أسئلة المجال الكهربي مع الاجابة

أسئلة امتحانات سابقة على موضوع المجال الكهربي _ Electric Field old exams

What is the magnitude of the electric field produced by a charge of magnitude (7.5 µC) at a distance of 1m and 2m

what happened to the electric field when we doubled the distance

السؤال :ما مقدار شدة المجال الكهربي المثر عند نقطة تبعد 1 متر عن الشحنة وايضا احسب المجال عند الشحنة 2 متر ، قارن بين الاجابتين ؟ ما مقدار التغير في شدة المجال الكهربي عند زيادة المسافة الى الضعف ؟

توضيح الحل : من قانون شدة المجال نجد ان العلاقة طردية مع الشحنة المولدة للمجال وعكسية مع مربع المسافة بين الشحنة والنقطة المراد حساب المجال عندها ، وبالتالي عند مضاعفة المسافة فان المجال يقل بمعامل يساوي 4 ( اي نجد ان المجال بعد مضاعفة المسافة = ربع المجال الاصلى )

$https://latex.codecogs.com/svg.image?E_{at \ 1m}=K\frac{\left|q \right|}{r^{2}}=9\times 10^{9}\times \frac{7.5\times 10^{-6}}{1^{2}}=6.75\times 10^{4}\frac{N}{C} \\ E_{at \ 2m}=K\frac{\left|q \right|}{r^{2}}=9\times 10^{9}\times \frac{7.5\times 10^{-6}}{2^{2}}=1.685\times 10^{4}\frac{N}{C} \\E_{at\ 2m}=\frac{1}{4}E_{at \ 1m}$

A ( +5.0 µC ) charge experiences a (0.44 N) force in the positive y direction. If this charge is replaced with a (-2.7 µC ) charge

What force will it experience

السؤال : اذا كانت الشحنة 5 ميكروكولوم تتأثر بقوة مقدارها 0.44 نيوتن في اتجاه محور y وقمنا بتبديل هذه الشحنة بشحنة اخرى سالبة مقدارها -2.7 ميكروكولوم فما القوة المؤثر ة على الشحنة الجديدة ؟

توضيح الحل : نحسب شدة المجال الكهربي المؤثر على الشحنة 5 ميكروكولوم من خلال العلاقة بين القوة الكهربية وشدة المجال ، الان نستخدم نفس المجال لحساب القوة المثرة على الشحنة السالبة .

بالنسبة للتجاه : اتجاه القوة الكهربية هو نفس اتجاه المجال الكهربي اذا كانت الشحنة موجبة ، اما اذا كانت الشحنة سالبة فان اتجاه القوة الكهربية عكس اتجاه المجال

$https://latex.codecogs.com/svg.image?E=\frac{F_{1}}{q_{1}} =\frac{0.44}{5\times 10^{-6}}=8.8\times 10^{4}\frac{N}{c}\\Now,\\F_{2}=q_{2}E=2.7\times 10^{-6}\times 8.8\times 10^{4}=0.24N \ \ \ \ at \ -y \ direction$

Four point charges are placed at the corners of a square as shown in the figure. Each side of the square has length 2.0 m. Determine the magnitude of the electric field at the point P,

at he center of the squar

السؤال : مربع طول ضلعه 2 موزعة على رؤوسه شحنات كما بالشكل ، المطلوب احسب قيمة المجال الكهربي عند مركز المربع .

توضيح الحل : اتجاه المجال الناتج عن الشحنتين 4 ميكروكولوم متعاكسين في الاتجاه ومتساويين في المقدار (نفس المسافة ونفس الشحنة ) وبالتالي المجال الناتج يساوي صفر على ذلك المحور ، المحور الاخر توجد قوتين مختلفين احداهما موجبة والاخرى سالبة وبالتالي يكون اتجاه المجال الناتج عن الشحنة 1 ميكروكولوم و-3 ميكروكولوم لهما نفس الاتجاه المبين ويكون المجال الكلي هو مجموع المجالين

ملاحظة لن اقوم بحساب قيمة المجال E2,E4 لان لهما نفس المقدار وعكس الاتجاه وبالتالي محصلتهما تساوي صفر ، نحسب E1 ,E3 كما يلي

$https://latex.codecogs.com/svg.image?E_{1}=K\frac{\left|q_{1} \right|}{r^{2}}=9\times 10^{9}\times \frac{1\times 10^{-6}}{\sqrt{2}^{2}}=4.5\times 10^{3}\frac{N}{C} \\ E_{3}=K\frac{\left|q_{3} \right|}{r^{2}}=9\times 10^{9}\times \frac{3\times 10^{-6}}{\sqrt{2}^{2}}=13.5\times 10^{3}\frac{N}{C} \\E_{net}=E_{1}+E_{3}=18\times 10^{3}\frac{N}{c}$

Which of the arrows shown in the figure represents the correct direction of the electric field

between the two metal plates

السؤال : اي من هذه الاتجاهات يعبر عن اتجاه المجال الكهربي بين صفيحتين معدنيتين كما بالشكل

توضيح الاجابة : يكون اتجاه المجال الكهربي من القطب الموجب الى القطب السالب ومن خواص المجال المتكون بين صفيحتين معدنيتين ان خطوط المجال متوازية ومنتظمة والمسافات بين الخطوط متساوية ويكون قيمة المجال عند اي نقطة بين الصفيحتين متساوية

الاتجاه A

~~None of the above~~

A negative charge of -7.5µC is placed in a uniform electric field of 400 N/C directed to the north. What is the electric force acting on the charge

السؤال : اوجد القوة الكهربية المؤثرة على شحنة موجودة في مجال كهربي مع العلم ان هذه الشحنة سالبة ؟

توضيح الحل : عندما تتحرك شحنة كهربية موجبة في مجال كهربي فان اتجاه المجال والقوة هو نفس الاتجاه ، ولكن عندما تكون الشحنة سالبة فان اتجاه القوة عكس اتجاه المجال ، نحسب القوة من العلاقة بين القوة الكهربية والمجال الكهربي كما يلي

$https://latex.codecogs.com/svg.image? F=q_{2}E=7.5\times 10^{-6}\times 400=3\times 10^{-3}\frac{N}{c} , \ \ \ south$

~~a) 1.875x10-8 N to the north~~

~~b) 1.875x10-8 N to the south~~

~~c) 3x10-3 N to the north~~

الاجابة d) 3x10-3 N to the south

Calculate the magnitude of the net electric field half way between a charge of +8 nC and a charge of -15 nC, that are 6m apart

السؤال : احسب شدة المجال في منتصف المسافة بين شحنتين ؟

توضيح الحل : من خلال الشكل نجد ان الشحنة الموجبة تولد مجال كهربي في اتجاه محور -x والشحنة السالبة تولد مجال كهربي ايضا في اتجاه -x ، نحسب قيمة كل مجال ثم نجمع للحصول على المجال الكلي

$https://latex.codecogs.com/svg.image? E_{ 1}=K\frac{\left|q_{1} \right|}{r^{2}}=9\times 10^{9}\times \frac{8\times 10^{-9}}{3^{2}}=8\frac{N}{C} \ \ \ \ -x\\ E_{2}=K\frac{\left|q_{2} \right|}{r^{2}}=9\times 10^{9}\times \frac{15\times 10^{-9}}{3^{2}}=15 \frac{N}{C} \ \ \ \ -x \\E_{net}=23 \frac{N}{c} \ \ \ -x$

a) 23 N/C

~~b) 7 N/C~~

~~c) 17 N/C~~

~~d) Zero~~

Three point charges Q1=26µC, Q2= -17µC, and Q3=32µC are placed at the points (8m,0), (0,0 m), and (0,-8 m) respectively. What is the magnitude and direction of the net electric force acting on Q2

السؤال : 3 شحنات مرتبة كما بالشكل الموضح عليه الابعاد ، احسب المجال الكهربي عند الشحنة Q2 الموجودة عند

نقطر الاصل ؟

توضيح الاجابة : عند حساب شدة المجال عند نقطة فاننا نحسب تأثير شحنة عند تلك النقطة ودائما نعتبر النقطة التي نحسب عندها شدة المجال هي شحنة نقطية موجبة لانها غير مهمة بالحل لان القانون يعتمد على الشحنة المولدة للمجال وبعد هذه الشحة عن النقطة

في هذا السؤال نريد ان نحسب شدة المجال عند شحنة سالبة وبالتالي يجب الاخذ بالاعتبار ان اتجاه المجال سيكون كما هو مبين ( تجاذب )

نحسب شدة المجال الذي تولده Q1 عند الشحنة Q2 ونحسب شدة المجال الذي تولده Q3 عند الشحنة Q2 ثم نستخدم قانون المحصلة لمتجهين متعامدين

$https://latex.codecogs.com/svg.image?E_{1}=K\frac{\left|q_{1} \right|}{r^{2}}=9\times 10^{9}\times \frac{26\times 10^{-6}}{8^{2}}=3.6\times 10^{3}\frac{N}{C} \\E_{2}=K\frac{\left|q_{2} \right|}{r^{2}}=9\times 10^{9}\times \frac{32\times 10^{-6}}{8 ^{2}}=4.5\times 10^{3}\frac{N}{C} \\ E_{net}=\sqrt{E_{1}^{2}+E_{2}^{2}}=1.1\times 10^{3}\\\theta =tan^{-1}\frac{E_{y}}{E_{x}}=tan^{-1}\frac{4.5}{3.6}=51.3\\360-51.3=308$

الزاوية تقع في الربع الرابع لذلك نقوم بطرح زاوية الاسناد من 360

A −16 𝜇𝐶 charge is placed at (0,0) 𝑐𝑚 and a −4 𝜇𝐶 charge is placed at (30,0) 𝑐𝑚. At what point on the line joining the two charges is the electric field zero

السؤال : ما هي النقطة التي ينعدم عندها المجال الناتج عن الشحنتين q1,q2 ?

توضيح الحل : ينعدم المجال الكهربي عند نقطة اذا تأثرت تلك النقطة بمجالين متساويين في المقدار ومتعاكسين بالاتجاه ، وحتى يتحقق هذا الشرط يجب ان تكون النقطة (شحنة نقطية موجبة ) بين الشحنات q1 ,q2 كما بالشكل ، (عندما تكون الشحنات مختلفة في الاشارة فان المجال ينعدم على الاطراف وليس بينهما ) نفرض المسافات كما بالشكل ثم نطبق القانون بحيث نجعل المجالين متساويين بالمقدار ونحسب قيمة x

$https://latex.codecogs.com/svg.image?\left|E_{1} \right|=\left| E_{2}\right|\\k\frac{\left| q_{1}\right|}{(30-x)^{2}}=k\frac{\left| q_{2}\right|}{\left ( x \right )^{2}}\\\frac{16}{(30-x)^{2}}=\frac{4}{\left ( x \right )^{2} }\\\frac{4}{30-x}=\pm \frac{2}{x}\\x=10cm, \ \ \ x=-30 \ \ (rejected )$