times 10^4 \text{ N/C}}\] \[r^2 = 4 \times 10^{-1} \text{ m}^2 = 0.4 \text{ m}^2\] \[r = \sqrt{0.4 \text{ m}^2} \approx 0.63245 \text{ m}\] أقرب إجابة من الخيارات المتاحة هي \(0.63 \text{ m}\).للتفكير:إذا تضاعفت قيمة الشحنة، كيف سيتغير بُعد النقطة التي يكون عندها نفس شدة المجال الكهربائي، بافتراض أن كل العوامل الأخرى ثابتة؟(الوحدة الأولى: الكهرباء الإستاتيكية، الدرس 5-1: المجال الكهربائي، صفحة 22، المعادلة \(E = \frac{9 \times 10^9 Q}{r^2}\) ومثال محلول 1-3)
