أسئلة تدريبية على قانون جاوس للتماثل الكروي

يتضمن الملف المرفق مجموعة من الأسئلة التدريبية المتقدمة في مادة الفيزياء، والتي تركز بشكل أساسي على تطبيقات قانون جاوس في حالات التماثل الكروي. تم إعداد هذه الأسئلة لتغطية مفاهيم التدفق الكهربائي، وتوزيع الشحنات على الأجسام الموصلة والعازلة، وحساب المجال الكهربائي عند أبعاد مختلفة من مراكز هذه الأجسام.

تطبيقات قانون جاوس على كرة موصلة

يتناول الملف مسألة تتعلق بكرة موصلة نصف قطرها 25 سم، تحمل شحنة مقدارها +1.77 nC. يطلب التدريب حساب التدفق الكهربائي الذي يخترق سطح جاوس كروي عند نصف قطر 0.45 متر، بالإضافة إلى حساب التدفق عند نصف قطر 0.18 متر مع طلب التفسير الفيزيائي للنتائج. كما يتضمن التدريب طلبًا لحساب المجال الكهربائي على سطح جاوس الخارجي عند بعد 0.45 متر، والتحقق من العلاقة الرياضية للتدفق، ومناقشة تأثير تضاعف نصف قطر سطح جاوس على كل من التدفق والمجال الكهربائي.

قانون جاوس للتماثل الكروي

يحتوي الملف على سؤال مخصص لقانون جاوس للتماثل الكروي، حيث يتم دراسة موصل كروي معزول قطره 0.48 متر يحمل شحنة مجهولة Q. تم قياس المجال الكهربائي عند نقطة تبعد 0.48 متر عن سطح الموصل، وبلغت قيمته 150 N/C باتجاه المركز. يطلب السؤال حساب مقدار الشحنة Q وتحديد نوعها، وحساب المجال الكهربائي عند نقاط محددة (A و B) داخل وخارج الموصل، بالإضافة إلى حساب كثافة الشحنة السطحية، وتحديد مقدار واتجاه القوة المؤثرة على إلكترون موضوع عند النقطة C.

الكرة العازلة وتوزيع الشحنة الحجمي

يتناول جزء آخر من الملف مسألة كرة عازلة مصمتة تحمل شحنة موجبة مقدارها +3.2 μC موزعة بانتظام في حجمها، مع إعطاء قيمة المجال الكهربائي على سطحها. يطلب التدريب استخدام قانون جاوس لحساب نصف قطر الكرة، وحساب كثافة الشحنة الحجمية، وتحديد قيمة المجال الكهربائي عند أبعاد مختلفة (0.04 متر و 0.48 متر)، بالإضافة إلى إيجاد البعد داخل الكرة الذي يتساوى عنده المجال مع قيمته عند 0.48 متر.

ملاحظة: قد يتضمن الملف المرفق محتويات تعليمية وتدريبات وموضوعات إضافية متنوعة لم تُذكر في هذا المقال.