الإجابة الصحيحة: خطأ

المفهوم الفيزيائي: الشحنات الكهربائية (المختلفة) تتجاذب، مما يعني أن قوة كل شحنة تسحب الأخرى نحوها، أي أن اتجاه القوة يكون نحو **الداخل** (بين الشحنتين). بينما اتجاه القوة يكون نحو (الخارج) في حالة التنافر بين الشحنات (المتشابهة).

💡 للحل السريع (الحدس والاستبعاد): "للخارج" تعني ابتعاد (تنافر). لكن السؤال يقول "الشحنات المختلفة" والتي نعلم أنها تتجاذب (للداخل). إذن العبارة خاطئة.

الإجابة الصحيحة: $8 \times 10^{12}$ إلكتروناً

المفهوم الفيزيائي: المجال الكهربائي الناشئ عن كرة مشحونة يُعامل وكأن كل شحنتها متمركزة في نقطة بالمركز. بعد إيجاد إجمالي الشحنة، نتذكر أن الشحنة مكممة، وتتكون من مضاعفات صحيحة لشحنة الإلكترون الأساسية ($Q = n \times e$).

خطوات الحل:

• تحويل الوحدات: $E = 72 \times 10^3 \, \mathrm{N/C}$، $r = 0.4 \, \mathrm{m}$.
• إيجاد الشحنة من قانون المجال: $E = \frac{kQ}{r^2} \Rightarrow 72 \times 10^3 = \frac{9 \times 10^9 \times Q}{(0.4)^2}$.
• $Q = \frac{72 \times 10^3 \times 0.16}{9 \times 10^9} = \frac{11.52 \times 10^3}{9 \times 10^9} = 1.28 \times 10^{-6} \, \mathrm{C}$.
• حساب عدد الإلكترونات ($n$): $n = \frac{Q}{e} = \frac{1.28 \times 10^{-6}}{1.6 \times 10^{-19}}$.
• النتيجة: $n = 0.8 \times 10^{13} = 8 \times 10^{12}$ إلكترون.

الإجابة الصحيحة: $3.69 \times 10^{-25} \, \mathrm{N}$

المفهوم الفيزيائي: لحساب القوة الكهربائية باستخدام قانون كولوم، يجب أن نعرف شحنة الجسيمات المتفاعلة. جسيم ألفا $\left( {}_2^4\mathrm{He} \right)$ يحمل بروتونين، وبالتالي فإن شحنته هي ($+2e$).

خطوات الحل:

• شحنة جسيم ألفا ($Q$): $2 \times (1.6 \times 10^{-19}) = 3.2 \times 10^{-19} \, \mathrm{C}$.
• المسافة بالمتر: $r = 5 \, \mathrm{cm} = 0.05 \, \mathrm{m}$.
• تطبيق قانون كولوم: $F = \frac{k \cdot Q_1 \cdot Q_2}{r^2} = \frac{9 \times 10^9 \times (3.2 \times 10^{-19})^2}{(0.05)^2}$.
• $F = \frac{9 \times 10^9 \times 10.24 \times 10^{-38}}{0.0025} = \frac{92.16 \times 10^{-29}}{0.0025}$.
• النتيجة: $F = 36864 \times 10^{-29} = 3.6864 \times 10^{-25} \, \mathrm{N} \approx 3.69 \times 10^{-25} \, \mathrm{N}$.

الإجابة الصحيحة: كشاف كهربائي موجب الشحن

المفهوم الفيزيائي: الكشاف الكهربائي غير المشحون لا يمكنه تحديد "نوع" الشحنة (سينفرج في كلا الحالتين الموجبة والسالبة). لمعرفة نوع الشحنة، يجب أن نستخدم كشافاً معلوماً الشحنة مسبقاً، ونعتمد على مبدأ أن **"التنافر هو الدليل القاطع"**. إذا قربنا جسماً موجباً من كشاف موجب، سيزداد التنافر بين الورقتين، مما يؤكد أن شحنة الجسم مطابقة لشحنة الكشاف (موجبة).