روش اجرای آزمونک ترکیبی
هر سؤال را با تشخیص کمیت آغاز کن: نیرو و میدان برداریاند؛ پتانسیل و انرژی را با علامت جبری بررسی میکنیم. آموزش موضوعی در راهنمای الکتریسیته ساکن آمده است.
۱۰ تمرین تشریحی
سؤال 1
دو کره فلزی یکسان با بارهای +6 μC و −2 μC تماس داده و جدا میشوند. بار نهایی هر کره چیست؟
پاسخ تشریحی
بار کل +4 μC و پایسته است. چون کرهها یکساناند، سهم هر کره +2 μC میشود.
سؤال 2
اگر فاصله دو بار نقطهای دو برابر شود و بارها ثابت بمانند، اندازه نیروی کولنی چه تغییری میکند؟
پاسخ تشریحی
طبق نسبت وارون مجذور فاصله، نیرو به یکچهارم مقدار اولیه میرسد.
سؤال 3
دو بار مثبت در دو سوی یک بار مثبت آزمایشی قرار دارند. جهت هر نیرو را چگونه تعیین میکنید؟
پاسخ تشریحی
هر بار مثبت، بار آزمایشی را در امتداد خط و دور از خودش میراند؛ دو بردار را جدا رسم و سپس برداری جمع میکنیم.
سؤال 4
در نقطه میانی دو بار مثبت مساوی، میدان الکتریکی و پتانسیل چگونهاند؟
پاسخ تشریحی
میدانها هماندازه و خلافجهتاند، پس میدان صفر است؛ اما پتانسیل کمیت نردهای است و دو مقدار مثبت جمع میشوند، پس صفر نیست.
سؤال 5
در نقطه میانی دو بار +q و −q هماندازه، میدان و پتانسیل چگونهاند؟
پاسخ تشریحی
پتانسیلهای برابر و مخالف جمعشان صفر است؛ میدانهای دو بار در میانه همجهت، از مثبت به منفی، هستند و صفر نمیشوند.
سؤال 6
یک بار مثبت را همجهت میدان الکتریکی جابهجا میکنیم. پتانسیل و انرژی پتانسیل چه تغییری میکنند؟
پاسخ تشریحی
در جهت میدان، پتانسیل کاهش مییابد. چون q مثبت است و U=qV، انرژی پتانسیل نیز کاهش مییابد.
سؤال 7
اگر بار آزمایشی منفی باشد، آیا جهت میدان تغییر میکند؟
پاسخ تشریحی
خیر؛ میدان ویژگی بارهای منبع است. فقط نیروی وارد بر بار منفی خلاف جهت میدان خواهد بود، زیرا F=qE و q منفی است.
سؤال 8
چرا در جمع نیروهای کولنی نمیتوان فقط اندازهها را با هم جمع کرد؟
پاسخ تشریحی
نیرو برداری است؛ جهت نیروهای ناشی از بارهای مختلف ممکن است همجهت، خلافجهت یا زاویهدار باشد، پس باید مؤلفهها یا بردارها جمع شوند.
سؤال 9
با دو برابر شدن بار آزمایشی مثبت در یک نقطه، میدان و نیروی الکتریکی چه میشوند؟
پاسخ تشریحی
میدان آن نقطه تغییر نمیکند؛ اما از F=qE، نیروی وارد بر بار آزمایشی دو برابر میشود.
سؤال 10
الگوی کامل حل یک مسئله چندبار الکتریکی چیست؟
پاسخ تشریحی
شکل و علامت بارها را ثبت کن، فاصلهها را به SI ببر، اثر هر منبع را جدا محاسبه و جهتگذاری کن، جمع برداری انجام بده و علامت و مرتبه پاسخ را کنترل کن.
چکلیست خودتصحیح
- بار منبع و آزمایشی را جدا کردم.
- علامت و جهت را پیش از محاسبه نوشتم.
- فاصله را به متر تبدیل کردم.
- بردارها را جدا جمع کردم.
- تفاوت میدان صفر و پتانسیل صفر را کنترل کردم.