حل تمرین های فصل 2 فيزيك 3 رياضي(الکتریسیته ساکن)

1 – با توجه به اينكه در جسم جامد بارهاي الكتريكي مثبت جا به جا مي شوند، در اين باره توضيح دهيد‌: وقتي به يك جسم رسانا بارالكتريكي مثبت يا منفي داده مي شود ، اين بارهاي الكتريكي چگونه در جسم جابه جا شده و به سطح خارجي آن مي روند؟
اگر به جسم رسانا بار مثبت داده مي شود با جذب الكترون هاي آزاد جسم از سطح خارجي داراي بار مثبت خواهد شد و اگر بار منفي داده شود اين بارهاي اضافي به سطح خارجي جسم منتقل مي شوند.

تمرين هاي فصل اول :
1 – يك كره ي فلزي بدون بارالكتريكي را كه روي پايه ي نارسانايي قرار دارد، به آونگ الكتريكي بارداري نزديك مي كنيم. با ذكر دليل توضيح دهيد چه اتفاقي مي افتد؟

حل : در القاء كره ي فلزي باردارشده چون فاصله ي بارهاي مخالف آونگ و كره از فاصله ي بارهاي موافق كمتر است، بنابراين نيروي ربايش بيشتر از رانش بوده و آونگ به طرف كوه منحرف مي شود

2 – بارهاي الكتريكي نقطه اي

q1=-4

q2=-3 مطابق شكل در فاصله 8cm از يكديگر ثابت شده اند. بار نقطه اي

q3=-5را در نقطه اي كه فاصله ي آن از هر يك از دو بار الكتريكي قبلي برابر 5cm است، قرار مي دهيم. نيروي الكتريكي وارد بر بار q3 را محاسبه كنيد.

حل:

3 – دو بار الكتريكي نقطه اي همنام q=+5 مطابق شكل 1-46 به فاصله ي 6cm از يكديگر قراردارند. جهت و اندازه ي ميدان الكتريكي را در نقطه A واقع بر عمود منصف خط واصل دو بار، در فاصله ي 4cm ازنقطه ي o (وسط خط واصل دو بار) مشخص كنيد.
چون بارهاي مساوي فاصله ها برابرند E1= E = E 2

4- يك ميدان الكتريكي يكنواخت به بزرگي N/C 5*10-2 كه جهت آن قائم و رو به پايين است ذره ي باردار به جرم 2g معلق و به حال سكون قرار دارد اگر g=10N/kg باشد اندازه و نوع بارالكتريكي ذره را مشخص كنيد.

نوع بار الكتريكي بايد منفي باشد چون جهت نيروي f‌رو به بالا مي باشد. mg.f را خنثي مي كند و برايند نيروها صفر است.

F=mg => E.q = mg

5 * 10 4 q = 2 * 10 -3 * 10 => q=0/4 * 10 -6c = 0/4 Mc

5 – دو صفحه ي رسانا با فاصله ي 2cm را موازي يكديگر قرار مي دهيم و آنها را به اختلاف پتانسيل 100v وصل مي كنيم. درنتيجه، يكي از صفحه ها به طور منفي ديگري به طور مثبت باردار مي شوند و ميان دو صفحه ي ميدان الكتريكي يكنواختي بوجود مي آيد.
اندازه ي اين ميدان الكتريكي را حساب كنيد توضيح دهيد كه كداميك از دو صفحه پتانسيل الكتريكي بيشتري دارند.

هر چه به صفحه ي مثبت نزديك تر شويم پتانسيل الكتريكي افزايش مي يابد. بنابراين پتانسيل الكتريكي صفحه مثبت بيشتر از منفي است.

6- بار الكتريكي q = -4 ازنقطه اي با پتانسيل الكتريكي v 1 = -40 v تا نقطه اي با پتانسيل v 2 = -10 v آزادانه جابه جا مي شود.

الف – انرژي پتانسيل الكتريكي بار q چه اندازه و چگونه تغيير مي كند؟ ب : توضيح دهيد كه تغيير انرژي پتانسيل بار q (با توجه به قانون پايستگي انرژي) به چه انرژي تبديل مي شود؟

الف )چون است پس انرژي پتانسيل كاهش مي يابد.
ب)تغييرات انرژي پتانسيل به انرژي جنبشي تبديل مي شود.

7 – اختلاف پتانسيل بين دو صفحه ي يك خازن را از 28 ولت به 40 ولت افزايش مي دهيم. اگر با اين كار 15 ميكروكولن بر بار ذخيره شده در خازن افزوده شود. ظرفيت خازن را حساب كنيد.

8 – دو صفحه ي مربعي شكل به ضلع 16cm در فاصله ي 2mm از يكديگر قرار دارند. فضاي بين دوصفحه از پارافين با ضريب دي الكتريكي 5/2 پر شده است. ظرفيت خازن حاصل چه اندازه است؟