أسئلة طاقة الوضع وفرق الجهد الكهربي مع الاجابة

اسئلة امتحانات سابقة مع الاجابة عن الجهد الكهربي وطاقة الوضع الكهربية - Electric Potential old exam

Two equal and opposite charges of +10 nC & -10 nC are placed along x-axis 10 cm apart. what is the magnitude of the electric potential midway between these charges?

السؤال : احسب الجهد الكهربي في منطقة المنتصف بين شحنتين البعد بينهما 10 سم؟

توضيح الحل : الجهد الكهربي هو كمية فيزيائية قياسية ، عند حساب قيمة الجهد الكهربي عند نقطة لا نهتم الا بقيمة الجهد لانه لا يوجد اي اتجاه يمكن تمثيله كما في المجال الكهربي والقوة الكهربية ، وبالتالي عند حساب الجهد الكهربي الكلي فاننا نقوم فقط بجمع هذه القيم جمع جبري ( كما بالاعداد الحقيقية )

هنا نريد ان نحسب جهد الشحنة 10 نانوكولوم على بعد 5 سم (منتصف المسافة ) وايضا نحسب جهد الشحنة السالبة -10 نانوكولوم عند نفس المسافة ثم نجمع الجهدين الناتجين جمعا جبريا دون اي اتجاهات ( ملاحظة ، يجب التعويض في القانون بالشحنة باشارتها سواء سالب او موجب وذلك لان الجهد كمية قياسية )

$https://latex.codecogs.com/svg.image?V_{1}=k\frac{q_{1}}{r_{1}}=9\times 10^{9}\times \frac{-10\times 10^{-9}}{5\times 10^{-2}}=-180\ volt\\ V_{2}=k\frac{q_{2}}{r_{2}}=9\times 10^{9}\times \frac{10\times 10^{-9}}{5\times 10^{-2}}=+180\ volt \\V_{T} =V_{1}+V_{2}=-180+180=0$

~~a) 180 V~~

b) Zero الاجابة

~~c) 360 V~~

~~d) None of these.~~

Two positive point charges are separated by a distance R. If the distance between the charges is reduced to R/2, what happens to the total electric potential energy of the system?

السؤال : عندما تقل المسافة بين الشحنتين الى النصف ما الذي يحدث لطاقة الوضع الكهربية ؟

توضيح الحل : طاقة الوضع الكهربي تتناسب طرديا مع حاصل ضرب الشحنتين وعكسيا مع المسافة بينهما وبالتالي عندما تقل هذه المسافة الى النصف بالتاكيد سوف تزيد طاقة الوضع الكهربي الجديدة الى الضعف ، كما يلي

$https://latex.codecogs.com/svg.image?U=k\frac{q_{1}q_{2}}{r} \\at \ distance \ \ \ \frac{r}{2}\Rightarrow U_{new}=k\frac{q_{1}q_{2}}{\frac{r}{2} }=k\frac{2q_{1}q_{2}}{r }=2U$

(A) It is doubled. الاجابة

~~(B) It is reduced to one-half of its original value.~~

~~(D) It is reduced to one-fourth of its original value.~~

~~(E) It increases by a factor of 4.~~

An electron, initially at rest is accelerated through a potential difference of 550 V. What is the speed of the electron due to this potential difference?

السؤال: الكترون سرعته الابتدائية صفر يتسارع عبر فرق جهد قيمته 550 فولت المطلوب هو سرعة الالكترون النهائية ؟

توضيح الحل : نستخدم العلاقة بين فرق الجهد الكهربي والتغير في طاقة الحركة ، نعوض في العلاقة بالسرعة الابتدائية وكتلة الاكترون (ثايت) وشحنة الالكترون (ثابت ) وفرق الجهد لايجاد قيمة السرعة كما يلي

$https://latex.codecogs.com/svg.image? \Delta KE=-q\Delta V\\KE_{f}-KE_{i}=-q\Delta V\\\frac{1}{2}m(v_{f}^{2}-v_{i}^{2})=-q\Delta V$

العلاقة الاخيرة نستخدمها عند ايجاد السرعة وقد تم اشتقاقها من العلاقة السابقة لها بالتعويض عن طاقة الحركة النهائية وطاقة الحركة الابتدائية

$https://latex.codecogs.com/svg.image? \frac{1}{2}m(v_{f}^{2}-v_{i}^{2})=-q\Delta V\\\frac{1}{2}\times 9.1\times 10^{-31}(v_{f}^{2}-0)=- (-1.6\times 10^{-19}) \times 550\\v_{f}^{2} =\frac{+ 1.6\times 10^{-19} \times 550 }{\frac{1}{2}\times 9.1\times 10^{-31} }=193.4 \times 10^{12}\\v_{f}=14.2\times 10^{6}\frac{m}{s}$

~~A) 1.44 × 106 m/s~~

~~D) 18.7 × 106 m/s 11.~~

~~B) 1.59 × 106 m/s~~

E) 14.2 x 106 m/s الاجابة

~~C) 6.10 × 106 m/s~~

A proton has an initial speed of 3x106 m/s. What potential difference is required to bring it to rest?

السؤال : اوجد فرق الجهد اللازم لايقاف بروتون ( كتلة البروتون وشحنته ثوابت ) يتحرك بسرعة ابتدائية 3×10^6 ؟

توضيح الحل : نستخدم نفس العلاقة السابقة بين السرعات وفرق الجهد والتعويض عن السرعة النهائية للبروتون بصفر وبسرعته الابتدائية المعطاه وايضا التعويض عن كتلة البروتون وشخنته ( موجب الشحنة ) كما يلي لا يجاد فرق الجهد المطلوب

$https://latex.codecogs.com/svg.image? \frac{1}{2}m(v_{f}^{2}-v_{i}^{2})=-q\Delta V\\\frac{1}{2}\times 1.67\times 10^{-27}(0-(3\times 10^{6})^{2}=- (+1.6\times 10^{-19}) \times \Delta V\\ \Delta V =\frac{\frac{1}{2}\times 1.67\times 10^{-27}(-9\times 10^{12}) }{-1.6\times 10^{-19} }= 46969 \ volt\\$

~~a) 89475 volt~~

b) 46969 volt الاجابة

~~c) 53678 volt~~

~~d) 26297 volt~~

A 4.0 μC charge is situated at the origin of an xy-coordinate system. What is the potential difference ( Vx1 – Vx2 ) between a point x1 = 2.0 m and another point x2 = 5.0 m because of this charge?

السؤال : احسب الفرق بين جهد النقطتين المبينتين بالشكل ؟

توضيح الحل : نحسب جهد النقطة الاولى والتي تبعد مسافة 2متر ثم نحسب جهد النقطة الثانية والتي تبعد مسافة 5 عن الشحنة ثم نوجد الفرق بين الجهدين بالطرح كما يلي

$https://latex.codecogs.com/svg.image?V_{x_1}=k\frac{q}{x_{1}}=9\times 10^{9}\times \frac{4\times 10^{-6}}{2}=18\times 10^{3}\ volt\\V_{x_2}=k\frac{q}{x_{2}}=9\times 10^{9}\times \frac{4\times 10^{-6}}{5}=7.2\times 10^{3}\ volt\\ V_{x_{1}} -V_{x_{2}} =10.2\times 10^{3} \ volt$

A proton has an initial speed of (4 x 10^ 5 m/s) and mass of( 1.67x10^-27 kg).

a) What is the potential difference required to bring the proton to rest?

السؤال : احسب فرق الجهد عندما تكون السرعة النهائية = صفر والسرعة الابتدائية تساوي 4×10^5 متر/ الثانية (للبروتون)

$https://latex.codecogs.com/svg.image?\frac{1}{2}m(v_{f}^{2}-v_{i}^{2})=-q\Delta V\\\frac{1}{2} \times 1.67\times 10^{-27}(0-(4\times 10^{5})^{2})=-1.6\times 10^{-19}\Delta V\\\Delta V=840 \ volt$

b) What potential difference is required to reduce the initial speed of the proton by a factor of 2?

السؤال: احسب قيمة فرق الجهد عندما تقل السرعة النهائية بمعامل 2 ، اي ان السرعة النهائية تساوي السرعة الابتدائية

$https://latex.codecogs.com/svg.image?v_{f}=\frac{1}{2}v_{i}=\frac{1}{2}\times 4\times 10^{4}=2\times 10^{5}\frac{m}{s}\\Now \ use\\\frac{1}{2}m((v_{f}^{2})-(v_{i}^{2}))=-q\Delta V\Rightarrow \Delta V=\frac{\frac{1}{2}m((v_{f}^{2})-(v_{i}^{2})) }{-q}\\\Delta V=\frac{\frac{1}{2}\times 1.67\times 10^{-27}\times ((2\times 10^{5})^{2}-(4\times 10^{5})^{2}) }{-1.6\times 10^{-19}}\\ \Delta V=630 \ volt$

C) What potential difference is required to reduce the initial KE of the proton by a factor of 2?

السؤال : احسب فرق الجهد عندماتقل طاقة الحركة الابتدائية بمعامل 2 ، اي ان طاقة الحركة النهائية = نصف طاقة الحركة الابتدائية

$https://latex.codecogs.com/svg.image?KE_{i}=\frac{1}{2}mv_{i}^{2}=\frac{1}{2}\times 1.67\times 10^{-27}\times \left ( 4\times 10^{5} \right )^{2}=13.36\times 10^{-17} J\\KE_{f}=\frac{1}{2}KE_{i}\\=\frac{1}{2}\times 4\times 10^{4}=2\times 10^{5}\frac{m}{s}\\Now \ use\\KE_{f}-KE_{i}=-q\Delta V\\ \frac{1}{2}KE_{i}-KE_{i}=-q\Delta V\\\Rightarrow - \frac{1}{2}KE_{i}=-q\Delta V\\\Delta V=\frac{\frac{1}{2}KE_{i}}{q} =\frac{\frac{1}{2}\times 13.36\times 10^{-17} }{1.6\times 10^{-19}}=420 \ volt$

An electron with charge (-1.6 x 10 -19 C) accelerates from rest through the potential difference V.

A proton, with charge (+ 1.6 x 10 -19 C ), accelerates from rest through a potential difference (-V).

السؤال : اذا تم تسريع الكترون عبر جهد موجب وبروتون عبر جهد سالب من السكون ، هل يمتلك الالكترون سرعة نهائية اكبر ام اقل ام تساوي السرعة النهائية للبروتون ؟

~~Is the final speed of the electron:~~

a) greater than الاجابة

~~b) Less than~~

~~c) The same as the final speed of the proton?~~

توضيح الحل : الالكترون له شحنة سالبة ويتأثر بجهد موجب بينما البروتون يمتلك شحنة موجبة ويتأثر بجهد سالب

من علاقة السرعة- فرق الجهد نحصل على التالي

$https://latex.codecogs.com/svg.image?Electron\\ e=-1.6\times 10^{-19}c \ and \ \ m_{e}=9.11\times 10^{-31}kg\\\frac{1}{2}m_{e}(v_{f}^{2}-0)=-(-e)V \ \ \ \ \ \Rightarrow v_{f}^{2}=\frac{eV}{\frac{1}{2}m_{e}}..........(1)\\ proton\\ p=+1.6\times 10^{-19}c \ and \ \ m_{p}=1.67\times 10^{-27}kg\\\frac{1}{2}m_{p}(v_{f}^{2}-0)=-(p)(-V) \ \ \ \ \Rightarrow v_{f}^{2}=\frac{pV}{\frac{1}{2}m_{p}} .......... (2)$

بالمقارنة بين المعادلة 1 والمعادلة 2 نجد ان الاختلاف الوحيد هو كتلة البروتون اكبر من كتلة الالكترون وبالتالي فان سرعة الالكترون النهائية ستكون اكبر من سرعة البروتون النهائية

The electric potential at point B in the parallel plate capacitor shown is less than the electric potential at point A by (4.5 ). The separation between the points A and B is (0.12 cm). And the separation between the plates is (2.55 cm).

a) Find the electric field within the capacitor

b) Find the potential difference between the plates.

السؤال : جهد النقطة B يقل عن جهد النقطة A بمقدار 4.5 ، اي ان فرق الجهد VB-VA=-4.5 volt .، احسب شدة المجال بين النقطتين وفرق الجهد بين الصفيحتين للمواسع

توضيح الحل ، نستخدم العلاقة بين فرق الجهد الكهربي وشدة المجال الكهربي ثم بالتعويض عن المسافة بين النقطتين وقيمة فرق الجهد للحصول على شدة المجال الكهربي كما يلي

$https://latex.codecogs.com/svg.image?(a)\\E=-\frac{\Delta V}{\Delta s}=-\frac{-4.5}{0.12\times 10^{-2}}=+3750\frac{V}{m}\\(b)\\\Delta V=-E\Delta s=-3750\times 2.55\times 10^{-2} =-95.6 \ volt$

Suppose a region of space has a uniform electric field, directed towards the right, as shown in the figure. Three points are labeled A, B, and C. Which statement about the electric potential is true?

السؤال : ثلاثة نقاط في مجال كهربي اتجاهه الى اليمين ما الاجابة الصحيحة مما يلي
~~a) The potential at all three points (A, B, and C) is the same because the field is uniform~~

~~b) The potential at point A is the highest, the potential at point B is the second highest, and the potential at point C is the lowest.~~

~~c) The potential at points A and B is the same, and the potential at point C is higher than the potential at point A.~~

d) The potential at points A and B is the same, and the potential at point C is less than the potential at

point A

النقطتين A,B تقعان على نفس سطح تساوي الجهد وبالتالي لهما نفس الجهد ، اما النقطة C فتقع على سطح تساوي جهد اخر ، جهده اقل وذلك لان الجهد يقل باتجاه المجال الكهربي

اطلع ايضا على:

أسئلة التدفق وقانون جاوس مع الاجابة _ Gauss Law "

منصة العلوم الرياضية

القائمة الرئيسية

الصفحات

أسئلة طاقة الوضع وفرق الجهد الكهربي مع الاجابة _ Electric Potential

اسئلة امتحانات سابقة مع الاجابة عن الجهد الكهربي وطاقة الوضع الكهربية - Electric Potential old exam

أخر المواضيع من قسم : Physics1

تعليقات

إرسال تعليق