کلاس فیزیک
سوال و جواب و رفع اشکال فیزیک دبیرستان و پش دانشگاهی 
قالب وبلاگ
لینک دوستان

 

37- رابطه ميان علامت بار الکتريکي و انرژي پتانسيل و اختلاف پتانسيل الکتريکي را بيان کنيد؟

هر گاه بار الکتريکي مثبت در جهت ميدان جابجا شود انرژي پتانسيل کاهش يافته و علامت انرژي و اختلاف پتانسيل  همنام خواهد بود

هر گاه بار منفي در جهت ميدان الکتريکي حرکت کند علامت انرژي و اختلاف پتانسيل ناهمنام خواهد بود زيرا اختلاف پتانسيل کاهش و انرژي پتانسيل افزايش ميابد

38-پتانسيل جسمي که به زمين متصل شده است چقدر است؟

هر جسمي که به زمين متصل شود پتانسيل آن صفر خواهد بود

39- اگر پايانه مثبت يک باتري12 ولتي را به زمين وصل کنيم پتانسيل پايانه منفي آن چند ولت خواهد شد؟

ΔV = V+ - V- = 12                0 – V- =12               V- = -12

پتانسيل پايانه مثبت آن صفر است زيرا به زمين وصل شده و پتانسيل پايانه منفي آن  12-  خواهد شد.

40- خازن چيست؟

يک قطعه الکتريکي که از دو رسانا ي بدون اتصال الکتريکي تشکيل شده و ميتواند بار الکتريکي و انرژي الکتريکي را در خود ذخيره کند

41- خازن مسطح چيست؟

به خازنهايي که از دو صفحه رساناي موازي و تخت ساخته شده اند خازن مسطح يا تخت يا خازن با صفحه هاي موازي ميگويند

42- مختصرا توضيح دهيد بار الکتريکي چگونه روي خازن ذخيره ميشود؟

قبل از اتصال باتري (نبود اختلاف پتانسيل) مقدار بار روي هر صفحه خنثي است يعني تعداد بارهاي مثبت و منفي باهم برابرند

بعد از اتصال باتري (اعمال اختلاف پتانسيل) الکترونهاي آزاد از قطب منفي باتري خارج شده و بر صفحه  B که به اين قطب متصل است مينشينند. بر اثر نيروي دافعه ميان بارهاي منفي در صفحه B  و  A  الکترونهاي صفحه A به سمت قطب مثبت باتري رانده ميشوند. در نتيجه ميزان الکترونها روي صفحه B  افزايش يافته و ميزان الکترونها روي صفحه A  کاهش ميابد و صفحات به ترتيب داراي بار منفي و  مثبت ميشوند

اين انتقال بارها آنقدر ادامه ميابد تا اختلاف پتانسيل دو صفحه با اختلاف پتانسيل دو سر باتري يکسان شود.

              

    43-ظرفيت خازن را تعريف کنيد؟

بر اساس ظرفيت خازن ميتوانيم بگوييم هر خازن بر اساس ولتاژ خارجي داده شده چه مقدار بار الکتريکي ميتواند در خود ذخيره کند يا به عبارت دقيق تر :

ظرفيت خازن برابر نسبت بار ذخيره شده در آن به اختلاف پتانسيل بين دو صفحه است

نکته:   واحد ظرفيت را فاراد مينامند اما چون فاراد يک واحد بزرگ به شمار ميرود معمولا در مسائل از واحد کوچکتر ان يعني ميکرو فاراد استفاده ميشود

44- عوامل موثر بر ظرفيت خازنها چيست؟

 الف- مساحت صفحه هاي رسانا   (A بر حسب متر مربع) با افزايش سطح ظرفيت نيز افزايش ميابد

ب-  فاصله دو صفحه رسانا (d  بر حسب متر) با دور شدن صفحه ها از هم ظر فيت کاهش ميابد

ج- قرار دادن دي الکتريک(k ) با قرار دادن دي الکتريک ظرفيت افزايش ميابد

C = K ε0 A / d 

نکته:  ثابت دي الکتريک k به جنس دي الکتريک بستگي دارد اين ضريب براي هوا و خلاء تقريبا يک است و براي ساير عايقها از يک بيشتر ميباشد.

45-پديده فرو شکست چيست؟

اگر اختلاف پتانسيل دو سر خازن را افزايش بدهيم بار ذخيره شده در صفحات افزايش ميابد  و چون اين بارها رو ي دو صفحه نا همنامند سر انجام ميدان مغناطيس بسيار قوي ايجاد ميکنند که با عث ميشود  دي الکتريک بين دو صفحه به صورت موقت رسانا ميشود و با يک جرقه ( مانند اذرخش) بار موجود روي دو صفحه تخليه و خنثي ميگردد. به اين پديده فرو شکست دي الکتريک ميگوييم

نکته: معمولا در فرو شکست خازن ها دي الکتريک ذوب و يا سوراخ ميشود و خازن اصطلاحا ميسوزد

 

46- پديده فرو شکست را از ديدگاه اتمي( ميکروسکوپيک) بررسي کنيد؟

با افزايش ولتاژ بين دو صفحه رسانا , بار ذخيره شده و ميدان الکتريکي بين صفحات افزايش ميابد و در اثر اين ميدان قوي , اتمهاي دي الکتريک تغيير شکل ميدهند. يعني هسته اتم که مثبت است به سمت صفحه منفي و ابر الکتروني که منفي است به سمت  صفحه مثبت کشيده ميشود و اتم از حالت کروي به حالت دوکي شکل در مي آيد يا بهتر بگوييم تبديل به دو قطبي الکتريکي ميشود اين دو قطبي ها در درون دي الکتريک همديگر را خنثي ميکنند اما در لبه هاي دي الکتريک و در نزديکي صفحه ها بار هاي الکتريکي باقي مي مانند  نيروي ربايشي ميان بارهاي دي الکتريک و بار صفحات خازن باعث بالا رفتن ظرفيت خازن ميشود

 

47-انرژي ذخيره شده در خازنها از چه راهي محاسبه ميشود؟

U =  1/2  .qv  =  1/2 . cv2   =   q2/ 2c

48- منظور از ظرفيت معادل خازن چيست؟

 ظرفيت معادل چند خازن در حقيقت ظرفيت خازني است که اگر به جاي آن خازنها در مدار قرار گيرد به همان ولتاژي که به دو سر مجموعه وصل است متصل شود و انرژي الکتريکي ذخيره شده در ان برابر انرژي باشد که در مجموعه خازنها ذخيره شده است.

 

49- خازنها را به چند روش ميتوان در مدار بست؟

به سه رو ش                     -موازي              - متوالي                  -مرکب(ترکيبي از موازي و متوالي)

50- ويژگيهاي بستن موازي خازنها را بنويسيد؟

  

در بستن موازي ولتاژهاي دو سر خازنها با هم برابر است اما نقدار بار ذخيره شده در خازنها متفاوت ميباشددر اينحالت ظرفيت معادل برابر است با مجموع ظرفيت هر کدام از خازنها    و بار معادل برابر است با جمع جبري بارهاي ذخيره شده در هر کدام از خازنها يعني:

VT = V1= V2=V3    →   q1/v+  q2/v+  q3/v3  =  qt/vt     

→C1 + C+c3= C t                  

q t =q1+q2+q3

 

51- ويژگي متوالي بستن خازنها را بيان کنيد؟

  

در  روش متوالي خازنها روي يک سيم و به صورت واگنهاي قطار (به دنبال هم) قرار ميگيرند در اينحالت بار ذخيره شده بر خازنها يکسان خواهد بود ولي ولتاژ ها ي خازنها با هم متفاوت هستند و ولتاژ معادل برابر حاصلجمع ولتاژهاي هرکدام از خازنها ميباشد( منظور از ولتاژ همان اختلاف پتانسيل است)

 در نتيجه معکوس ظر فيت معادل برابر است با مجموع معکوس ظرفيت هر کدام از خازنها يعني:

 

VT = V1+ V2+V3     →     V1/q1 +  V2/q2 + V3/q3  =  Vt/qt           →1/C1 + 1/C2 + 1/C3 =  1/CT                

q t =q1=q2=q3

 

52- خازنها را چگونه به هم ببنديم تا ظرفيت معادل آن حتما  کمتر از ظرفيت هر کدام از خازنها گردد؟

با توجه به فرمول 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 =  1/CT                               بايد خازنها را به صورت متوالي ببنديم

 

53-خازنها را جگونه به هم ببنديم تا ظرفيت معادل آن حتما  از ظرفيت هر کدام از خازنها بيشتر گردد؟

با توجه به فرمول  C1+C2+C3=CT                   بايد حتما خازنها را به صورت موازي ببنديم

 

54*-  دو خازن را با باتريهاي متفاوتي پر ميکنيم سپس آنها را از باتريها جدا کرده و صفحات نا همنام آنها را به هم ميبنديم چه اتفاقي رخ ميدهد؟

يک جريان الکتريکي بين آنها بر قرار ميشود  تا جايي که ولتازهاي دو سر آنها با هم برابر شود. اين ولتاژ جديد را از را بطه زير محاسبه ميکنيم:

{c1     v1     q1   خازن 1                         قبل از اتصال>>>>>

{c2  v2   q2   خازن 2          

       بعد از اتصال>>>>>>>>     q'1 = c1v'1      ,    q'2 = c2v'2      ,

                          ---->  q1'  +q'2 =  lq1- q2 l        >>>        v' = lq1 – q2 l  /  ( c1+c2)

 

55- اگر خازني را به ولتاز متفاوتي متصل کنيم آيا ظرفيت آن تغيير ميکند؟

خير ميزان بار ذخيره شده روي ان تغيير ميکند ولي ظرفيت هر خازن منحصر بفرد بوده و تغيير نميکند مگر آنکه در ساختار خازن تغييراتي داده شود مثل تغيير در مساحت صفحه ها يا فاصله ميان آنها و يا قرار دادن دي الکتريک.

56- اگر دو خازن را به طور جداگانه پر کنيم سپس آنها را از باتريهايشان جدا کرده و به يکديگر طوري وصل کنيم که صفحات همنام انها به هم وصل شوند چه تغييراتي در وضعيت بار و ولتاز انها ايجاد ميشود؟

در اين حالت جرياني بين دو خازن ايجاد ميشود تا زماني که ولتاژ دو سر آنها با هم برابر شود

{c1     v1     q1   خازن 1                         قبل از اتصال>>>>>

{c2  v2   q2   خازن 2          

بعد از اتصال>>>>>>>>     q'1 = c1v'1      ,    q'2 = c2v'2       

و چون ولتاژهاي جديد با هم برابرند و بر اساس قانون پايستگي بار خواهيم داشت:

V'1= v'2 = v'

q'1  +q'2  = q1 + q2           v' =  (q'1  +q'2  ) / (c1+c2)  = (q1 + q2) / (c1+c2

 

 

57- يک کره فلزي بدون بار را که روي پايه نا رسانايي قرار دارد به اونگ الکتريکي بار دار مثبتي  نزديک ميکنيم. چه اتفااقي ميافتد؟

در اثر القائ الکتريکي بارهاي مثبت و منفي کره فلزي از هم جدا شده و بارهاي منفي در سمت آونگ قرار ميگيرند و بارهاي مثبت در سمت ديگر کره جمع ميشوند در نتيجه با توجه به نيروي جاذبه بين بار مثبت آونگ و بار منفي القا شده در کره ,  آونگ به سمت کره کشيده ميشود. 

   

58- چرا خطوط ميدان الکتريکي يکنواخت به صورت خطهاي راست و موازي با فاصله هاي مساوي از يکديگرند؟

همانگونه که در مبحث ميدان الکتريکي آمده است تراکم خطوط نشان دهنده ميدان قوي تر و پراکندگي خطوط نشان دهنده ميدان ضعيف ميباشد در نتيجه فاصله بين خطوط اين ميدان يکنواخت بايد برابر و يکسان باشد تا نشان دهد مقدار ميدان در همه جا يکسان و برابر است

خطوط نيز بايد با هم موازي باشد زيرا هيچ گاه خطوط ميدان نبايد همديگر را قطع کنند.

رسم خطوط ميدان الکتريکي براي بارهاي مثبت و منفي و جفت بارها:

 

[ دوشنبه بیست و نهم مهر 1387 ] [ 6:14 بعد از ظهر ] [ مینا ا فخمی ]

 

28-در مود واندو گراف اگر غلطکي که از جنس پرسپکس است را در بالا قرار بدهيم بار ايجاد شده بر روي کلاهک مثبت است يا منفي؟

بار مثبت خواهد بود اما اگر غلطک پلي تني را بالا بگذاريم بار منفي ميشود.

29-رسوب دهنده الکتروستاتيکي چيست؟

رسوب دهنده الکتروستاتيکي يا الکترو فيلتر ها دستگاههايي هستند که با استفاده از قانونهاي الکتريکي اجازه خروج  دود و ذرات غبار را از دودکش کارخانه ها و نيرو گاهها نميدهند تا از آلودگي بيشتر هوا جلو گيري شود اين رسوب دهنده ها به شرح زير عمل ميکنند:

الکترو فيلتر از يک توري سيمي و تيغه هاي فلزي متصل به زمين ساخته ميشود اگر توري سيمي را باردار کنند(توسط جريان الکتريکي) توري و تيغه ها داراي بارهاي متفاوت خواهند شد و ذرات گرد و غبار و دود از فضاي ميان توري و تيغه ميگذرند و تحت يک ميددان قوي الکتريکي باردار ميشوند . چون فضاي بين توري و تيغه پر از يون ميشود جرقه هاي پي در پي زده خواهد شد در اثر اين جرقه ها ذرات باردار به طرف تيغه ها جذب ميشوند(يعني گرد و غبارها و دود ها) در نتيجه هوايي که از ميان الکترو فيلتر عبور ميکند بدون گرد و غبار و آلودگي خارج ميشود.

لازم به ذکر است که نمونه هاي جديد الکترو فيلتر ها با طرز کاري متفاوت در کولر هاي جديد و انواع وسايل پاکسازي هوا به کار ميروند.

 30- منظور از چگالي سطحي بار چيست؟

بار الکتريکي موجود در واحد سطح خارجي جسم رسانا  را چگالي سطحي بار  مينامند.  و نشان ميدهد که در مساحت مشخصي از يک جسم رسانا چه ميزان بار الکتريکي وجود دارد واحد چگالي سطحي بار  کولن بر متر مربع است و از فرمول زير محاسبه ميگردد:

σ = q / A

31-شکل جسم رسانا در ميزان چگالي چه نقشي دارد؟

در اجسام متقارن مانند کره  چگالي سطحي بار در همه جا يکسان است  اما در اجسام نا متقارن ، چگالي در همه قسمتهاي جسم يکسان نيست بلکه در قسمتهاي نوک تيز  و بر جسته و گوشه ها  ميزان چگالي بيشتر از نقاط صاف و مسطح ميباشد. يعني در نقاط نوک تيز بارها فشرده تر و فاصله ميان آنها کمتر خواهد بود و در نقاط صاف بارها پراکنده تر و فاصله ميان آنها بيششتر خواهد بود

براي فهم راحتتر تصور کنيد تمام دانش آموزان کلاس را در يک اتاق نگه دارند( نوک تيز   جاي کمتر تراکم بيشتر) افزايش چگالي 

 و يا همان تعداد دانش آموز را در حياط بزرگ مدرسه بفرستند( مسطح جاي بيشتر   پراکندگي بيشتر)  کاهش چگالي

 

32-انرژي پتانسيل الکتريکي چيست؟

وقتي و بار نا همنام را با سرعت ثابت از هم دور ميکنيم و يا دو بار همنام را با سرعت ثابت به هم نزديک ميکنيم کار انجام ميدهيم اين کار انجام شده به صورت انرژي پتانسيل در بارها ي الکتريکي ذخيره ميشود.

33-اين انرژي الکتريکي به چه عواملي وابسته است؟

هر قدر اندازه جابجايي بيشتر باشد انرزي الکتريکي بيشتر ميشود

هر قدر مقدار بار الکتريکي افزايش يابد  انرژي هم افزايش ميابد

هر قدر ميدان الکتريکي که بار در آن حرکت ميکند بيشتر باشد انرژي الکتريکي بيشتر ميشود

34- فرمول محاسبه کار انجام شده بر بار  الکتريکي را بنويسيد؟

W = f.d.cosα  = q .E. d. cosα

35- تغييرات انرزي را از چه فرمولي محاسبه کنيم؟

تغيير انرژي باري که در يک ميدان حرکت ميکند برابر همان کاري است که براي جابجايي آن بار انجام ميگيرد پس:

ΔU = w

پس اگر کار انجام شده مثبت باشد  يعني افزايش انرژي الکتريکي و اگر کار منفي باشد يعني کاهش انرژي الکتريکي

36-منظور از اختلاف پتانسيل الکتريکي چيست؟

از فيزيک سال اول فهميديم که علت اصلي حرکت بارها بين دو نقطه همان اختلاف پتانسيل بين دو نقطه است مانند اختلاف ارتفاع دو ظرف که باعث جاري شدن آب از بالايي به پاييني ميشود

اختلاف پتانسيل الکتريکي بين دو نقطه برابر تغيير انرژي پتانسيل الکتريکي يکاي بار مثبت است

ΔV = ΔU/q

و واحد اندازه گيري آن ولت ميباشد.

 

[ شنبه سیزدهم مهر 1387 ] [ 8:31 قبل از ظهر ] [ مینا ا فخمی ]
.: Weblog Themes By Pichak :.

درباره وبلاگ

سلام دوستان

مطالب این وبلاگ مرتبط با فیزیک
دبیرستان است
اگه به ما سر میزنید نظر یادتون نره
باشد که مطالب پر بارتر و مفیدتر گردد

دوستان عزیز استفاده از مطالب با ذکر منبع
بلا مانع است.

مینا افخمی
دبیر فیزیک شهرستان باوی_اهواز

بوگاتی

  • صحاب