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

ط_و(ش2) = ش_د جـ_د = - 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/م^2 ، 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.org/kouraphysics2005/colombslaw.htm
المجال	جافا	http://www.oocities.org/tdcdom9/field02.html
المجال الكهربائي	نظري	www.schoolarabia.com\fezia\level5\alkhrba\almjal\almjal1.htm
خطوط المجال	جافا	http://www.oocities.org/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.org/faroukhamad2000/serg.htm

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

http://www.oocities.org/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.