بسم الله الرحمن الرحيم

المادة: فيزياء متقدم/2                                                  (الكهرباء والمغناطيسية)    إعداد: فاروق بني حمد                                            عدد الحصص المقترحة:(10)حصص

الكهرباء السكونية

1.    القوة الكهربائية

2.    المجال الكهربائي

3.    الجهد الكهربائي

 

النتاجات التعليمية: يتوقع من الطالب بعد تنفيذه لهذه المادة الدراسية أن:

 

·        يذكر نص قانون كولوم ويعبر عنه بدلالة السماحية الكهربائية.

·        يوضح المقصود بالمجال الكهربائي ويعبر عنه بصيغة رياضية.

·        يفسر خصائص خطوط المجال الكهربائي.

·        يطبق قوانين المجال الكهربائي والقوى الكهربائية في حل مسائل عددية.

·        يوضح المقصود بالتدفق الكهربائي ويعبر عنه بصيغة رياضية

·        يذكر نص قانون غاوس ويعبر عنه رياضيا.

·        يتوصل باستخدام قانون غاوس لإيجاد المجال الكهربائي الناشئ عن:( شحنة نقطية، موصل كروي، سلك مستقيم مشحون، صفيحة مشحونة، صفيحتان مشحونتان ).

·        يوضح المقصود بالجهد الكهربائي ووحدة قياسه.

·        . يتوصل إلى قانون فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين بالاعتماد على مبرهنة الشغل والطاقة.

·        يستنتج العلاقة بين فرق الجهد والمجال الكهربائي ( في مجال منتظم ).

·        يذكر قوانين: الجهد الناشئ عن شحنة نقطية، الجهد الكهربائي لموصل كروي مشحون ( جهد مطلق وجهد حثي).

·        .يطبق قوانين الجهد الكهربائي في حل مسائل

·         يصف ويفسر المجال والجهد داخل وخارج موصل مشحون

·        يعرف سطح تساوي الجهد ويذكر خصائصه

·         يصف سطوح تساوي الجهد لموصلات مشحونة مختلفة

·        يتوصل إلى أن الشحنة تستقر على السطوح الخارجية للموصلات عمليا.

·        يبحث في استخدام الموصلات في الحماية من المجالات الكهربائية الخارجية في التطبيقات العملية

الأساليب والوسائل والأنشطة:

الجزء الأول:(خمس حصص)

·        استخدام أسلوب الحوار والمناقشة والشرح النظري.

·        التطبيق الرياضي لحل مسائل عددية لإيجاد قيمة واتجاه القوة، المجال والجهد الكهربائي:

 

 

 

أمثلة: المثال الأول(1)

1- (أ)- ارسم خطوط المجال الكهربائي وسطوح تساوي الجهد لموصل كروي معزول ومشحون بشحنة سالبة.
 

1-(ب) ( أ ب د ) مثلث ، (ن) تنصف الضلع (ب د ) وضعت عند الرأس (ب) شحنة (ش1) وعند الرأس (د) شحنة (ش2) معتمداً على البيانات المثبتة على الشكل المجاور ، احسب :

1. المجال الكهربائي في نقطة (ن) .

2. طاقة الوضع الكهربائية المختزنة في الشحنة (ش2) .

3. الشغل المبذول عند نقل الشحنة (ش1) من الرأس (ب) إلى الرأس ( أ ) .

الحل(1):

أ) 

1. سهم اتجاه المجال نحو المركز .

2. خطوط المجال مستقيمة امتدادها يمر بمركز الموصل . ( غير متقاطعة )( لا تخترق السطح) .

3. سطوح تساوي الجهد ترسم دوائر متحدة المركز ( غير متقاطعة ) .

4. تتباعد سطوح تساوي الجهد كلما ابتعدنا عن المركز ( تقل كثافتها ) .

5. توزيع الشحنات السالبة على سطح الموصل الكروي بانتظام .


ب)

 

2. ط د1 = ش جـ1

طو(ش2) = شد جـد = - 36 × 10-9 × 36 =  -1296 × 10-9 جول

 

 

المثال الثاني(2):

ب) شحنتان نقطيتان (ش1 ، ش2) موضوعتان في الهواء عند النقطتين (أ ، ب) ، فإذا كان الجهد الكهربائي عند النقطة (هـ) الواقعة في منتصف المسافة بينهما يساوي صفراً ، بالاعتماد على البيانات المثبتة على الشكل . احسب ما يأتي :


 1. الشحنة (ش1) .

2. المجال الكهربائي عند النقطة (هـ) .

3. التغير في طاقة الوضع الكهربائية للشحنة (ش1) عند انتقالها من النقطة ( أ ) إلى النقطة (هـ).

الحل(2):  

ب) 1.

ش1 = -4 × 10-6 كولوم

 

 

 

2.

= 72 × 10 5 نيوتن / كولوم من هـ إلى أ

 

 

 

3.

         = -72 جول

 

المثال الثالث(3):

 

ج) يبين الشكل المجاور كرة صغيرة الحجم خفيفة ومن مادة غير موصلة ومشحونة ، وزنها في الهواء (0.003) نيوتن ، اتزنت في الهواء فوق مركز صفيحة أفقية غير موصلة مستوية رقيقة وواسعة جداً ومشحونة بشحنة موجبة موزعة عليها بانتظام ، وبكثافة سطحية تساوي (17.7 × 10-6) كولوم/م2 ، احسب ما يأتي :

1. مقدار المجال الكهربائي المؤثر في الكرة .

2. مقدار ونوع شحنة الكرة . (بإهمال قوة الطفو في الهواء

 

 الحل (3):

1.

نوع الشحنة موجبة

ق = و

مـ ش = و

10 6 × ش = 0.003

\ ش = 3 × 10-9 كولوم

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

أسئلة:

1.  . شحنتان نقطيتان (+2 ميكروكولوم)، (-4 ميكروكولوم) موضوعتان في الهواء ،والمسافة بينهما( 10 سم ) احسب:

v    المجال الكهربائي عند منتصف المسافة بينهما.

v  القوة المحصلة المؤثرة في شحنة مقدارها (-2X 10-12) كولوم ، موضوعة في منتصف المسافة بينهما؟

v  المجال في نقطة تبعد (6سم) عن الشحنة الأولى و(12سم) عن الشحنة الثانية على امتداد الخط الواصل بينهما؟

2.  ثلاث شحنات كهربائية (2،7،-4) ميكروكولوم موضوعة في الهواء على رؤوس مثلث متساوي الأضلاع طول ضلعه  (50 )سم، احسب:

أ‌-       المجال الكهربائي في موضع الشحنة( 2)ميكروكولوم.

ب‌-   القوة الكهربائية المؤثرة في الشحنة( 2)ميكروكولوم ؟

ت‌-  وضعت أربع شحنات كهربائية   (12،-10،16،1) ميكروكولوم على رؤوس المستطيل     (أ ب د ه ) على الترتيب . فإذا كان طول أ ب = 8 سم ،   ب د =6سم ، فاحسب القوة المؤثرة في الشحنة الموضوعة في النقطة (ه).

3- كرتان صغيرتان مشحونتان ،مجموع شحنتيهما يساوي( 5 ) ميكروكولوم، والمسافة بين مركزيهما يساوي(1)م ، إذا كانت القوة المتبادلة بينهما تساوي (5،4 ×10 –2  ) نيوتن. فمت مقدار شحنة كل منهما؟

4- ( أ ب ج ) مثلث متساوي الأضلاع، طول ضلعه 10 سم. وضعت على رؤوسه ثلاث شحنات       (+ 6، -5، +4 ) ميكروميتر على الترتيب. احسب محصلة القوى المؤثرة في الشحنة (ج) واتجاهها؟.

 

 

لمزيد من الأمثلة والأسئلة : http://www.elearning.jo/EduWave/AllCurriculaPage.aspx

النقر على المناهج / الصف الثاني الثانوي العلمي / الفيزياء/ الكهرباء السكونية

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

الجزء الثاني: في مختبر الحاسوب(ثلاث حصص)

v    يتم تقسيم الطلاب إلى مجموعات تعاونية ذات مهام مختلفة للعمل معا مهمتها الرئيسية البحث لتحقيق النتاجات التعليمية المرجوة على شكل مشروع يتم عرضه أمام الطلاب الصف.

 

المجموعة الأولى:

    تعمل على تصفح مواقع الويب التالية والتي تحتوي على مادة علمية وعلى مجموعة من تجارب المحاكاة التفاعلية التي تساعد في تفهم الأسس العلمية لبعض المفاهيم و القوانين الفيزيائية ثم يقوم أفراد المجموعة بالاختيار والعرض والشرح أمام الصف:

القوة الكهربائية وقانون كولوم

نظري

www.schoolarabia.com\fezia\level5\alkhrba\kolom\kolom1.htm

القوة الكهربائية وقانون كولوم

نظري وتجارب تفاعلية

http://www.oocities.com/kouraphysics2005/colombslaw.htm

المجال

جافا

http://www.oocities.com/tdcdom9/field02.html

المجال

الكهربائي

نظري

www.schoolarabia.com\fezia\level5\alkhrba\almjal\almjal1.htm

خطوط المجال

جافا

http://www.oocities.com/kouraphysics2005/electricfield.htm

الجهد

أسئلة على الجهد

www.schoolarabia.com\msael\physics\level5\aljhd\aljhd1.htm

 

المجموعة الثانية:

تقوم بالدخول إلى منظومة التعلم الالكتروني للوزارة من خلال الحساب الشخصي ذو الارتباط التالي:

http://www.elearning.jo/EduWave/AllCurriculaPage.aspx

النقر على المناهج / الصف الثاني الثانوي العلمي / الفيزياء/ الكهرباء السكونية

المجموعة الثالثة:

 البحث في محركات البحث عن ارتباطات ذات صلة بالموضوع وتضمين ملخصات لمواقع جديدة.

انقر هنا لتجد مجموعة من محركات البحث المفيدة:

http://www.oocities.com/faroukhamad2000/serg.htm

 

أو انقر على الارتباط التالي لتجد مجموعة من الارتباطات المفيدة حول الموضوع.

http://www.oocities.com/faroukhamad2000/srev.htm

 

المجموعة الرابعة:

 تنسيق أعمال المجموعات السابقة وكتابتها الكترونيا بشكل منطقي وتسلسل علمي على شكل مشروع متكامل.

 

المجموعة الخامسة:

 تصميم البرمجية الحاسوبية وتحميلها على الانترنت في المكان المخصص لها.

1