الکتریسیته ساکنالکتریسیته ساکنفیزیک سوم دبیرستانفیزیک یازدهم

میدان الکتریکی

میدان الکتریکی حاصل از بار الکتریکی نقطه ای

میدان الکتریکی : نیروی وارد بر یکای بار الکتریکی مثبت را در هر نقطه ، میدان الکتریکی در آن نقطه گویند.

ph3 s2 2 meidan 0 میدان الکتریکی

برای بدست آوردن میدان الکتریکی در یک نقطه ، ابتدا بار آزمون ( بار مثبت) را در آن نقطه قرار می دهیم ، سپس از رابطه ی زیر استفاده می کنیم :

ph3 s2 2 meidan 1 میدان الکتریکی

با استفاده از قانون کولن می توان نیروی بین بار الکتریکی و بار آزمون را حساب کرد:

ph3 s2 2 meidan 2 میدان الکتریکی

که با قرار دادن در رابطه قبلی به نتیجه زیر دست می یابیم . این رابطه ، میدان الکتریکی حاصل از یک بار الکتریکی را در نقطه ی مورد نظر را می دهد .

ph3 s2 2 meidan 3 میدان الکتریکی

و جهت میدان در هر نقطه را نیز می توان با استفاده از بار آزمون (مثبت) براحتی مشخص کرد مانند :

ph3 s2 2 meidan 4 میدان الکتریکی

اصل بر هم نهی میدان های الکتریکی : میدان الکتریکی ناشی از چند بار الکتریکی در نقطه ای از فضا ، برابر مجموع میدان هایی است که هر بار در نبود سایر بارها در آن نقطه از فضا ایجاد می کند .

ph3 s2 2 meidan 5 میدان الکتریکی

ph3 s2 2 meidan e14 میدان الکتریکی

مثال ۱: مطابق شکل زیر، دو ذره با بارهای q1=4µC و q2=-6µC در فاصله ۸ سانتی متر از یکدیگر ثابت شده اند. اندازه میدان الکتریکی خالص را در نقطه های زیر بدست آورید.

ph3 s2 2 meidan e15 میدان الکتریکیحل مثال ۱:

ph3 s2 2 meidan e16 میدان الکتریکی

مثال ۲ : در شکل زیر میدان الکتریکی برآیند را در راس بدون بار مثلث قائم الزاویه حساب کنید .( برای فیزیک یازدهم توصیه نمی شود)

ph3 s2 2 meidan e1 میدان الکتریکی

حل مثال ۲ :

 

 

ph3 s2 2 meidan e2 میدان الکتریکی

مثال ۳: دو ذره با بارهای q1=+50 nC و q2=-50 nC در فاصله ۲a=16 cm از یکدیگر ثابت شده اند. میدان الکتریکی را روی عمود منصف خطی که دو ذره را به یکدیگر وصل می کند و به فاصله x=6 cm از وسط خط واصل دو ذره ، به دست آورید. به مجموعه این دو بار الکتریکی ، دو قطبی الکتریکی گفته می شود.(برای پایه یازدهم توصیه نمی شود)

حل مثال ۳:

ph3 s2 2 meidan e8 میدان الکتریکی

صفر شدن میدان الکتریکی بین دو بار الکتریکی :

حالت اول : اگر دو بار الکتریکی هم نام باشند ، میدان الکتریکی بین دو بار و نزدیک به بار کوچکتر ، صفر می شود.

حالت دوم : اگر دو بار الکتریکی نا همنام باشند ، میدان الکتریکی در خارج از فاصله دو بار و نزدیک به بار کوچکتر صفر می شود .

برای محاسبه فاصله ها در هر دو حالت از رابطه ی زیر استفاده می کنیم :

ph3 s2 2 meidan e3 میدان الکتریکی

مثال ۳ : میدان الکتریکی حاصل از دو بار نقطه ای q1=2 و q2=32 در فاصله ۱۶ سانتی متری از بار q2 صفر می باشد . فاصله دو بار الکتریکی از یکدیگر چند سانتی متر است ؟ ( مقدار بار الکتریکی بر حسب میکرو کولن است)

ph3 s2 2 meidan e9 میدان الکتریکی

ویژگی های خطوط میدان الکتریکی :

  • خط های میدان در هر نقطه ، هم جهت با نیروی وارد بر بار مثبت واقع در آن نقطه اند ، در نتیجه جهت این خطوط از بار مثبت رو به خارج و به سوی بار منفی است .

ph3 s2 2 meidan e4 میدان الکتریکی

  • خط میدان در هر نقطه ، جهت میدان در آن نقطه را نشان می دهد و میدان در هر نقطه برداری است مماس بر خط میدانی که از آن نقطه می گذرد و با آن هم جهت است .

ph3 s2 2 meidan e5 میدان الکتریکی

  • در هر ناحیه ای که میدان قوی تر باشد ، خط های میدان به یکدیگر نزدیکتر و فشرده ترند.

 

 

  • خط های میدان یکدیگر را قطع نمی کنند ، یعنی از هر نقطه فقط یک خط میدان می گذرد.

ph3 s2 2 meidan e7 میدان الکتریکی

تمرین ۱: میدان الکتریکی حاصل از یک دوقطبی الکتریکی را روی خط عمود منصف خط واصل بین دو بار و در فاصله x از خط واصل بدست آورید .

ph3 s2 2 meidan e10 میدان الکتریکی

تمرین ۲: در شکل ، شعاع دایره ۱ متر و q=5 میکروکولن است . بزرگی و جهت میدان الکتریکی برآیند را در مرکز دایره (مرکز مختصات) با محاسبه و ترسیم تعیین کنید.

ph3 s2 2 meidan 9 میدان الکتریکی

تمرین ۳: دو بار نقطه ای q1 و q2=4q1  ، در فاصله r از هم واقع اند. میدان الکتریکی ناشی از دو بار در فاصله d1 از بار q1 برابر صفر است . اگر فاصله دو بار از هم ۲ برابر شود، میدان الکتریکی برآیند در فاصله d2 از بار q2 برابر صفر می شود. d2 چند برابر d1 است ؟

تمرین ۴: در شکل روبرو ، بزرگی میدان الکتریکی حاصل از مجموعه بار های الکتریکی q1,q2,q3 در نقطه M چند نیوتون بر کولن است ؟

ph3 s2 2 meidan e12 میدان الکتریکی

تمرین ۵: در شکل زیر ، بزرگی میدان الکتریکی برآیند حاصل از دو بار الکتریکی نقطه ای در نقطه ی B چند برابر بزرگی میدان برآیند ناشی از همان دو بار در نقطه ی A است ؟

ph3 s2 2 meidan e11 میدان الکتریکی

تمرین ۶: مطابق شکل ، دو ذره با بارهای الکتریکی q1 و q2 که خط واصل آن ها در راستای محور x است ، در دو راس یک مثلث متساوی الساقین ثابت شده اند. اگر بردار میدان الکتریکی در نقطه A مطابق شکل باشد ، اندازه و نوع بارهای الکتریکی q1 و q2 را تعیین کنید .

ph3 s2 2 meidan e13 میدان الکتریکی

 

 حل تمرین ها :

برچسب ها

کبیری

مصطفی کبیری کناری متولد سال ۱۳۶۷ در شهرستان فریدونکنار (استان مازندران) ، دبیر فیزیک دبیرستان های شهرستان کلاردشت با سوابق تحصیلی کارشناسی رشته دبیری فیزیک در دانشگاه مازندران و کارشناسی ارشد فیزیک حالت جامد در دانشگاه تربیت مدرس تهران هستم . هدف از ایجاد این سایت برای من ، ایجاد یک محیطی آموزشی کارآمد است که در آن دانش آموزان بتوانند فیزیک را به صورت پایه ای و مفهومی بیاموزند .

مطالب مشابه

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید

بستن
بستن