نمونه سوال فصل ۹ علوم هشتم با جواب

طبق توضیح کتاب، هنگام باردارشدن بر اثر مالش، الکترون‌ها جابه‌جا می‌شوند و تعداد پروتون‌ها تغییر نمی‌کند. همچنین اندازهٔ بار الکترون و پروتون برابر است؛ بنابراین کمبود الکترون، بار خالص مثبت ایجاد می‌کند (صفحهٔ ۸۰). جسم الف ابتدا $30$ الکترون از دست داده و سپس $12$ الکترون پس گرفته است؛ پس تعداد الکترون‌های ازدست‌رفتهٔ خالص آن برابر است با $30-12=18$. در نتیجه، الف به اندازهٔ بار $18$ الکترون، مثبت و ب به همین اندازه منفی می‌شود. پاسخ: گزینهٔ ۲

میلهٔ منفی، الکترون‌های آزاد کرهٔ الف را دفع می‌کند و بخشی از آن‌ها به کرهٔ ب می‌روند. در آزمایش نخست، کره‌ها در حضور میله از هم جدا می‌شوند؛ بنابراین الف با کمبود الکترون، مثبت و ب با الکترون اضافی، منفی باقی می‌ماند. این همان سازوکار باردارشدن به روش القاست (صفحه‌های ۸۱ و ۸۲). در آزمایش دوم، میله هنگامی دور می‌شود که کره‌ها هنوز به هم متصل‌اند؛ پس عامل جدایی بارها حذف می‌شود و الکترون‌ها می‌توانند دوباره بین دو کره توزیع شوند. چون مجموعه در ابتدا خنثی بوده و با بیرون تبادل بار نداشته است، هر دو کره خنثی می‌مانند. پاسخ: گزینهٔ ۴

گرافیت از مواد رساناست؛ بنابراین برخلاف پلاستیک، می‌تواند در بخش قطع‌شدهٔ مسیر، امکان عبور جریان را فراهم کند (صفحهٔ ۸۱). باتری نیز منبع انرژی مدار است و انرژی الکتریکی لازم را به لامپ می‌رساند؛ لامپ این انرژی را به نور و انرژی گرمایی تبدیل می‌کند. با حذف باتری، روشن‌ماندن لامپ ادامه نمی‌یابد و سیم‌ها جای منبع انرژی را نمی‌گیرند (صفحهٔ ۸۴). پاسخ: گزینهٔ ۱

طبق رابطهٔ جریان و مقاومت، داریم: $I=V/R$. پس مقاومت اولیه برابر است با $R_1=6/0.30=20\ \mathrm{\Omega}$. مقاومت جدید نصف این مقدار است: $R_2=20/2=10\ \mathrm{\Omega}$. با قرار گرفتن اختلاف پتانسیل جدید در دو سر مقاومت، جریان برابر می‌شود با $I_2=9/10=0.90\ \mathrm{A}$. افزایش ولتاژ و کاهش مقاومت هر دو در جهت افزایش جریان عمل کرده‌اند. (صفحه‌های ۸۷ و ۸۸) پاسخ: گزینهٔ ۳

باتری منبع انرژی مدار است و انرژی لازم برای ایجاد اختلاف پتانسیل دو پایانهٔ آن از واکنش‌های شیمیایی درون باتری تأمین می‌شود. سیم‌ها انرژی را به لامپ می‌رسانند و لامپ آن را به نور و انرژی گرمایی تبدیل می‌کند. با حذف باتری، لامپ بلافاصله خاموش می‌شود؛ بنابراین وجود بار در سیم‌ها به‌تنهایی برای ادامهٔ روشنایی کافی نیست. (صفحه‌های ۸۳ تا ۸۵) پاسخ: گزینهٔ ۱

حرکت ابر باردار در نزدیکی زمین می‌تواند بدون تماس مستقیم، در زمین بار القایی ایجاد کند. پس از آن، امکان تخلیهٔ الکتریکی میان ابر و زمین وجود دارد. تخلیه به این مسیر محدود نیست و میان دو ابر نیز می‌تواند رخ دهد؛ در توضیح این پدیده، الکترون‌ها بین ابرها جابه‌جا می‌شوند، نه پروتون‌ها. بنابراین شرط تماس برای القا، ناممکن دانستن تخلیهٔ ابرـزمین و نسبت دادن تخلیه به جابه‌جایی پروتون‌ها نادرست‌اند. (صفحه‌های ۸۲ و ۸۳) پاسخ: گزینهٔ ۴

در ساختار باتری توصیف‌شده در کتاب، دو تیغه با جنس متفاوت در محیطی شیمیایی قرار می‌گیرند. این محیط می‌تواند مایع یا خمیر مرطوب باشد و «الکترولیت» نامیده می‌شود. بنابراین نه هم‌جنس بودن تیغه‌ها درست است، نه حذف محیط شیمیایی و نه نامیدن یک تیغه به‌عنوان الکترولیت. (صفحهٔ ۸۵) پاسخ: گزینهٔ ۲

باتری به هر واحد بار، $9\ \mathrm{J}$ انرژی می‌دهد؛ پس اختلاف پتانسیل آن $9\ \mathrm{V}$ است. چون افت ولتاژ در سایر بخش‌ها ناچیز فرض شده، همین اختلاف پتانسیل دو سر مقاومت برقرار است. (صفحه‌های ۸۵ و ۸۶) با استفاده از رابطهٔ جریان، ولتاژ و مقاومت داریم: $R=\frac{V}{I}=\frac{9}{0.15}=60\ \Omega$. (صفحه‌های ۸۷ و ۸۸) همچنین الکترون‌ها در بخش بیرونی مدار از پایانهٔ منفی باتری به‌سوی پایانهٔ مثبت حرکت می‌کنند، نه در جهت قراردادی جریان. (صفحهٔ ۸۶) پاسخ: گزینهٔ ۴

در فلز، وجود الکترون‌هایی که وابستگی کمی به هسته دارند، جابه‌جایی بار و برقراری جریان را ممکن می‌کند. (صفحهٔ ۸۱) بااین‌حال، رسانا بودن به معنی نداشتن مقاومت نیست. الکترون‌ها در مسیر حرکت با اتم‌های در حال نوسان برخورد می‌کنند و بخشی از انرژی دریافتی از منبع را به آن‌ها می‌دهند؛ افزایش جنبش اتم‌ها نیز باعث گرم شدن رشته می‌شود. پس عبور جریان و گرم شدن رسانا با یکدیگر ناسازگار نیستند و برای توضیح آن‌ها نیازی به فرض نابودی الکترون‌ها یا جابه‌جایی پروتون‌ها نداریم. (صفحهٔ ۸۷) پاسخ: گزینهٔ ۱

در مالش بادکنک با پارچهٔ پشمی، بادکنک منفی و پارچه مثبت می‌شود (صفحهٔ ۷۸). چون جسم الف پارچهٔ پشمی را دفع می‌کند، بار آن با پارچه هم‌نام و درنتیجه مثبت است. جسم ب نیز بادکنک منفی را دفع می‌کند؛ پس بار ب منفی است. بارهای الف و ب ناهم‌نام‌اند و میان آن‌ها نیروی جاذبه برقرار می‌شود (صفحه‌های ۷۸ و ۷۹). پاسخ: گزینهٔ ۲

جریان لامپ رشته‌ای از تقسیم اختلاف پتانسیل دو سر آن بر مقاومت به دست می‌آید (صفحهٔ ۸۸): $I=\frac{V}{R}=\frac{3}{10}=0.3\ \mathrm{A}$. جریان ال‌ای‌دیِ مورد نظر $0.01\ \mathrm{A}$ است (صفحهٔ ۸۶). بنابراین نسبت جریان لامپ رشته‌ای به جریان ال‌ای‌دی برابر است با $\frac{0.3}{0.01}=30$. پس جریان لامپ رشته‌ای سی برابر است. پاسخ: گزینهٔ ۴

برای تشخیص باردار بودن جسم و تعیین نوع بار آن، از برق‌نما استفاده می‌شود (صفحهٔ ۷۹). اندازه‌گیری جریان مدار با آمپرسنج انجام می‌شود (صفحهٔ ۸۶). ابزار اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی نیز اهم‌سنج است (صفحهٔ ۸۷). بنابراین ترتیب درست، برق‌نما، آمپرسنج و اهم‌سنج است. پاسخ: گزینهٔ ۱