1- عدد الإلكترونات التي تعبر مقطع موصل في زمن قدره \((0.03 \text{ }\mu\text{s})\) عندما تكون شدة التيار الكهربائي المارة فيه \((2 \text{ mA})\) تساوي \((375 \times 10^6)\) إلكترون. شرح السؤال هذا السؤال يربط بين مفهوم التيار الكهربائي، الشحنة، والزمن، بالإضافة إلى معرفتك بشحنة الإلكترون الواحد. ابدأ بحساب كمية الشحنة الكلية، ثم استخدمها لإيجاد عدد الإلكترونات. صح خطأ الإجابة الصحيحة هي(صح).لحساب عدد الإلكترونات، نتبع الخطوات التالية:تحويل الوحدات إلى النظام الدولي (SI):الزمن \((t) = 0.03 \text{ }\mu\text{s} = 0.03 \times 10^{-6} \text{ s} = 3 \times 10^{-8} \text{ s}\).شدة التيار \((I) = 2 \text{ mA} = 2 \times 10^{-3} \text{ A}\).حساب كمية الشحنة الكلية (Q) المارة خلال الموصل:نستخدم العلاقة \(Q = I \times t\). \(Q = (2 \times 10^{-3} \text{ A}) \times (3 \times 10^{-8} \text{ s}) = 6 \times 10^{-11} \text{ C}\).حساب عدد الإلكترونات (n):نعلم أن شحنة الإلكترون الواحد \((e) = 1.6 \times 10^{-19} \text{ C}\) (قيمة مطلقة، من الثوابت في بداية ورقة الامتحان). العلاقة بين الشحنة الكلية وعدد الإلكترونات هي \(Q = n \times e\). إذن، \(n = Q / e\). \[n = \frac{6 \times 10^{-11} \text{ C}}{1.6 \times 10^{-19} \text{ C/إلكترون}}\] \[n = \frac{6}{1.6} \times 10^{(-11 - (-19))} \text{ إلكترون}\] \[n = 3.75 \times 10^8 \text{ إلكترون}\]القيمة المحسوبة \(3.75 \times 10^8\) إلكترون هي نفسها \(375 \times 10^6\) إلكترون. إذن، العبارة صحيحة.للتفكير:إذا تضاعفت شدة التيار مع بقاء الزمن كما هو، كيف سيتغير عدد الإلكترونات المارة؟(الوحدة الثانية: الكهرباء التيارية، الدرس 1-2: الشحنة الساكنة والتيار الكهربائي، صفحة 32، العلاقة \(I = Q/t\). شحنة الإلكترون من الوحدة الأولى، الدرس 1-1: الظواهر الكهروستاتيكية، صفحة 13، أو من الثوابت العامة في بداية ورقة الامتحان)
2- يحدث الاحتكاك على المواد المختلفة نوعين مختلفين من الشحنات الكهربائية. شرح السؤال تذكر أولى التجارب التي درستها في الكهرباء الساكنة، مثل دلك الزجاج بالحرير، أو البلاستيك بالفرو. ماذا كانت نتيجة هذه التجارب من حيث نوع الشحنة المتكونة؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي(صح).هذا هو المبدأ الأساسي في عملية الشحن بالاحتكاك (الدلك). عندما يتم دلك مادتين مختلفتين ببعضهما، تنتقل الإلكترونات من إحداهما إلى الأخرى. المادة التي تفقد الإلكترونات تصبح مشحونة بشحنةموجبة، والمادة التي تكتسب هذه الإلكترونات تصبح مشحونة بشحنةسالبة.سؤال:هل الشحنة تُخلق أثناء عملية الاحتكاك؟ أم أنها تنتقل فقط؟ ما هو المبدأ الفيزيائي الذي يصف هذا؟الوحدة الأولى: الكهرباء الإستاتيكية، الدرس 1-1، ص 12.
3- الذرة عندما تكتسب بروتوناً تصبح أيوناً موجباً. شرح السؤال ما الذي يحدد هوية العنصر الكيميائي؟ وما هي العملية التي تحول الذرة إلى أيون؟ هل يمكن للذرة أن تكتسب أو تفقد بروتونات في التفاعلات الكيميائية العادية؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة (خطأ)هذه العبارة خاطئة لسببين جوهريين:تكون الأيونات:الذرة تصبح أيوناً عن طريقفقد أو اكتساب الإلكترونات، وليس البروتونات.عندما تفقد إلكتروناً تصبح أيوناً موجباً.عندما تكتسب إلكتروناً تصبح أيوناً سالباً.تغير العنصر:البروتونات موجودة داخل النواة، وعددها (العدد الذري $Z$) هو الذي يحدد هوية العنصر. اكتساب أو فقدان بروتون هو تفاعل نووي يغير العنصر إلى عنصر آخر، ولا يحوله إلى أيون.(الوحدة الأولى: الكهرباء الإستاتيكية، 1-1: تفسير للشحن الكهربائي بالاحتكاك، صفحة 12)
4- عند دلك ساق زجاج بالحرير فإنه من الأسهل للزجاج أن يكتسب إلكترونات شرح السؤال 💡 من يفقد ومن يكتسب؟ تذكر شحنة الزجاج بعد الدلك بالحرير، الجسم الموجب يفقد أم يكتسب إلكترونات؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة: خطأالمفهوم الفيزيائي: عند دلك الزجاج بالحرير، تنجذب الإلكترونات بقوة أكبر نحو الحرير. وبالتالي، الزجاج يفقد الإلكترونات (ليصبح موجب الشحنة)، بينما الحرير يكتسبها (ليصبح سالب الشحنة). إذن، من الأسهل للزجاج أن يفقد إلكترونات وليس أن يكتسبها.الكهرباء والمغناطيسية، الوحدة الأولى: الكهرباء الإستاتيكية، الدرس 1-1، الصفحة: 12