Q: یک اتم خنثی با از دست دادن دو الکترون به یون تبدیل میشود. دربارهٔ بار نهایی این یون و رابطهٔ تعداد پروتون و الکترون در آن، کدام گزینه درست است؟

یون بار مثبت دارد و تعداد پروتونهایش از تعداد الکترونهایش بیشتر است. — گزینهٔ «یون بار مثبت دارد و تعداد پروتونهایش از تعداد الکترونهایش بیشتر است.» درست است، زیرا اتم با از دست دادن دو الکترونِ منفی، از تعادلِ اولیهٔ خنثی خارج شده و چون تعداد پروتونهای هسته (که جابهجا نمیشوند) ثابت مانده ولی تعداد الکترونها کم شده، پروتونها اکنون بیشتر از الکترونها هستند و بار خالص یون مثبت میشود. گزینهٔ «یون بار منفی دارد و تعداد پروتونهایش از تعداد الکترونهایش بیشتر است.» در تناقض داخلی است، چون بیشتر بودن پروتون از الکترون همیشه بار مثبت میدهد نه منفی. گزینهٔ «یون بار مثبت دارد و تعداد الکترونهایش از تعداد پروتونهایش بیشتر است.» هم در تناقض داخلی است. گزینهٔ «یون بار منفی دارد و تعداد الکترونهایش از تعداد پروتونهایش بیشتر است.» با از دست دادن الکترون (نه گرفتن آن) ناسازگار است. **تلهٔ تستی:** از دست دادن ذرهٔ منفی (الکترون) باعث میشود بار خالص جسم مثبت شود، نه منفی؛ این نکته اغلب در ذهن دانشآموزان برعکس جا میافتد.

Q: دو بادکنکِ A و B را جداگانه با یک پارچهٔ پشمیِ یکسان مالش میدهیم تا باردار شوند. بادکنکِ C در ابتدا کاملاً خنثی است؛ آن را با تماسِ مستقیم (نه مالش) به بادکنکِ باردارِ A میچسبانیم تا بخشی از بار A به C منتقل شود، سپس آنها را از هم جدا میکنیم. دربارهٔ نیروی بین C و B، و نیز نیروی بین C و A پس از این جداسازی، کدام گزینه درست است؟

C و B همدیگر را دفع میکنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را دفع میکنند. — گزینهٔ «C و B همدیگر را دفع میکنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را دفع میکنند.» درست است، زیرا A و B هر دو با مالش به همان پارچهٔ پشمی، بار همنام گرفتهاند؛ سپس طبق روش تماس، C با چسبیدن به A همان نوع بار A را میگیرد، یعنی C هم همنام با A و در نتیجه همنام با B میشود، و بارهای همنام همیشه یکدیگر را دفع میکنند. گزینهٔ «C و B همدیگر را جذب میکنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را دفع میکنند.» رابطهٔ C و B را اشتباه جذب میداند، در حالیکه هر دو همناماند. گزینهٔ «C و B همدیگر را دفع میکنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را جذب میکنند.» فراموش میکند که در روش تماس جسم همان بار منبع را میگیرد، نه بار مخالف آن. گزینهٔ «C و B همدیگر را جذب میکنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را جذب میکنند.» هر دو رابطه را برعکس بیان کرده است. **تلهٔ تستی:** در روش تماس (برخلاف روش القا)، جسمِ خنثی همیشه همان نوع بارِ جسمِ باردار را میگیرد؛ این تله معمولاً با قاعدهٔ برعکسِ روش القا اشتباه گرفته میشود.

Q: یک تکه گچ خنثی دارای تعداد مساوی پروتون و الکترون است. اگر همین تکه گچ، بدون هیچ تماس یا مالشی، فقط در مجاورت یک میلهٔ باردار قرار بگیرد و سپس از آن دور شود، بار خالص نهایی گچ و تعداد پروتونهای آن نسبت به حالت اولیه چگونه است؟

بار خالص گچ صفر میماند و تعداد پروتونهایش هم تغییری نمیکند. — گزینهٔ «بار خالص گچ صفر میماند و تعداد پروتونهایش هم تغییری نمیکند.» درست است، زیرا در نزدیکشدنِ صرف (بدون تماس یا مالش) فقط جابهجاییِ موقتِ الکترونهای آزاد در داخل جسم رخ میدهد (قطبش)؛ وقتی میله دور میشود، این جابهجایی جمع میشود و بار خالص گچ همان صفر اولیه باقی میماند، و پروتونها که در هستهاند اصلاً جابهجا نمیشوند. گزینهٔ «بار خالص گچ مثبت میشود و تعداد پروتونهایش افزایش مییابد.» و گزینهٔ «بار خالص گچ منفی میشود و تعداد پروتونهایش کاهش مییابد.» هر دو فرض میکنند بعد از دور شدنِ میله بارِ خالص باقی میماند، در حالیکه بدون تماس، این حالت موقتی است. گزینهٔ «بار خالص گچ صفر میماند ولی تعداد پروتونهایش موقتاً افزایش مییابد.» بهدرستی بار خالص را صفر میداند اما بهاشتباه فرض میکند تعداد پروتونها تغییر کرده است. **تلهٔ تستی:** نزدیککردنِ بدون تماس فقط باردار شدنِ موقت (القایی) ایجاد میکند که با دور شدنِ منبع از بین میرود؛ برای باقی ماندنِ بار باید حتماً تماس رخ دهد یا (طبق روش القا) دو جسم پیش از دور شدنِ منبع از هم جدا شوند.

Question 1

یک میلهٔ پلاستیکیِ خنثی را با یک پارچهٔ پشمیِ خنثی مالش می‌دهیم. اگر بعد از مالش، میلهٔ پلاستیکی بار منفی پیدا کند، دربارهٔ نوع ذرهٔ جابه‌جاشده و بار نهاییِ پارچهٔ پشمی کدام گزینه درست است؟

Accepted Answer

الکترون از پارچه به میله منتقل شده و پارچه بار مثبت پیدا کرده است. — گزینهٔ «الکترون از پارچه به میله منتقل شده و پارچه بار مثبت پیدا کرده است.» درست است، زیرا وقتی میلهٔ پلاستیکی بعد از مالش بار منفی پیدا می‌کند، یعنی الکترون اضافه گرفته است؛ این الکترون‌ها فقط می‌توانند از پارچهٔ پشمی به آن منتقل شده باشند، و پارچه با از دست دادن الکترون، بار مثبت پیدا می‌کند. گزینهٔ «الکترون از میله به پارچه منتقل شده و پارچه بار منفی پیدا کرده است.» جهت جابه‌جایی الکترون را برعکس بیان می‌کند و با باردارشدنِ منفیِ میله ناسازگار است. گزینهٔ «پروتون از پارچه به میله منتقل شده و پارچه بار مثبت پیدا کرده است.» و گزینهٔ «پروتون از میله به پارچه منتقل شده و پارچه بار منفی پیدا کرده است.» هر دو ذرهٔ جابه‌جاشده را پروتون معرفی می‌کنند که نادرست است. **تلهٔ تستی:** پروتون‌ها در هستهٔ اتم با نیروی قوی نگه داشته شده‌اند و هرگز در پدیدهٔ مالش جابه‌جا نمی‌شوند؛ در تمام حالت‌ها فقط الکترون منتقل می‌شود، صرف‌نظر از اینکه کدام جسم در پایان بار مثبت یا منفی پیدا کند.

Question 2

یک اتم خنثی با از دست دادن دو الکترون به یون تبدیل می‌شود. دربارهٔ بار نهایی این یون و رابطهٔ تعداد پروتون و الکترون در آن، کدام گزینه درست است؟

Accepted Answer

یون بار مثبت دارد و تعداد پروتون‌هایش از تعداد الکترون‌هایش بیشتر است. — گزینهٔ «یون بار مثبت دارد و تعداد پروتون‌هایش از تعداد الکترون‌هایش بیشتر است.» درست است، زیرا اتم با از دست دادن دو الکترونِ منفی، از تعادلِ اولیهٔ خنثی خارج شده و چون تعداد پروتون‌های هسته (که جابه‌جا نمی‌شوند) ثابت مانده ولی تعداد الکترون‌ها کم شده، پروتون‌ها اکنون بیشتر از الکترون‌ها هستند و بار خالص یون مثبت می‌شود. گزینهٔ «یون بار منفی دارد و تعداد پروتون‌هایش از تعداد الکترون‌هایش بیشتر است.» در تناقض داخلی است، چون بیشتر بودن پروتون از الکترون همیشه بار مثبت می‌دهد نه منفی. گزینهٔ «یون بار مثبت دارد و تعداد الکترون‌هایش از تعداد پروتون‌هایش بیشتر است.» هم در تناقض داخلی است. گزینهٔ «یون بار منفی دارد و تعداد الکترون‌هایش از تعداد پروتون‌هایش بیشتر است.» با از دست دادن الکترون (نه گرفتن آن) ناسازگار است. **تلهٔ تستی:** از دست دادن ذرهٔ منفی (الکترون) باعث می‌شود بار خالص جسم مثبت شود، نه منفی؛ این نکته اغلب در ذهن دانش‌آموزان برعکس جا می‌افتد.

Question 3

دو بادکنکِ A و B را جداگانه با یک پارچهٔ پشمیِ یکسان مالش می‌دهیم تا باردار شوند. بادکنکِ C در ابتدا کاملاً خنثی است؛ آن را با تماسِ مستقیم (نه مالش) به بادکنکِ باردارِ A می‌چسبانیم تا بخشی از بار A به C منتقل شود، سپس آن‌ها را از هم جدا می‌کنیم. دربارهٔ نیروی بین C و B، و نیز نیروی بین C و A پس از این جداسازی، کدام گزینه درست است؟

Accepted Answer

C و B همدیگر را دفع می‌کنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را دفع می‌کنند. — گزینهٔ «C و B همدیگر را دفع می‌کنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را دفع می‌کنند.» درست است، زیرا A و B هر دو با مالش به همان پارچهٔ پشمی، بار هم‌نام گرفته‌اند؛ سپس طبق روش تماس، C با چسبیدن به A همان نوع بار A را می‌گیرد، یعنی C هم هم‌نام با A و در نتیجه هم‌نام با B می‌شود، و بارهای هم‌نام همیشه یکدیگر را دفع می‌کنند. گزینهٔ «C و B همدیگر را جذب می‌کنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را دفع می‌کنند.» رابطهٔ C و B را اشتباه جذب می‌داند، در حالی‌که هر دو هم‌نام‌اند. گزینهٔ «C و B همدیگر را دفع می‌کنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را جذب می‌کنند.» فراموش می‌کند که در روش تماس جسم همان بار منبع را می‌گیرد، نه بار مخالف آن. گزینهٔ «C و B همدیگر را جذب می‌کنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را جذب می‌کنند.» هر دو رابطه را برعکس بیان کرده است. **تلهٔ تستی:** در روش تماس (برخلاف روش القا)، جسمِ خنثی همیشه همان نوع بارِ جسمِ باردار را می‌گیرد؛ این تله معمولاً با قاعدهٔ برعکسِ روش القا اشتباه گرفته می‌شود.

Question 4

یک تکه گچ خنثی دارای تعداد مساوی پروتون و الکترون است. اگر همین تکه گچ، بدون هیچ تماس یا مالشی، فقط در مجاورت یک میلهٔ باردار قرار بگیرد و سپس از آن دور شود، بار خالص نهایی گچ و تعداد پروتون‌های آن نسبت به حالت اولیه چگونه است؟

Accepted Answer

بار خالص گچ صفر می‌ماند و تعداد پروتون‌هایش هم تغییری نمی‌کند. — گزینهٔ «بار خالص گچ صفر می‌ماند و تعداد پروتون‌هایش هم تغییری نمی‌کند.» درست است، زیرا در نزدیک‌شدنِ صرف (بدون تماس یا مالش) فقط جابه‌جاییِ موقتِ الکترون‌های آزاد در داخل جسم رخ می‌دهد (قطبش)؛ وقتی میله دور می‌شود، این جابه‌جایی جمع می‌شود و بار خالص گچ همان صفر اولیه باقی می‌ماند، و پروتون‌ها که در هسته‌اند اصلاً جابه‌جا نمی‌شوند. گزینهٔ «بار خالص گچ مثبت می‌شود و تعداد پروتون‌هایش افزایش می‌یابد.» و گزینهٔ «بار خالص گچ منفی می‌شود و تعداد پروتون‌هایش کاهش می‌یابد.» هر دو فرض می‌کنند بعد از دور شدنِ میله بارِ خالص باقی می‌ماند، در حالی‌که بدون تماس، این حالت موقتی است. گزینهٔ «بار خالص گچ صفر می‌ماند ولی تعداد پروتون‌هایش موقتاً افزایش می‌یابد.» به‌درستی بار خالص را صفر می‌داند اما به‌اشتباه فرض می‌کند تعداد پروتون‌ها تغییر کرده است. **تلهٔ تستی:** نزدیک‌کردنِ بدون تماس فقط باردار شدنِ موقت (القایی) ایجاد می‌کند که با دور شدنِ منبع از بین می‌رود؛ برای باقی ماندنِ بار باید حتماً تماس رخ دهد یا (طبق روش القا) دو جسم پیش از دور شدنِ منبع از هم جدا شوند.

Question 5

در یک اتم خنثیِ فرضی، تعداد نوترون‌ها با تعداد پروتون‌ها برابر است. اگر این اتم یک الکترون از دست بدهد و سپس یک الکترونِ دیگر نیز به آن اضافه شود، بار خالص نهایی این ذره و رابطهٔ تعداد نوترون و الکترونِ آن کدام است؟

Accepted Answer

بار خالص صفر است و تعداد نوترون با تعداد الکترون برابر است. — گزینهٔ «بار خالص صفر است و تعداد نوترون با تعداد الکترون برابر است.» درست است، زیرا از دست دادن یک الکترون و سپس گرفتن یک الکترونِ دیگر، در مجموع تعداد الکترون‌ها را به مقدار اولیه (برابر با تعداد پروتون) برمی‌گرداند، پس اتم دوباره خنثی می‌شود؛ و چون طبق فرض تعداد نوترون از ابتدا با تعداد پروتون برابر بوده، اکنون با تعداد الکترون (که دوباره برابر پروتون شده) نیز برابر است. گزینهٔ «بار خالص صفر است و تعداد نوترون از تعداد الکترون بیشتر است.» بخش اول را درست ولی رابطهٔ عددی را نادرست بیان می‌کند. گزینه‌های «بار خالص مثبت است و تعداد نوترون از تعداد الکترون بیشتر است.» و «بار خالص منفی است و تعداد نوترون از تعداد الکترون کمتر است.» هر دو فراموش می‌کنند که یک بار از دست دادن و یک بار به‌دست آوردنِ الکترون، اثر یکدیگر را خنثی می‌کند. **تلهٔ تستی:** وقتی تعداد دفعاتِ از دست دادن و به‌دست آوردنِ الکترون برابر باشد، باید همیشه اثر خالص را از صفر (نه از یک مرحلهٔ میانی) دوباره حساب کرد.

فصل 09 (علوم تجربی هشتم)

خلاصه‌ی درسنامه

فصل 09 (علوم تجربی هشتم)

بار الکتریکی چیست؟

ریشهٔ بار در ساختار اتم

برق‌نما (الکتروسکوپ)

رسانا و نارسانا

سه روش باردار کردن

آذرخش و تخلیهٔ الکتریکی

اختلاف پتانسیل (ولتاژ)

مدار و جریان الکتریکی

مقاومت و قانون اهم

چند نکتهٔ فراتر

اشتباهات رایج

نمونه سؤال

جمع‌بندی

نمونه تست

مباحث مرتبط

ادامه‌ی این مبحث رو ببین