جواب پرسش و تمرین و فعالیت فصل اول صفحه ۳ تا ۴۴ فیزیک یازدهم ریاضی ؛ الکتریسیته ساکن

جواب صفحه ۳ تا ۴۴ فیزیک پایه یازدهم ریاضی که مربوط به سوال های فصل اول قدر الکتریسیته ساکن است را در حاشیه نیوز برای شما دانش آموز فعال و کوشا آماده شده است. در این قسمت به حل گام به گام پاسخ سوالات  پرسش و تمرین و فعالیت صفحه ۳ تا ۴۴ فیزیک یازدهم متوسطه دوم رشته های ریاضی می‌پردازیم.

جواب صفحه ۳ تا ۴۴ فیزیک یازدهم ریاضی

در پاسخ پرسش ۱-۱ صفحه ۳ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

چرا وقتی روکش پلاستیکی را روی یک ظرف غذا می‌کشید و آن را در لبه‌های ظرف فشار می‌دهید، روکش در جای خود ثابت باقی می‌ماند؟

جواب: زیرا هنگامی که پلاستیک به ظرف مالش داده می‌شود، الکترون‌ها از ظرف به سمت روکش پلاستیکی منتقل می‌شوند و در نتیجه باردار شدن، روکش و ظرف به یکدیگر چسبیده می‌شوند.

در پاسخ تمرین و فعالیت ۱-۱ صفحه ۵ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

عدد اتمی اورانیوم Z=۹۲ است. بار الکتریکی هستهٔ اتم اورانیم چقدر است؟ مجموع بار الکتریکی الکترون‌های اتم اورانیم (خنثی) چه مقدار است؟ بار الکتریکی اتم اورانیم (خنثی) چقدر است؟

جواب:

در پاسخ فعالیت کار در کلاس:

مطابق شکل، دو نیِ پلاستیکی را از نزدیکی یک انتهای آنها خم کنید و پس از مالش دادن با پارچه‌ای پشمی نزدیک یکدیگر قرار دهید. اگر نی‌ها به خوبی باردار شده باشند، نیروی دافعهٔ آنها را می‌توانید به وضوح بر روی انگشتان خود حس کنید.

جواب: هنگام مالش نی‌ها با پارچه‌ی پشمی، بارهای همنام (منفی) در آنها ایجاد می‌شود و نیروی دافعه بین بارهای همنام در انگشتان احساس می‌شود.

در پاسخ فعالیت ۱-۲ صفحه ۷ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

شکل زیر تصویری از مرحله‌های ایجاد یک رونوشت در دستگاه فتوکپی را نشان می‌دهد. در مورد چگونگی کار دستگاه‌های فتوکپی تحقیق کنید.

جواب: در ابتدا، یک غلتک نواری که درام نامیده می‌شود، با ولتاژی حدوداً ۶۰۰ تا ۷۰۰ ولت بار مثبتی شارژ می‌شود. سپس پس از قرار دادن کاغذ یا نوشته بر روی صفحه‌ی شیشه‌ای دستگاه کپی، یک باریکه‌ی نور شدید به آن تابیده می‌شود.

قسمت‌های تیره‌ی کاغذ نور را جذب کرده و قسمت‌های سفید آن نور را به سطح درام منعکس می‌کنند. در برخورد با سطح باردار درام، نور توسط آن خنثی شده و نواحی با بار مثبت که تصاویر یا نوشته‌های کاغذ هستند، بر روی درام باقی می‌مانند.

یک پودر سیاه به آن تونر نیز شارژ منفی شده و با تماس با درام، به قسمت‌های مثبت آن می چسبد. سطح کاغذ ورودی به دستگاه نیز با بار مثبت شارژ می‌شود و در اثر تماس با درام، ذرات باردار منفی تونر را جذب می‌کند. این ذرات به کمک حرارت به کاغذ چسبیده و کپی ایجاد می‌شود.

در پاسخ پرسش ۱-۲ صفحه ۸ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

سه ذرّه باردار مانند شکل زیر، روی یک خط راست قرار دارند و فاصلهٔ بارهای سمت راست و چپ از بار میانی برابر است.

الف) جهت نیروی الکتریکی خالص وارد بر بار الکتریکی میانی را تعیین کنید.

جواب: یک نیروی دافعه از سمت راست بر روی بار میانی عمل می‌کند و یک نیروی جاذبه از سمت چپ بر روی بار سمت چپ عمل می‌کند که جمع این دو نیرو به سمت چپ است. شکل زیر نشان دهنده این موضوع است.

ب) اگر ذرّهٔ سمت راست به جای qq، بار −q−q داشته باشد، جهت نیروی الکتریکی خالص وارد بر بار میانی چگونه خواهد بود؟

جواب: اگر ذرات به سمت راست بار منفی داشته باشند، در هر دو حالت بار میانی را به سمت خود جذب می کنند. در این حالت نیروهای خلاف جهت و ضد میانگین می شوند و به همین دلیل برآیند این دو نیرو صفر می شود.

در پاسخ تمرین ۱-۲ صفحه ۹ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

در مثال ۱ـ۳ ،نیروى خالص وارد بر بار q_۲ را به دست آورید.

جواب:

در پاسخ پرسش ۱-۳ صفحه ۹ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

سه ذرّهٔ باردار مطابق شکل زیر، در سه گوشهٔ یک مربع قرار دارند.

الف) جهت نیروی الکتریکی خالص وارد بر بار سمت راست پایینی را تعیین کنید.

جواب:بار منفی به بار مورد نظر نیروی جاذبه رو به بالا و بار سمت چپ به بار مورد نظر نیروی دافعه به سمت راست وارد می کند به شکل زیر برآیند دو نیرو با رنگ آبی نشان داده شده است:

ب) اگر ذرّهٔ سمت چپ پایینی به جای qq، بار −q−q داشته باشد، جهت نیروی الکتریکی خالص وارد بر بار سمت راست پایینی چگونه خواهد بود؟

جواب: اگر سمت چپ منفی باشد هر دو بار به بار مثبت نیروی جاذبه وارد می کنند و برایند این دو نیرو با رنگ آبی نشان داده شده است:

در پاسخ تمرین ۱-۳ صفحه ۱۰ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

در مثال ۱-۴ الف) اگر علامت بار q۳ تغییر کند جهت نیروی برایند وارد بر بار q۱ چگونه خواهد شد؟

جواب: جهت نیروی برایند وارد بر q_۱ به شکل زیر می شود:

خیر، چون اندازه، زاویه و فاصله‌ی بین بارها تغییر نکرده، بزرگی نیروی برآیند وارد بر بار q_۱ نیز تغییر نمی‌کند.

ب) اگر علامت بار q_۲ تغییر کند، جهت نیروی برایند وارد بر بار q_۱ چگونه خواهد شد؟
جواب: جهت نیروی برایند تغییر کرده اما با توجه به اینکه اندازه و فاصله بارها تغییر نکرده پس مقدار نیروی وارد شده
نیز ثابت می ماند.

پ) آیا اندازهٔ نیروی برایند وارد بر بار q_۱ در قسمت‌های الف و ب با مقدار به دست آمده در مثال ۱-۴ متفاوت است؟

جواب : به این دلیل که اندازه، زاویه و فاصله بین بارها تغییر نکرده است، بزرگی نیروی برآیند وارد بر بار q_۱ نیز تغییر نمی‌کند.

در پاسخ تمرین ۱-۴ صفحه ۱۴ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

طبق مدل بور برای اتم هیدروژن، در حالت پایه فاصلهٔ الکترون از پروتون هسته برابر با m‌‌‌‌‎ـ ^۱۱- ۱۰×۵/۳ است.
الف) اندازهٔ میدان الکتریکی ناشی از پروتون هسته را در این فاصله تعیین کنید.

جواب: اندازه میدان الکتریکی ناشی از ذره باردار در فاصله معین از آن از رابطه زیر بدست می آید :

ب) در چه فاصله‌ای از پروتون هسته، بزرگی میدان الکتریکی برابر با بزرگی میدان الکتریکی حاصل از مولد وان دوگراف مثال پیش در فاصلهٔ ۱/۰m از مرکز کلاهک آن است؟

جواب: با قرار دادن مولد واندوگراف مثال پیش در فاصله یک متری، میدان ناشی از پروتون را معادل می‌کنیم و مشخص می‌کنیم که فاصله مورد نظر اطراف پروتون است.

در پاسخ تمرین ۱-۵ صفحه ۱۶ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

شکل زیر، آرایشی از دو بار الکتریکی هم اندازه و غیرهمنام (دوقطبی الکتریکی) را نشان می‌دهد که در آن فاصلهٔ دو بار از هم ۶/۰cm است. میدان الکتریکی خالص را در نقطه‌های O و M به دست آورید.

جواب:

در پاسخ تمرین ۱-۶ صفحه ۱۷ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

میدان الکتریکی خالص حاصل از آرایش بار مثال ۱-۸ را در نقطهٔ A تعیین کنید.

جواب:

در پاسخ تمرین فعالیت ۱-۳ صفحه ۱۷ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

درون یک ظرف شیشه‌ای یا پلاستیکی با عمق کم، مقداری پارافین مایع یا روغن کرچک به عمق حدود ۰/۵cm بریزید و داخل آن دو الکترود نقطه‌ای قرار دهید. الکترودها را با سیم به پایانه‌های مثبت و منفی یک مولد ولتاژ بالا، مانند مولد وان دوگراف وصل کنید. روی سطح پارافین، مقدار کمی بذر چمن یا خاکشیر بپاشید. مولد را روشن کنید. اکنون به سمت گیری دانه‌ها در فضای بین دو الکترود توجه کنید. شکل سمت‌گیری دانه‌ها در این فضا را رسم کنید.

جواب: دانه‌ها در فضای اطراف الکترودها، تحت تأثیر میدان الکتریکی ایجاد شده توسط الکترودها، هم ردیف شده و خطوط میدان الکتریکی را مطابق شکل نشان می‌دهند.

در پاسخ پرسش ۱-۴ صفحه ۱۹ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

به نظر شما چرا خطوط میدان الکتریکی برایند هرگز یکدیگر را قطع نمی کنند؟

اگر فرض کنیم خطوط میدان در یک نقطه همدیگر را قطع می‌کنند، یعنی در آن نقطه دو جهت برای میدان وجود دارد. اگر یک بار آزمونی را در آن نقطه قرار دهیم، همزمان در دو جهت شروع به حرکت می‌کند. اگر این شرایط برقرار نباشد، به این معنی است که خطوط میدان همدیگر را قطع نمی‌کنند.

در پاسخ پرسش ۱-۵ صفحه ۱۹ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

بار q – را در نقطه های A ،B و C از میدان الکتریکی غیر یکنواخت شکل روبهرو قرار دهید و جهت نیروی الکتریکی وارد بر این بار منفی را تعیین کنید.

جواب:نیروی الکتریکی وارد بر یک بار منفی عمود به خطوط میدان الکتریکی است که در هر نقطه به مماس خطوط میدان الکتریکی هم‌جهت است.

در پاسخ فعالیت ۱-۴ صفحه ۱۹ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

تولید مثل برخی از گل‌ها به زنبورهای عسل وابسته است. گرده‌ها به واسطهٔ میدان الکتریکی، از یک گل به زنبور و از زنبور به گل دیگر منتقل می‌شوند. در این باره تحقیق کنید.

جواب:زنبورهای عسل معمولاً هنگام پرواز بار مثبتی به دست می‌آورند. وقتی که بر روی بساک یک گل بدون بار گرده می‌افتند، میدان الکتریکی آنها منجر به القای بار منفی در یک سمت گرده می‌شود و جاذبه بین بارهای مثبت و منفی باعث کشش گرده به سمت زنبور می‌شود.

گرده‌ها روی مویژه‌های ریز زنبور قرار می‌گیرند. زمانی که زنبور در اطراف یک گل دیگر پرواز می‌کند، بارهای منفی را بر روی کلاله گل القا می‌کند. اگر نیروی الکتریکی که از سمت کلاله به گرده وارد می‌شود، بزرگتر از نیروی الکتریکی که از سمت زنبور بر روی گرده اثر می‌گذارد، گرده به سمت کلاله کشیده شده و عمل گرده‌افشانی انجام می‌شود.

در پاسخ تمرین ۱-۷ صفحه ۲۱ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

روی سطح بادکنکی به جرم ۱۰/۰g بار الکتریکی ۲۰۰nC− ایجاد می‌کنیم و آن را در یک میدان الکتریکی قرار می‌دهیم. بزرگی و جهت این میدان الکتریکی را در صورتی که بادکنک معلق بماند، تعیین کنید. از نیروی شناوری وارد به بادکنک چشم پوشی کنید.

جواب:برای اینکه بادکنک در میدان الکتریک معلق بماند، نیروی الکتریکی وارد بر بادکنک باید از سمت بالا باشد تا نیروی وزن آن را تعادل کند. از آنجایی که نیروی الکتریکی به بار منفی جهت خلاف میدان وارد می شود، باید میدان الکتریکی به سمت پایین باشد. مقدار میدان الکتریکی نیز به روش زیر محاسبه می شود:

در پاسخ فعالیت ۱-۵ صفحه ۲۱ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

رسوب دهندهٔ الکتروستاتیکی (ESP) دود و غبار را از گازهای زائدی که از دودکش کارخانه‌ها و نیروگاه‌ها بالا می‌آید جدا می‌سازد. رسوب دهنده‌ها انواع مختلفی دارند. در مورد اساس کار این رسوب دهنده‌ها تحقیق کنید. شکل‌های روبه رو تأثیر رسوب دهنده را در کاهش آلودگی هوای ناشی از یک دودکش نشان می‌دهد.

جواب:فیلتر اصلی و صحیحی که در دهانه دودکش کارخانه ها نصب میشود، به نام رسوب دهنده الکتریکی معروف است. این فیلتر از یک توری فلزی نازک با بار الکتریکی مثبت و دو تیغه فلزی تشکیل شده است. تیغه های فلزی به زمین متصل هستند و دارای بار الکتریکی منفی هستند.

زمانی که ذرات دود و گرد و غبار از میان توری فلزی عبور می‌کنند، آنها بار مثبت می‌گیرند. ذره‌های دود، به واسطه بار منفی تیغه ها، جذب می‌شوند (زیرا بار الکتریکی منفی و مثبت یکدیگر را جذب می‌کنند) و روی تیغه‌ها رسوب می‌کنند و به این ترتیب از هوا جدا می‌شوند. هر چند روز یکبار، تیغه‌ها با استفاده از یک چکش بزرگ و مخصوص که بخشی از فیلتر است، ضربه می‌بینند تا دوباره آماده به کار شوند.

در پاسخ تمرین ۱-۸ صفحه ۲۳ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

در مثال ۱-۱۰ اگر جای قطب‌های باتری عوض شود و پروتون را در نقطهٔ A از حالت سکون رها کنیم، پروتون با چه تندی‌ای به نقطهٔ B می‌رسد؟

در پاسخ تمرین ۱-۹ صفحه ۲۵ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

الف) نشان دهید در یک میدان الکتریکی یکنواخت، با حرکت در سوی خطوط میدان، بدون توجه به نوع بار، پتانسیل الکتریکی کاهش می‌یابد و بالعکس با حرکت در خلاف جهت خطوط میدان، بدون توجه به نوع بار، پتانسیل الکتریکی افزایش می‌یابد.

ب) نشان دهید در میدان الکتریکی یکنواخت، با حرکت در جهت عمود بر خطوط میدان، پتانسیل الکتریکی تغییر نمی‌کند.

در پاسخ تمرین ۱-۱۰ صفحه ۲۵ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

اگر پایانهٔ مثبت یک باتری ۱۲ ولتی را مرجع پتانسیل درنظر بگیریم، پتانسیل پایانهٔ منفی آن چند ولت خواهد شد؟

در پاسخ فعالیت ۱-۶ صفحه ۲۶ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

عمل مغز اساساً برمبنای کنش‌ها و فعالیت‌های الکتریکی است. سیگنال‌های عصبی چیزی جز عبور جریان‌های الکتریکی نیست. مغز این سیگنال‌ها را دریافت می‌کند و اطلاعات به صورت سیگنال‌های الکتریکی در امتداد اعصاب گوناگون منتقل می‌شوند. هنگام انجام هر عمل خاصی، سیگنال‌های الکتریکی زیادی تولید می‌شوند. این سیگنال‌ها حاصل کنش الکتروشیمیایی در یاخته‌های عصبی موسوم به نورون هستند. درباره چگونگی کار نورون‌ها تحقیق و به کلاس گزارش کنید.

جواب:غشا در نورون‌ها از جنس چربی و پروتئین تشکیل شده است و نقش آن حفاظت از نورون‌ها به عنوان یک لایه محافظ است. این غشا برخلاف اکسیژن، موادی مانند پروتئین را نمی‌گذراند و به آنها اجازه عبور نمی‌دهد. بنابراین، ترکیب مواد در داخل و خارج نورون‌ها متفاوت است.

داخل نورون، یون پتاسیم در حالت فعالیت بیشتری دارد، در حالیکه در خارج نورون، یون سدیم وجود دارد. این تفاوت سبب ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی بین داخل و خارج سلول می‌شود. وقتی نورون تحریک می‌شود، نفوذپذیری غشا به یون سدیم افزایش می‌یابد و سدیم به نورون وارد می‌شود.

به این ترتیب، تغییرات بار الکتریکی در غشا تحریک شده را ثبت می‌کند و از طریق طول تار عصبی به صورت جریان یا پیام عصبی منتقل می‌شود. پس از تحریک، بار الکتریکی هر نقطه به حالت اولیه بازمی‌گردد. این پتانسیل الکتریکی در هنگام تحریک نورون، پتانسیل عمل نامیده می‌شود. سیناپس‌ها، نواحی اختصاص یافته‌ای هستند که نورون‌ها به یکدیگر متصل می‌شوند و از طریق آزاد شدن مواد شیمیایی در سیناپس، پیام‌های الکتریکی از یک نورون به نورون بعدی انتقال می‌یابد.

در پاسخ تمرین ۱-۱۱ صفحه ۲۷ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

در شکل ۱-۲۷ الف) با فرض آنکه بار q+ در ابتدا و انتهای جا به جایی ساکن باشد، آیا کار نیروی دست، مثبت است یا منفی؟

جواب: مثبت، زیرا نیروی دست هم جهت با جابه‌جایی است.

ب) آیا بار q+ به نقطه‌ای با پتانسیل بیشتر حرکت کرده است یا به نقطه‌ای با پتانسیل کمتر؟ توضیح دهید.

جواب:به نقطه ای با پتانسیل بالاتر حرکت کرده است؛ زیرا با حرکت در جهت مخالف با جهت میدان الکتریکی، پتانسیل الکتریکی افزایش می‌یابد. در این فرآیند، نیروی انجام داده شده توسط دست برای ذخیره انرژی به صورت پتانسیل الکتریکی در بار است.

در پاسخ فعالیت ۱-۷ صفحه ۲۹ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

الف) در شکل شخصی را داخل یک قفس توری فلزی می‌بینید که نوعی از قفس فاراده است. در مورد قفس فاراده و کاربردهایش تحقیق و به کلاس گزارش کنید.

جواب:یک قفس فارادی یک فضای بسته ساخته شده از فلز یا رسانای الکتریکی دیگر است که در سال 1873 میلادی، مایکل فارادی آن را در آزمایشی استفاده کرد. او یک فرد را در داخل یک قفس رسانای بزرگ قرار داد و آن را شارژ کرد تا بارهای الکتریکی به صورت جرقه از گوشه‌های آن جریان پیدا کردند.

قفس فارادی علاوه بر اینکه محافظی در برابر امواج بیرونی است، به امواج درون خود نیز اجازه خروج نمی‌دهد. در این وضعیت، الکترون‌های سطح رسانا به گونه‌ای روی سطح داخلی قفس ترتیب می‌یابند که اثر بارهای الکتریکی درون قفس را خنثی کنند.

ب) تحقیق کنید چرا معمولاً شخصی که در داخل اتومبیل یا هواپیماست از خطر آذرخش در امان می‌ماند.

جواب:مواد سازنده کاربردی اتومبیل‌ها و هواپیماها، به طور عمده از فلز (رسانا) تشکیل شده است، به همین دلیل انتقال بار الکتریکی به سطح خارجی آنها براساس آزمایش فاراده ممکن است، اما این انتقال بار الکتریکی بر افرادی که در آنها حضور دارند، هیچگونه آسیبی نخواهد رساند.

پ) با اعضای گروه خود آزمایش‌های دیگری را طراحی و اجرا کنید که نشان دهد بار اضافی داده شده به رسانا، روی سطح خارجی آن قرار می‌گیرد.

جواب:به مولد وان‌دوگراف متصل شده استوانه‌ای از جنس فلز داریم. آونگ‌هایی که درون استوانه قرار دارند نیز بیرون آویزان شده‌اند. به این شکل مشاهده می‌شود که آونگ‌های بیرون استوانه نسبت به القای بار الکتریکی از طرف استوانه و بارهای همنام، یکدیگر را دفع می‌کنند. در حالی که نشانه‌ای از تغییر در حالت آونگ‌های داخل استوانه نمی‌بینیم.

در پاسخ فعالیت ۱-۸ صفحه ۳۰ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

دو قطعه ورقه آلومینیمی نازک به ابعاد ۳cm×۴cm را مچاله کنید و به سرهای دو تکه نخ هم‌اندازه به طول ۳۰cm وصل کنید. پس از آنکه جسم فلزی دوکی شکل را با مولد وان دوگراف باردار کردید، یکی از آونگ‌ها را مقابل نوک تیز و دیگری را مقابل بخش پهن دوک بیاویزید. چه مشاهده می‌کنید؟ مشاهده خود را توجیه کنید.

جواب:ابتدا، در هر دو آونگ که بدون بار هستند، توسط جسم دوک بارهای مثبت و منفی القا می‌شوند. این بارها باعث جذب آونگ‌ها به سمت دوک می‌شوند. وقتی آونگ‌ها به سطح دوک برخورد می‌کنند، بخشی از بارهای دوک به آونگ‌ها منتقل می‌شود. این بارهای منتقل شده باعث شکل گیری بارهای همنام با بارهای آونگ‌ها می‌شود. به دلیل اثر نیروی دافعه بین بارهای همنام، آونگ‌ها از جسم دوک دور می‌شوند.

یک مشاهده مهم این است که آونگی که به قسمت نوک تیز جسم دوک برخورد می‌کند، انحراف بیشتری نسبت به سایر آونگ‌ها پیدا می‌کند. این انحراف بیشتر به دلیل افزایش چگالی بار در قسمت نوک تیز جسم دوکی است. با داشتن چگالی بالاتر در نوک تیز، میدان الکتریکی در اطراف آن نیز قوی‌تر می‌شود. این میدان الکتریکی قوی‌تر باعث وارد شدن نیروی بیشتری به آونگ می‌شود و به همین ترتیب، انحراف آونگ به سمت دورتر از جسم دوکی نیز بیشتر می‌شود.

در پاسخ فعالیت ۱-۹ صفحه ۳۱ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

در مورد برق گیرهای ساختمان تحقیق کنید و بررسی کنید آنها چگونه ساختمان‌ها را از گزند آذرخش در امان نگه می‌دارند

جواب:برای جلوگیری از اصابت آذرخش و صاعقه در ساختمان‌ها، برق‌گیرها در نقاط بالاتر نصب می‌شوند. نوک برق‌گیر با زاویه ۴۵ درجه نسبت به افق نصب می‌شود و یک مخروط ایمنی را ایجاد می‌کند تا جسمی که در این مخروط قرار دارد از اصابت مستقیم صاعقه محافظت شود.

در برخی موارد، چندین برق‌گیر به صورت قفس فراده برای پوشش کامل ساختمان استفاده می‌شود. اتصال برق‌گیر به زمین توسط هادی میانی انجام می‌شود، اما توجه به تخلیه‌ی جانبی هم بسیار مهم است. نادرستی در نصب اتصالات هادی میانی می‌تواند منجر به اتصال کوتاه و تخلیه نامناسب انرژی شود.

هنگامی که آذرخش به برق‌گیر برخورد می‌کند، انرژی به آن منتقل شده و توسط سیستم هادی به زمین هدایت می‌شود. روش‌های مختلفی برای اتصال به زمین وجود دارد، از جمله سیستم چاه، سیستم حلقه و سیستم میله‌ای ارت.

در پاسخ پرسش ۱-۶ صفحه ۳۶ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

در شکل زیر صفحه‌های باردار یک خازن تخت را که بین آنها هواست، به ولت‌سنج وصل می‌کنیم. با وارد کردن دی‌الکتریک در بین صفحه‌ها، اختلاف پتانسیل دو صفحه کاهش می‌یابد. علت آن را توضیح دهید. (توجه کنید که این آزمایش با بیشتر ولت سنج‌های معمولی و رایج ممکن نیست.)

در پاسخ فعالیت ۱-۱۰ صفحه ۳۷ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

در حسگر کیسه هوای برخی از خودروها از یک خازن استفاده می‌شود. درباره چگونگی عملکرد این حسگرها تحقیق کنید و نتیجه آن را به کلاس گزارش دهید.

جواب: حسگرهایی که در قسمت جلوی خودرو نصب می‌شوند، شامل یک خازن با یک صفحه ثابت و یک صفحه متحرک می‌باشند. در صورتی که سرعت خودرو به‌طور ناگهانی تغییر کند یا ترمزهای شدیدی فعال شود، فاصله بین این دو صفحه کاهش یافته و ظرفیت خازن افزایش می‌یابد. این تغییر در ظرفیت خازن توسط دستگاه کنترل مرکزی تشخیص داده شده و باعث باز شدن کیسه هوا می‌گردد.

در پاسخ تمرین ۱-۱۲ صفحه ۳۸ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

یک یاخته عصبی (نورون) را می‌توان با یک خازن تخت مدل‌سازی کرد، به‌طوری که غشای سلول به عنوان دی‌الکتریک و یون‌های باردار با علامت مخالف که در دو طرف غشا هستند به عنوان بارهای روی صفحه‌های خازن عمل کنند (شکل زیر). ظرفیت یک سلول عصبی و تعداد یون‌های لازم (بافرض آنکه هر یون یک بار یونیده باشد)، برای آنکه یک اختلاف پتانسیل ۸۵mV ایجاد شود چقدر است؟ فرض کنید غشا دارای ثابت دی‌الکتریک κ=۳/۰، ضخامت ۱۰/۰nm و مساحت سطح

در پاسخ فعالیت ۱-۱۱ صفحه ۳۸ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

خازن‌ها انواع متعددی دارند؛ زیرا برای کاربردهای مختلفی طراحی و ساخته می‌شوند. دربارهٔ خازن‌های مختلف مانند خازن‌های ورقه‌ای، میکا، سرامیکی، الکترولیتی، خازن‌های متغیر، اَبَرخازن‌ها و ظرفیت آنها تحقیق کنید. هر گروه ‌می‌تواند روی یک نوع خازن تحقیق کند.

در پاسخ پرسش ها و مسئله های فصل ۱ صفحه ۴۱ ، ۴۲ ، ۴۳ و ۴۴ فیزیک یازدهم خواهیم داشت:

۱-۱ و ۱-۲ بارالکتریکی، پایستگی و کوانتیده بودن بار

۱- چگونه توسط یک الکتروسکوپ می‌توانیم تشخیص دهیم که:

الف) یک میله باردار است یا نه؟

جواب:هنگامی که میله را به تیغه یک الکتروسکوپ خنثی نزدیک می‌کنیم، اگر ورقه‌های الکتروسکوپ از یکدیگر دور شدند، میله باردار است. در غیر اینصورت، میله خنثی است.

ب) میله رساناست یا عایق؟

جواب:هنگام تماس با الکتروسکوپ باردار، اگر بار الکتروسکوپ تخلیه شود و ورقه‌ها به هم چسبیدند، میله را برای رسانایی می‌توان تلقی کرد. در صورت عدم تخلیه بار و عدم چسبندگی ورقه‌ها، میله به عنوان یک عایق عمل می‌کند.

پ) نوع بار میلهٔ باردار چیست؟

جواب:وقتی میله را به تیغه الکتروسکوپ نزدیک می‌کنیم، اگر ورقه‌های الکتروسکوپ بیشتر از قبل از هم فاصله گرفتند، بار میله مشابه بار الکتروسکوپ است. و اگر ورقه‌ها به هم نزدیک شدند، بار میله مخالف بار الکتروسکوپ است.

۲- یک میله پلاستیکی را با پارچه پشمی مالش می‌دهیم. پس از مالش، بار الکتریکی میله پلاستیکی ۱۲/۸nC− می‌شود.

الف) بار الکتریکی ایجاد شده در پارچهٔ پشمی چقدر است؟  به همان اندازه و مثبت، یعنی: 12/8nC+

ب) تعداد الکترون‌های منتقل شده از پارچه پشمی به میله پلاستیکی را محاسبه کنید.

۳- الف) بار الکتریکی اتم و هستهٔ اتم کربن ^۱۲_۶C چند کولن است؟

جواب:با توجه به اینکه تعداد الکترون‌ها و پروتون‌های اتم کربن یکسان است، بنابراین بار الکتریکی اتم کربن صفر است. اما توجه داشته باشید که هسته‌ی اتم کربن ۶ پروتون دارد، بنابراین بار هسته اتم کربن برابر است با:

ب) بار الکتریکی اتم کربن یک بار یونیده (⁺C) چقدر است؟

۳-۱ قانون کولن

۴- دو گوی رسانا، کوچک و یکسان به بارهای q_۱=۴/۰nC و q_۲=−۶/۰nC را با هم تماس می‌دهیم و سپس تا فاصله r=۳۰cm از هم دور می‌کنیم. نیروی برهم کنش الکتریکی بین دو گوی را محاسبه کنید. این نیرو رانشی است یا ربایشی؟

جواب:هنگامی که دو گوی تماس برقی برقرار می‌کنند، بار الکتریکی بین آنها منتقل می‌شود و در نهایت بار هر دو گوی به یک اندازه می‌شود. بنابراین، بار الکتریکی گوی‌ها پس از تماس برابر است:

۵- سه ذرّه باردار q_۱ و q_۲، q_۳ مطابق شکل در سه رأس مربعی به ضلع ۳m ثابت شده‌اند. اگر q_۱=q_۲=−۵μC و q_۳=+۰/۲μ باشد، نیروی خالص الکتریکی وارد بر بار q_۳ را برحسب بردارهای یکه i و j تعیین کنید.

چون بارهای q_۱ و  q_۲ برابر و فاصله آنها از بار q_۳ یکسان است؛ بنابراین F_۱۳=F_۲۳ در نتیجه:

۶- بارهای الکتریکی نقطه‌ای q_۱=−۴/۰nC، q_۲=+۵/۰nC و q_۳=−۴/۰nC مطابق شکل، در جای خود ثابت شده‌اند. نیروی خالص الکتریکی وارد بر هر یک از بارهای q_۲ و q_۳ را محاسبه کنید.

بنابراین نیروی خالص وارد بر بار q_۲ برابر صفر است. نیروی خالص وارد بر بار q_۳ نیز به صورت زیر به دست می‌آید:

۷- در شکل روبه رو، دو گوی مشابه به جرم ۲/۵g و بار یکسان مثبت q در فاصله ۱/۰cm از هم قرار دارند، به طوری که گوی بالایی به حالت معلق مانده است.

الف) اندازه بار q را به دست آورید.

جواب:در صورتی که نیروی وزن گوی بالایی با نیروی دافعه الکتریکی بین گوی‌ها برابر باشد، شرط معلق ماندن آن برقرار می‌شود.

ب) تعداد الکترون‌های کنده شده از هر گوی چقدر است؟

۴-۱، ۵-۱ و ۱-۶ میدان الکتریکی، میدان الکتریکی حاصل از یک ذرّه باردار و خطوط میدان الکتریکی

۸- یک ذرّه باردار را یک بار در نقطه A و بار دیگر در نقطه B قرار می‌دهیم. نیرویی که از طرف میدان الکتریکی بر این ذرّه باردار در این دو نقطه وارد می‌شود را مقایسه کنید.۸- یک ذرّه باردار را یک بار در نقطه A و بار دیگر در نقطه B قرار می‌دهیم. نیرویی که از طرف میدان الکتریکی بر این ذرّه باردار در این دو نقطه وارد می‌شود را مقایسه کنید.

جواب:چون بار الکتریکی (q) و میدان الکتریکی (E) در نقاط A و B یکسان است طبق رابطه F=|q|E نیروی وارد بر ذره باردار در این نقاط نیز برابر است.

۹- هسته آهن شعاعی در حدود  دارد و تعداد پروتون‌های آن ۲۶ عدد است.

ب) اندازهٔ میدان الکتریکی ناشی از هسته در فاصلهٔ  از مرکز هسته چقدر است؟

جواب : ۲۶ پروتون داخل هسته است پس بار هسته برابر است با:

۱۰- شکل زیر، دو ذرّه باردار را نشان می‌دهد که در جای خود روی محور X ثابت شده‌اند. بارها در فاصله یکسان a از مبدأ مختصات (نقطه O) قرار دارند.
(الف) در کجای این محور (غیر از بی نهایت) نقطه‌ای وجود دارد که در آنجا میدان الکتریکی برایند برابر با صفر است؟

جواب: برای دو بار ناهمنام، میدان الکتریکی روی خط واصل دو بار در نقطه‌ای خارج از محدوده دوبار و نزدیک بار کوچک‌تر صفر است. (نقطه‌ی A)

(ب) بزرگی و جهت میدان الکتریکی برایند در مبدأ مختصات را بیابید.

جواب صفحه ۴۲

۱۱- در یک میدان الکتریکی یکنواخت به بزرگی  که جهت آن قائم و رو به پایین است، ذرّهٔ بارداری به جرم ۲/۰g معلّق معلّق و به حال سکون قرار دارد. اگر g=۱۰N/kg باشد، اندازه و نوع بار الکتریکی ذرّه را مشخص کنید.

جواب: برای داشتن ذره در حالت معلق، نیروی الکتریکی باید به سمت بالا جهتی کند که باعث خنثی شدن وزن ذره شود. زیرا نیروی الکتریکی منفی جهت میدان وارد می شود. بنابراین، بار ذره به صورت زیر محاسبه می شود:

۱۲- شکل زیر دو آرایهٔ مربعی از ذرات باردار را نشان می‌دهد. مربع‌ها که در نقطهٔ P هم مرکزند، هم ردیف نیستند. ذرّه‌ها روی محیط مربع به فاصلهٔ d یا d/2 از هم قرار گرفته‌اند. بزرگی و جهت میدان الکتریکی برایند در نقطهٔ P چیست؟

۱۳- خطوط میدان الکتریکی برای دو کره رسانای باردار کوچک در شکل روبه رو نشان داده شده است. نوع بار هر کره را تعیین کرده و اندازه آنها را مقایسه کنید.

جواب: بار اولیه (q_۱) مثبت است و بار دومی (q_۲) منفی است. اندازه بار q۱ بیشتر است، زیرا در اطراف آن تعداد بیشتری خطوط میدان وجود دارد.

۱۴- در شکل‌های زیر، اندازهٔ دو بار، یکسان ولی علامت آنها مخالف هم است. کدام آرایش‌های خطوط میدان نادرست است؟ دلیل آن را توضیح دهید.

الف) نادرست، زیرا خطوط میدان بار منفی به سمت داخل از بار رسم می‌شوند.
ب) نادرست، زیرا در فضای بین دو بار ناهمنام نقاطی وجود دارد که میدان الکتریکی در آنجا غیرصفر است.
پ) نادرست، زیرا خطوط میدان از بار مثبت به بار منفی رسم می‌شوند.
ت) درست.

۱۵- دو بار الکتریکی نقطه‌ای غیرهمنام q۱=+۱/۰nC و q۲=−۱/۰nC مطابق شکل زیر به فاصله ۶/۰cm از یکدیگر قرار دارند.
الف) جهت و اندازه میدان الکتریکی را در نقطه‌های O و A به دست آورید.

میدان الکتریکی در نقطه A نیز به صورت زیر به دست می‌آید:

ب) آیا بر روی محور، نقطه‌ای وجود دارد که میدان خالص در آن صفر شود؟

جواب:چون بارها ناهمنام و اندازه آنها برابر است نقطه‌ای که میدان خالص صفر شود وجود ندارد.

۷-۱ و ۱-۸ انرژی پتانسیل الکتریکی و پتانسیل الکتریکی

۱۶- مطابق شکل زیر، بار q=+۵۰nC در میدان الکتریکی یکنواخت  نخست از نقطه A تا نقطه B و سپس تا نقطه C جابه جا می‌کنیم. اگر AB=۰/۲۰m و BC=۰/۴۰m باشد، مطلوب است:
الف) نیروی الکتریکی وارد بر بار q،

ب) کاری که نیروی الکتریکی در این جابه جایی انجام می‌دهد،

کار نیروی الکتریکی در جابه‌جایی از A تا B برابر است با:

کار نیروی الکتریکی در جابه‌جایی از B تا C برابر است با:

پ) تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی بار q در این جابه‌جایی.

۱۷- در شکل زیر ذرّه باردار مثبت و کوچکی را از حالت سکون، از نقطه A به سمت کره باردار که روی پایه عایقی قرار دارد، نزدیک می‌کنیم و در نقطه B قرار می‌دهیم.

(الف) در این جابه جایی، کار نیروی الکتریکی مثبت است یا منفی؟ جواب:منفی، زیرا نیروی الکتریکی وارد بر ذره باردار در خلاف جهت جابه‌جایی است.

(ب) کاری که ما در این جابه جایی انجام می‌دهیم مثبت است یا منفی؟ جواب: مثبت، زیرا نیروی ما در جهت جابه‌جایی ذره باردار است.

(پ) انرژی پتانسیل ذرّه باردار در این جابه جایی چگونه تغییر می‌کند؟ جواب: تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی برابر با منفی کار نیروی الکتریکی است از آنجایی که کار منفی است پس انرژی پتانسیل الکتریکی افزایش می یابد.

(ت) پتانسیل نقطه‌های A و B را با هم مقایسه کنید. جواب: پتانسیل نقطه B بیشتر است زیرا به کره با بار مثبت نزدیک تر است.

جواب صفحه ۴۳ فیزیک پایه یازدهم ریاضی

۱۸- شکل زیر سه آرایش خطوط میدان الکتریکی را نشان می‌دهد. در هر آرایش، یک پروتون از حالت سکون در نقطه A رها می‌شود و سپس توسط میدان الکتریکی تا نقطه B شتاب می‌گیرد. نقطه‌های A و B در هر سه آرایش در فاصله‌های یکسانی از هم قرار دارند. در کدام شکل سرعت پروتون در نقطه B بیشتر است؟ توضیح دهید.

جواب:در شکل الف) زیرا در این شکل در فاصله A تا B خطوط میدان متراکم‌تر و در نتیجه میدان قوی‌تر است، بنابراین نیروی وارد بر پروتون بیشتر و شتاب آن در جابه‌جایی از A تا B نسبت به سایر موارد بالاتر است؛ در نتیجه سرعت پروتون در نقطه B بیشتر است.

۱۹- دو صفحه رسانا با فاصله ۲/۰۰cm را موازی یکدیگر قرار می‌دهیم و آنها را به اختلاف پتانسیل ۱۰۰V وصل می‌کنیم. درنتیجه، یکی از صفحه‌ها به طور منفی و دیگری به طور مثبت باردار می‌شوند و میان دو صفحه میدان الکتریکی یکنواختی به وجود می‌آید. اندازه این میدان الکتریکی را حساب کنید و با توجه به جهت خطوط میدان الکتریکی در فضای بین دو صفحه توضیح دهید که کدام یک از دو صفحه پتانسیل الکتریکی بیشتری دارند.

جواب:زیرا خطوط میدان از صفحه مثبت به منفی جهت دارند و با حرکت در جهت میدان، پتانسیل الکتریکی کاهش می‌یابد، در نتیجه صفحه با بار مثبت پتانسیل بیشتری نسبت به صفحه‌ای با بار منفی دارد.

۲۰- بار الکتریکی q=−۴۰nC از نقطه‌ای با پتانسیل الکتریکی V۱=−۴۰ تا نقطه‌ای با پتانسیل V۲=−۱۰ آزادانه جابه‌جا می‌شود.
الف) انرژی پتانسیل الکتریکی بار q چه اندازه و چگونه تغییر می‌کند؟

ب) با توجه به قانون پایستگی انرژی، در مورد چگونگی تبدیل انرژی بار q در این جابه جایی توضیح دهید.

جواب:در این جابه‌جایی، انرژی پتانسیل الکتریکی بار کاهش و به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. به عبارت دیگر : در اینجا انرژی پتانسیل ذخیره شده در بار الکتریکی به انرژی جنبشی تبدیل می شود و سرعت می گیرد.

۹-۱ میدان الکتریکی در داخل رساناها

۲۱- یک کره فلزی بدون بار الکتریکی را که روی پایه نارسانایی قرار دارد، به آونگ الکتریکی بارداری نزدیک می‌کنیم. با ذکر دلیل توضیح دهید که چه اتفاقی می‌افتد.

جواب:آونگ باردار موجب ایجاد بار الکتریکی منفی روی سطح کره فلزی می شود و جاذبه بین بارهای ناهمناسب باعث انحراف آونگ به سمت کره فلزی می شود.

۲۲- یک صفحه پلاستیکی باردار (تلق یا ورق باردار) را به براده‌های ریز آلومینیومی بدون بار نزدیک می‌کنیم. مشاهده می‌شود که براده‌ها به طرف صفحه پلاستیکی، جذب می‌شوند. علت این پدیده را توضیح دهید.

جواب اول : این پدیده به دلیل جذب الکترواستاتیکی بین براده‌های آلومینیومی باردار و صفحهٔ پلاستیکی باردار رخ می‌دهد. وقتی یک جسم باردار نزدیک به یک سطح باردار دیگر قرار می‌گیرد، بین آن‌ها یک نیروی الکترواستاتیکی جذبی ایجاد می‌شود. این نیروی جذبی به دلیل تفاوت بار بین دو جسم ایجاد می‌شود. در این حالت، براده‌های آلومینیومی باردار بار مثبت دارند و صفحهٔ پلاستیکی باردار بار منفی دارد. بنابراین، براده‌ها به سمت صفحهٔ پلاستیکی جذب می‌شوند.

جواب دوم : وقتی یک صفحهٔ پلاستیکی باردار را به براده‌های ریز آلومینیومی بدون بار نزدیک می‌کنیم و مشاهده می‌شود که براده‌ها به طرف صفحهٔ پلاستیکی، جذب می‌شوند، این پدیده به عنوان جذب الکترواستاتیکی شناخته می‌شود. علت این پدیده این است که وقتی یک جسم باردار نزدیک به یک جسم بدون بار قرار می‌گیرد، بارهای الکتریکی در جسم باردار، بارهای الکتریکی مخالف در جسم بدون بار ایجاد می‌کنند. این ایجاد بارهای الکتریکی مخالف باعث می‌شود که جسم بدون بار به سمت جسم باردار جذب شود. این پدیده به عنوان جذب الکترواستاتیکی شناخته می‌شود و از جمله پدیده‌های الکترواستاتیکی است که در زمینهٔ فیزیک بررسی می‌شود.

۲۳- وقتی ماهواره‌ای به دور زمین می‌چرخد بر اثر عبور از فضای اطراف زمین باردار می‌شود. این بارها ممکن است موجب آسیب رساندن به قطعات الکترونیکی ماهواره شود. فرض کنید ماهواره‌ای در اثر عبور از یکی از لایه‌های جو دارای بار الکتریکی q=۲/۰×۱۰−۹C شود. این ماهواره، مکعبی به ضلع ۴۰cm است. چگالی سطحی بار الکتریکی روی سطح این ماهواره را محاسبه کنید. (از تجمع بار بر روی لبه‌ها چشم پوشی شود.)

۱۰-۱ خازن

۲۴- اگر ساختمان یک خازن را تغییر ندهیم، در هریک از شرایط زیر ظرفیت خازن چگونه تغییر می‌کند؟
الف) بار آن دو برابر شود.
ب) اختلاف پتانسیل میان صفحه‌های آن سه برابر شود.

جواب:در یک خازن بار و اختلاف پتانسیل بین صفحات نسبت مستقیم دارند، یعنی با افزایش یکی دیگری نیز به همان نسبت افزایش می‌یابد. بنابراین طبق رابطه 

 ، ظرفیت خازن در هر دو حالت تغییری نمی‌کند.

۲۵- اختلاف پتانسیل بین دو صفحه یک خازن را از ۲۸ ولت به ۴۰ ولت افزایش می‌دهیم. اگر با این کار ۱۵ میکروکولن بر بار ذخیره شده در خازن افزوده شود، ظرفیت خازن را حساب کنید.

جواب صفحه ۴۴

۱۱-۱ خازن با د‌ی‌الکتریک

۲۶- بادکنک باردار شکل زیر را به آب نزدیک کرده‌ایم. توضیح دهید چرا آب به جای اینکه به طور قائم فرو ریزد، خمیده می‌شود؟

جواب:مولکول‌های قطبی آب که دارای بارهای مخالف با بار بادکنک هستند، به سمت بادکنک جذب می‌شوند و این انحراف مسیر آب را ایجاد می‌کنند.

۲۷- با توجه به شکل زیر توضیح دهید چرا یک میلهٔ باردار، خرده‌های کاغذ را می‌رباید؟

جواب:وجود یک بارداری در نزدیکی خرده‌های کاغذ شده خلأی در جهت مخالف القای می‌کند، همچنین نیروی گرانش بین بارهای نامتوازن موجود باعث اتصال خرده‌های کاغذ به بارداری میله می‌شود.

۲۸- ظرفیت یک خازن تخت با فاصله صفحات ۱/۰mm که بین صفحه‌های آن هوا قرار دارد، برابر ۱/۰F است. مساحت صفحه‌های این خازن چقدر است؟ از این مسئله چه نتیجه‌ای می‌گیرید؟

جواب:مشاهده می‌کنیم که برای ساخت یک خازن با ظرفیت یک فاراد، نیاز به صفحه‌هایی با مساحت ۱۰۰ میلیون متر مربع داریم. به این ترتیب، متوجه می‌شویم که یک فاراد (ظرفیت خازن) یک مقدار بسیار بزرگ است.

۲۹- یک خازن تخت به یک باتری بسته شده است تا باردار شود. پس از مدتی، درحالی که باتری همچنان به خازن متصل است، فاصله بین صفحه‌های خازن را دو برابر می‌کنیم. کدام یک از موارد زیر درست است؟

الف) میدان الکتریکی میان صفحه‌ها نصف می‌شود.

درست. چون خازن به باتری متصل است، اختلاف پتانسیل بین صفحات تغییر نمی‌کند (ΔV ثابت). طبق رابطه 

 رابطه عکس دارند. بنابراین اگر فاصله صفحات را دو برابر کنیم، میدان الکتریکی بین صفحات نصف می‌شود.

ب) اختلاف پتانسیل میان صفحه‌ها نصف می‌شود. نادرست : تغییری در اختلاف پتانسیل میان صفحه‌ها رخ نمی‌دهد، زیرا همچنان به باتری متصل است و اختلاف پتانسیل بین خازن‌ها همان اختلاف پتانسیل باتری است.

پ) ظرفیت خازن دو برابر می‌شود. نادرست، طبق رابطه ظرفیت خازن تخت 

 رابطه عکس دارند. بنابراین اگر فاصله صفحات دو خازن را دوبرابر کنیم، ظرفیت خازن نصف می‌شود.

ت) بار روی صفحه‌ها تغییر نمی‌کند. نادرست، طبق رابطه Q=CV با ثابت بودن اختلاف پتانسیل بین صفحات (V) از آنجایی که ظرفیت خازن نصف می‎‌شود، بار روی صفحات نیز نصف می‌شود.

۳۰- مساحت هریک از صفحه‌های خازن تختی، ۱/۰۰m۲ و فاصله دو صفحه از هم ۰/۵۰۰mm است. عایقی با ثابت دی‌الکتریک ۴/۹ بین دو صفحه قرار داده شده است. ظرفیت خازن را تعیین کنید.

۱۲-۱ انرژی خازن

۳۱- دو صفحه خازن تخت بارداری را به هم وصل می‌کنیم. در نتیجه جرقه‌ای زده می‌شود. حال اگر دوباره صفحات را به همان اندازه باردار کنیم ولی فاصله آنها را دو برابر کنیم و سپس دو صفحه را به هم وصل کنیم، آیا جرقه حاصل بزرگ‌تر از قبل می‌شود، یا کوچک‌تر و یا تغییری نمی‌کند؟ توضیح دهید.

جواب:وقتی دو صفحهٔ خازن تخت را به هم وصل می‌کنیم، یک جرقهٔ الکتریکی ایجاد می‌شود. اگر دوباره صفحات را به همان اندازه باردار کنیم ولی فاصلهٔ آنها را دو برابر کنیم و سپس دو صفحه را به هم وصل کنیم، جرقهٔ حاصل کوچک‌تر از قبل می‌شود. این امر به دلیل افزایش فاصلهٔ بین صفحات است که باعث کاهش شدت میدان الکتریکی می‌شود. این موضوع با قانون کولن بیان می‌شود که می‌گوید شدت میدان الکتریکی برعکس متناسب با مربع فاصلهٔ بین دو بار الکتریکی است.

۳۲- ظرفیت خازنی ۱۲ میکروفاراد و بارالکتریکی آن q است. اگر ۳/۰mC بار الکتریکی را از صفحه منفی جداکرده و به صفحه مثبت منتقل کنیم، انرژی ذخیره شده در خازن به اندازه ۸/۰J زیاد می‌شود. q را محاسبه کنید.

در این بخش، مروری بر جواب صفحه ۳ تا ۴۴ فیزیک یازدهم ریاضی انجام داده شد. با اضافه کردن عبارت “حاشیه نیوز” در آخر جستجوهای درسی خود در گوگل، به بهترین پاسخ ها دسترسی خواهید داشت. لطفاً به خاطر داشته باشید که ابتدا سعی کنید پاسخ سوالات را خودتان بیابید و سپس برای بررسی صحت آن به این پاسخ ها مراجعه کنید. اگر سوالی دارید، آن را در قسمت دیدگاه بپرسید تا معلمان و کارشناسان ما به آن پاسخ دهند.