پرش به محتوای اصلی

بار الکتریکی و جریان برق (علوم هشتم)

بخشی از بانک سؤال طبقه‌بندی‌شده‌ی این مبحث در کوئیز سنتر — رایگان و بدون نیاز به ثبت‌نام

خلاصه‌ی درسنامه

این خلاصه‌ای از درسنامه‌ی کامل است. متن کامل با همه‌ی نکته‌ها، مثال‌های حل‌شده و جمع‌بندی، با ثبت‌نام رایگان در دسترست قرار می‌گیرد.

فصل 09 (علوم تجربی هشتم)

بار الکتریکی چیست؟

وقتی دو جسم را به هم مالش می‌دهیم، خاصیتی در آن‌ها پیدا می‌شود که به آن بار الکتریکی می‌گویند. جسم باردار چیزهای سبک را جذب می‌کند؛ مثل بادکنکی که بعد از مالش به دیوار می‌چسبد.

دو نوع بار داریم: مثبت (+) و منفی (−). در مالش بادکنک با پارچهٔ پشمی، بادکنک منفی و پارچه مثبت می‌شود. قانون اصلی:

  • بارهای همنام (هر دو + یا هر دو −) یکدیگر را دفع می‌کنند.
  • بارهای ناهمنام (+ و −) یکدیگر را جذب می‌کنند.

ریشهٔ بار در ساختار اتم

هر اتم سه ذرهٔ اصلی دارد: پروتون (بار مثبت، در هسته)، نوترون (بدون بار، در هسته) و الکترون (بار منفی، اطراف هسته). در اتم خنثی تعداد الکترون‌ها با پروتون‌ها برابر است، پس بار کل صفر می‌شود.

نکتهٔ کلیدی: در مالش همیشه فقط الکترون جابه‌جا می‌شود، هرگز پروتون. چون پروتون‌ها در هسته با نیرویی قوی نگه داشته شده‌اند و بسیار سنگین‌ترند. جسمی که الکترون از دست بدهد مثبت و جسمی که الکترون بگیرد منفی می‌شود.

برق‌نما (الکتروسکوپ)

برق‌نما وسیله‌ای است برای تشخیص باردار بودن یک جسم و نوع بار آن: یک صفحه یا گوی فلزی، یک میله و دو ورقهٔ نازک فلزی. بدون بار، ورقه‌ها به هم چسبیده‌اند؛ با باردار شدن، هر دو ورقه بار همنام می‌گیرند و همدیگر را دفع می‌کنند، پس از هم باز می‌شوند. هرچه بار بیشتر باشد، بازشدگی بیشتر است.

نکته: آزمایش‌های الکتریسیته باید در هوای خشک و با وسایل خشک انجام شوند، چون رطوبت بار را از بین می‌برد.

رسانا و نارسانا

رسانا: ماده‌ای که بار الکتریکی به‌راحتی در آن حرکت می‌کند؛ مثل فلزات، گرافیت (مغز مداد)، بدن انسان و آب‌نمک. در فلزها تعدادی الکترون وابستگی بسیار کمی به هسته دارند و آزادانه در کل فلز حرکت می‌کنند؛ به این‌ها الکترون آزاد می‌گویند.

نارسانا: ماده‌ای که الکترون‌هایش محکم به هسته وابسته‌اند و به‌سختی حرکت می‌کنند؛ مثل شیشه، پلاستیک، چوب و لاستیک. روکش پلاستیکی سیم برق برای همین است.

سه روش باردار کردن

۱. مالش: الکترون از یک جسم به دیگری منتقل می‌شود و هر دو باردار می‌شوند.

۲. تماس: میلهٔ باردار را به جسم خنثی می‌چسبانیم؛ جسم همان بارِ میله را می‌گیرد.

۳. القا (مهم‌ترین): جسم بدون تماس باردار می‌شود. اگر میلهٔ منفی را به کرهٔ A (که به کرهٔ B چسبیده) نزدیک کنیم، الکترون‌های آزاد از A دفع می‌شوند و به B می‌روند؛ حالا A مثبت و B منفی است. اگر B را قبل از دور کردن میله از A جدا کنیم، دو کره با بارهای مخالف می‌مانند.

تفاوت کلیدی: در تماس، جسم بار همنام منبع را می‌گیرد؛ در القا، نزدیک‌ترین بخش بار مخالف منبع را می‌گیرد.

آذرخش و تخلیهٔ الکتریکی

ابرها بر اثر مالش با یکدیگر، مالش با هوا و کوه‌ها، و القای الکتریکی باردار می‌شوند. وقتی اختلاف بار بین دو ابر (یا بین ابر و زمین) به‌قدر کافی زیاد شود، الکترون‌ها می‌جهند و تخلیهٔ الکتریکی رخ می‌دهد؛ همراه با جرقهٔ بزرگ، گرما و صدای رعد. برق‌گیر با هدایت این بار به زمین از ساختمان‌های بلند محافظت می‌کند؛ نوکش تیز است چون بار در نقاط تیز متمرکزتر می‌شود.

اختلاف پتانسیل (ولتاژ)

همان‌طور که اختلاف دما باعث انتقال گرما و اختلاف ارتفاع باعث جاری شدن آب می‌شود، اختلاف پتانسیل عاملی است که بارهای الکتریکی را در مدار به حرکت درمی‌آورد.

باتری منبع انرژی مدار است و این اختلاف را از واکنش‌های شیمیایی درونش می‌گیرد. دو پایانه دارد: مثبت و منفی. یکای ولتاژ ولت (V) و ابزار اندازه‌گیری آن ولت‌سنج است. باتری قلمی ۱/۵ ولت و باتری خودرو ۱۲ ولت است. باتری ۱/۵ ولتی به ازای هر واحد بار، ۱/۵ ژول انرژی می‌دهد.

مدار و جریان الکتریکی

مدار ساده چهار جزء دارد: باتری (منبع انرژی)، مصرف‌کننده (لامپ، اتو و…)، سیم رابط و کلید. با بسته شدن کلید، مدار کامل و جریان برقرار می‌شود.

جریان الکتریکی یعنی شارش بارهای الکتریکی در مدار. الکترون‌ها از پایانهٔ منفی به سمت مثبت حرکت می‌کنند، اما جهت قراردادی جریان برعکس آن است: از مثبت به منفی.

یکای جریان آمپر (A) و ابزار اندازه‌گیری آن آمپرسنج است که باید سری (متوالی) در مدار بسته شود. جریان کشنده برای انسان حدود ۰/۱ آمپر و حداکثر جریان برق خانگی ۲۵ آمپر است.

مقاومت و قانون اهم

الکترون‌ها هنگام حرکت در رسانا با اتم‌های در حال نوسان برخورد می‌کنند؛ انرژی‌شان کم می‌شود، رسانا گرم می‌شود و در برابر جریان مقاومت ایجاد می‌شود. مقاومت الکتریکی (R) همین مخالفت رسانا با عبور جریان است. یکای آن اهم (Ω) و ابزارش اهم‌سنج است.

قانون اهم:

I=VRI = \frac{V}{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین

که در آن IIادامهٔ فرمول را افقی ببین جریان (آمپر)، VVادامهٔ فرمول را افقی ببین ولتاژ (ولت) و RRادامهٔ فرمول را افقی ببین مقاومت (اهم) است. شکل‌های دیگر همین رابطه:

V=IR,R=VIV = IR \quad , \quad R = \frac{V}{I}ادامهٔ فرمول را افقی ببین

اگر RRادامهٔ فرمول را افقی ببین ثابت بماند و VVادامهٔ فرمول را افقی ببین زیاد شود، IIادامهٔ فرمول را افقی ببین زیاد می‌شود؛ اگر VVادامهٔ فرمول را افقی ببین ثابت بماند و RRادامهٔ فرمول را افقی ببین زیاد شود، IIادامهٔ فرمول را افقی ببین کم می‌شود.

مثال: لامپی با مقاومت 484 Ω484\,\Omegaادامهٔ فرمول را افقی ببین به 220 V220\,Vادامهٔ فرمول را افقی ببین وصل است:

I=220484≈0/45 AI = \frac{220}{484} \approx 0/45\,Aادامهٔ فرمول را افقی ببین

در بستن ابزارها: ولت‌سنج موازی با مصرف‌کننده و آمپرسنج سری بسته می‌شود.

چند نکتهٔ فراتر

  • گرمای مقاومتی (اثر ژول): با رابطهٔ Q=I2RtQ = I^2 R tادامهٔ فرمول را افقی ببین بیان می‌شود و در اتو، کتری برقی و بخاری کاربرد دارد. فیوز هم با همین گرما ذوب می‌شود و مدار را قبل از آتش‌سوزی قطع می‌کند.
  • مقاومت بدن: بدن خشک حدود ۱۰۰٬۰۰۰ اهم مقاومت دارد، ولی بدن مرطوب زیر ۱۰۰۰ اهم — برای همین دست خیس و وسیلهٔ برقی ترکیب خطرناکی است.

اشتباهات رایج

  • جریان «مصرف» نمی‌شود: جریانی که وارد لامپ می‌شود دقیقاً برابر جریان خروجی از آن است؛ چیزی که مصرف می‌شود انرژی است، نه الکترون‌ها.
  • ولتاژ بیشتر همیشه یعنی جریان بیشتر؟ نه؛ طبق I=V/RI = V/Rادامهٔ فرمول را افقی ببین جریان به هر دوی ولتاژ و مقاومت بستگی دارد.
  • الکترون‌ها با سرعت نور حرکت نمی‌کنند: خود الکترون‌ها بسیار کند (چند میلی‌متر تا چند سانتی‌متر در ثانیه) حرکت می‌کنند؛ این میدان الکتریکی است که تقریباً آنی در سیم منتشر می‌شود و همه را هم‌زمان به حرکت درمی‌آورد.
  • القا با تماس فرق دارد: در القا نزدیک‌ترین نقطه بار مخالف منبع می‌گیرد، نه همنام.
  • «باتری خالی شد» یعنی الکترون‌ها تمام شدند؟ نه؛ موادِ شیمیاییِ فعالِ داخل باتری تمام شده‌اند.

نمونه سؤال

سؤال ۱: دو بادکنک را هر دو با یک پارچهٔ پشمی مالش می‌دهیم. اگر این دو را نزدیک هم بگیریم، یکدیگر را جذب می‌کنند یا دفع؟ چرا؟

پاسخ: یکدیگر را دفع می‌کنند. هر دو با مالش به همان پارچه بار همنام (منفی) گرفته‌اند و بارهای همنام یکدیگر را دفع می‌کنند.

سؤال ۲: یک باتری 9 V9\,Vادامهٔ فرمول را افقی ببین به مصرف‌کننده‌ای با مقاومت 18 Ω18\,\Omegaادامهٔ فرمول را افقی ببین وصل است. الف) جریان مدار چند آمپر است؟ ب) اگر مقاومت را دو برابر (36 Ω36\,\Omegaادامهٔ فرمول را افقی ببین) کنیم و ولتاژ ثابت بماند، جریان چقدر می‌شود؟

پاسخ: الف) I=918=0/5 AI = \frac{9}{18} = 0/5\,Aادامهٔ فرمول را افقی ببین. ب) I=936=0/25 AI = \frac{9}{36} = 0/25\,Aادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ یعنی با دو برابر شدن مقاومت در ولتاژ ثابت، جریان دقیقاً نصف می‌شود — همان رابطهٔ معکوس جریان و مقاومت.

جمع‌بندی

همه چیز از ساختار اتم شروع می‌شود: الکترون‌ها جابه‌جا می‌شوند و بار می‌سازند. بارهای همنام دافع و ناهمنام جاذب‌اند. رساناها الکترون آزاد دارند و جریان را عبور می‌دهند. برای برقراری جریان به اختلاف پتانسیل نیاز داریم که کارِ باتری است، و قانون اهم I=V/RI = V/Rادامهٔ فرمول را افقی ببین رابطهٔ جریان، ولتاژ و مقاومت را توصیف می‌کند.

سؤال تستی

۵ تست با پاسخنامه‌ی تحلیلی — برای دیدن بزن

پاسخنامه‌ی تحلیلی سه‌بخشی برای هر سؤال

  • چرا گزینه‌ی درست، درست است
  • چرا هر گزینه‌ی دیگر غلط است
  • تله‌ی تستی‌ای که باید بشناسی

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؟

  • پروتون از پارچه به میله منتقل شده و پارچه بار مثبت پیدا کرده است.
  • پروتون از میله به پارچه منتقل شده و پارچه بار منفی پیدا کرده است.
  • الکترون از میله به پارچه منتقل شده و پارچه بار منفی پیدا کرده است.
  • الکترون از پارچه به میله منتقل شده و پارچه بار مثبت پیدا کرده است.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

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.

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؟

  • یون بار مثبت دارد و تعداد الکترون‌هایش از تعداد پروتون‌هایش بیشتر است.
  • یون بار منفی دارد و تعداد الکترون‌هایش از تعداد پروتون‌هایش بیشتر است.
  • یون بار مثبت دارد و تعداد پروتون‌هایش از تعداد الکترون‌هایش بیشتر است.
  • یون بار منفی دارد و تعداد پروتون‌هایش از تعداد الکترون‌هایش بیشتر است.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

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.

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؟

  • C و B همدیگر را جذب می‌کنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را دفع می‌کنند.
  • C و B همدیگر را دفع می‌کنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را جذب می‌کنند.
  • C و B همدیگر را جذب می‌کنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را جذب می‌کنند.
  • C و B همدیگر را دفع می‌کنند و C و A نیز پس از تماس همدیگر را دفع می‌کنند.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

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.

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؟

  • بار خالص گچ منفی می‌شود و تعداد پروتون‌هایش کاهش می‌یابد.
  • بار خالص گچ صفر می‌ماند ولی تعداد پروتون‌هایش موقتاً افزایش می‌یابد.
  • بار خالص گچ صفر می‌ماند و تعداد پروتون‌هایش هم تغییری نمی‌کند.
  • بار خالص گچ مثبت می‌شود و تعداد پروتون‌هایش افزایش می‌یابد.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

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.

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؟

  • بار خالص منفی است و تعداد نوترون از تعداد الکترون کمتر است.
  • بار خالص صفر است و تعداد نوترون از تعداد الکترون بیشتر است.
  • بار خالص صفر است و تعداد نوترون با تعداد الکترون برابر است.
  • بار خالص مثبت است و تعداد نوترون از تعداد الکترون بیشتر است.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

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.

نمونه سؤال تشریحی

۳ سؤال امتحانی با پاسخ نمونه — برای دیدن بزن

۱. دو بادکنک را با پارچهٔ پشمی مالش می‌دهند و هر دو خرده‌کاغذ را جذب می‌کنند. الف) توضیح دهید در مالش چه چیزی میان دو جسم منتقل می‌شود. ب) اگر دو بادکنک را نزدیک هم بیاورند، جذب می‌شوند یا دفع و چرا؟

پاسخ نمونه

پاسخ کامل:
الف) هنگام مالش الکترون‌ها از یکی از اجسام به دیگری منتقل می‌شوند؛ پروتون‌ها در هسته می‌مانند و جابه‌جا نمی‌شوند. جسمی که الکترون می‌گیرد منفی و جسمی که از دست می‌دهد مثبت می‌شود.
ب) هر دو بادکنک بار منفی و هم‌نام می‌گیرند؛ بارهای هم‌نام همدیگر را دفع می‌کنند. خرده‌کاغذهای خنثی می‌توانند با القا در بخش نزدیک بار مخالف ایجاد کنند و به بادکنک جذب شوند.

کجا بخوانم:
درسنامهٔ «علوم تجربی هشتم _ فصل نهم» — بخشِ «بخش ۱: بار الکتریکی چیست و چگونه به وجود می‌آید؟»

نکته مهم:
در باردارشدن با مالش، انتقال الکترون بار دو جسم را تغییر می‌دهد.

۲. یک میلهٔ فلزی و یک میلهٔ پلاستیکی را به مدار متصل می‌کنند. الف) کدام‌یک رساناتر است و ساختار الکترونی آن را توضیح دهید. ب) چرا سیم برق را با پوشش پلاستیکی می‌پوشانند و بدن انسان در کدام گروه قرار می‌گیرد؟

پاسخ نمونه

پاسخ کامل:
الف) فلز رساناتر است؛ در فلزها الکترون‌های آزاد می‌توانند در ماده حرکت کنند و بار را جابه‌جا کنند. در پلاستیک الکترون‌ها به هسته وابستگی بیشتری دارند و به‌آسانی حرکت نمی‌کنند، پس پلاستیک نارساناست.
ب) پوشش پلاستیکی جریان را به‌سختی عبور می‌دهد و تماس مستقیم با رسانای درون سیم را محدود می‌کند؛ به همین دلیل نقش عایق حفاظتی دارد. بدن انسان نیز رسانای الکتریکی است و بار می‌تواند از آن عبور کند.

کجا بخوانم:
درسنامهٔ «علوم تجربی هشتم _ فصل نهم» — بخشِ «بخش ۲: رسانا و نارسانا»

نکته مهم:
رسانایی به امکان حرکت بار در ماده وابسته است؛ پلاستیک عایق مناسبی برای پوشش سیم است.

۳. میله‌ای باردار را با جسم خنثی تماس می‌دهند؛ بار دیگر آن را بدون تماس به دو کرهٔ فلزیِ به‌هم‌پیوسته نزدیک می‌کنند. الف) دو روش باردارکردن را نام ببرید و نتیجهٔ تماس را بیان کنید. ب) در روش دوم اگر میله منفی و کرهٔ نزدیک A باشد، پس از جداکردن B پیش از دورکردن میله، بار هر کره چه خواهد بود و دلیل آن چیست؟

پاسخ نمونه

پاسخ کامل:
الف) روش نخست باردارکردن با تماس است؛ بار از میله به جسم منتقل می‌شود و جسم معمولاً همان نوع بار میله را می‌گیرد. روش دوم القا است و جسم بدون تماس با منبع باردار می‌شود.
ب) میلهٔ منفی، الکترون‌های آزاد دو کره را دفع می‌کند و آن‌ها به کرهٔ دورتر B می‌روند. بنابراین A الکترون از دست می‌دهد و مثبت می‌شود؛ B الکترون می‌گیرد و منفی می‌شود. جداکردن کره‌ها پیش از دورکردن میله، بارهای مخالف را روی هر کره نگه می‌دارد.

کجا بخوانم:
درسنامهٔ «علوم تجربی هشتم _ فصل نهم» — بخشِ «بخش ۳: روش‌های ایجاد بار الکتریکی»

نکته مهم:
در القا جسم بدون تماس بار می‌گیرد و ناحیه مجاور بار مخالف منبع پیدا می‌کند.

مباحث مرتبط

مخلوط‌ها و جداسازی مواد (علوم هشتم)تغییرهای شیمیایی و سوختن (علوم هشتم)ساختار اتم، ایزوتوپ و یون (علوم هشتم)دستگاه عصبی: مغز و نخاع (علوم هشتم)اندام‌های حسی و دستگاه حرکتی (علوم هشتم)دستگاه هورمونی و غده‌ها (علوم هشتم)صفات ارثی، دنا و ژن (علوم هشتم)آهنربا و مغناطیس (علوم هشتم)کانی‌ها و شناسایی آن‌ها (علوم هشتم)سنگ‌های آذرین، رسوبی و دگرگونی (هشتم)

ادامه‌ی این مبحث رو ببین

با ثبت‌نام رایگان، به بانک کامل سؤال، شبیه‌ساز کنکور و تحلیل پیشرفت دسترسی داری

ثبت‌نام رایگان