درسنامه فیزیک یازدهم به صورت فصل به فصل بارگزاری و هر ماه به روز رسانی خواهد شد. برای دسترسی به درسنامۀ هر مبحث، به صفحۀ آموزش اختصاصی آن مراجعه نمایید.
در این صفحه، نکات و تعاریف اولیۀ فیزیک یازدهم ریاضی و تجربی ارائه شده است. در فیزیک سال یازدهم با مبحث الکتریسیته و مغناطیس و اثرات آن آشنا خواهید شد. .عناوین کتب فیزیک یازدهم به شرح زیر است.

فیزیک یازدهم ریاضی

  1. الکتریسیته ساکن
  2. جریان الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم
  3. مغناطیس
  4. القای الکترومغناطیسی و جریان متناوب

فیزیک یازدهم تجربی

تجربی
  1. الکتریسیته ساکن
  2. جریان الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم
  3. مغناطیس و القای الکترومغناطیسی

فصل 1 : الکتریسیته ساکن

اولین فصلِ فیزیک یازدهم، الکتریسیته ساکن و اثرات آن است. الکتریسیته از تأثیرگزارترین مباحث فیزیک در زندگی روزمرۀ همۀ انسان هاست. بدون الکتریسیته هیچ دستگاه الکتریکی‌ای کار نمی‌کند، هیچ لامپی برای روشنایی نخواهیم داشت، هیچ خودورئی کار نمی‌کند و هیچ کلاس آنلاینی برگزار نمی‌شود.
در فصل اول فیزیک یازدهم با مباحث زیر آشنا می شوید :

  • انواع بار الکتریکی
  • سری الکتریسیته مالشی
  • اصل پایستگی بار الکتریکی
  • اصل کوآنتیده بودن بار الکتریکی
  • نیروی الکتریکی بین دو یا چند بار الکتریکی(قانون کولُن)
  • میدان الکتریکی
  • اصل برهم‌نِهی نیروها و میدان‌های الکتریکی
  • چگالی سطحی بار الکتریکی
  • خازن و انرژی ذخیره شده در خازن

تعاریف مهم

بار الکتریکی

هر ماده از اتم تشکیل شده است و هر اتم نیز به نوبه خود از ذرات الکترون ، پروتون و نوترون تشکیل شده اند .
الکترون دارای بار منفی ، پروتون دارای بار مثبت و نوترون خنثی است.

سری تریبوالکتریک(الکتریسیته مالشی)

جدولی که در آن، مواد به ترتیبِ افزایشِ خاصیتِ الکترونخواهی از بالا به پایین مرتب شده‌اند
یعنی مواد پایین تر در این جدول الکترونخواهی بیشتری نسبت به مواد بالاتر دارند

روش های انتقال بار الکتریکی

مالش ، تماس ، القا

مولد واندوگراف

وسیله‌ای است که با استفاده از تسمه‌ای متحرک، بار الکتریکی را بر روی یک کلاهک توخالی فلزی جمع می‌کند

اصل پایستگی بار الکتریکی

مجموع جبری همه بارهای الکتریکی در یک دستگاه منزوی ثابت است؛ یعنی بار می‌تواند از جسمی به جسم دیگر منتقل شود، ولی هرگز امکان تولید یا نابودی یک بار خالص وجود ندارد

اصل کوانتیده بودن بار الکتریکی

در تجربه‌هایی مانند مالش اجسام به یکدیگر اگر جسم خنثی ، الکترون به دست آورد یا از دست بدهد، همواره بار الکتریکی مشاهده شدۀ جسم، مضرب درستی از بار بنیادی e است

قانون کولن

اندازۀ نیروی الکتریکی (الکتروستاتیکی) بین دو بار الکتریکی نقطه ای، که در راستای خط واصل آنها اثر می‌کند، با حاصل‌ضرب اندازه دو بار الکتریکی، نسبت مستقیم و با مربع (مجذور) فاصلۀ بین دو بار نسبت وارون دارد

نیروی الکتریکی

دو بار الکتریکی به یکدیگر نیرو وارد می‌کنند ، بارهای هم نوع یکدیگر را دفع و بارهای ناهم‌نام یکدیگر را جذب می‌کنند

اصل برهم نِهی نیروهای الکتروستاتیکی

نیروی الکتریکی وارد بر هر ذرّه، برآیند نیروهایی است که هر یک از ذره‌های دیگر در غیاب سایر ذره‏‌ها، بر آن ذره وارد می‌کند

میدان الکتریکی

هر بار الکتریکی در اطراف خود خاصیتی ایجاد می‌کند که بر بارهای الکتریکی دیگر نیرو وارد می‌کند

بار آزمون

بار کوچک و مثبت که برای تعیین جهت میدان الکتریکی در یک نقطه از فضا قرار می‌دهیم، بار آزمون آنقدر کوچک است که توزیع بار جسم را بر هم نم‌زند

خطوط میدان الکتریکی

  1. در هر نقطه، بردار میدان الکتریکی باید مماس بر خط میدان الکتریکی عبوری از آن نقطه و در همان جهت باشد.
  2. میزان تراکم خطوط میدان در هر ناحیه از فضا نشان‌دهندۀ اندازه میدان در آن ناحیه است؛ هر جا خطوط میدان متراکم‌تر باشد، اندازه میدان بیشتر است.
  3. در آرایشی از بارها خطوط میدان الکتریکی از بارهای مثبت شروع و به بارهای منفی ختم میشوند.
  4. خطوط میدان برآیند هرگز یکدیگر را قطع نمی‌کنند، یعنی از هر نقطه فضا فقط یک خط میدان الکتریکی می‌گذرد.

اصل برهم‌نِهی میدان های الکتریکی

نشان می‌دهد که میدان الکتریکی ناشی از چند بار الکتریکی در نقطه‌ای از فضا، برابر مجموع میدان‌هایی است که هر بار در نبود سایر بارها در آن نقطه از فضا ایجاد می‌کند

چگالی سطحی بار الکتریکی

نسبت بار الکتریکی پخش شده روی سطح خارجی یک جسم
بار الکتریکی تقسیم بر مساحت سطح خارجی یک جسم

اختلاف پتانسیل الکتریکی

عامل جابجایی بار الکتریکی

تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی

منفیِ اندازۀ کار نیروی میدان الکتریکی

خازِن

دو صفحه رسانای موازی که با اتصال به یک منبع تغذیه الکتریکی ، روی صفحات آن بار الکتریکی جمع می‌شود.

انرژی ذخیره شده در خازن

الکتریسیتۀ ساکن

درسنامۀ الکتریسیته ساکن آماده شد. به صفحه اختصاصیِ آموزش الکتریسیته ساکن بروید و با دنیای الکتریسیته آشنا شوید

فصل 2 : جریان الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم

در این فصلِ دوم فیزیک یازدهم دبیرستان، با جریان الکتریکی آشنا می‌شوید، مفهوم مقاومت الکتریکی و قانون اُهم را می‌آموزید و عوامل مؤثر بر مقاومت‌های فلزی را بررسی می‌کنید. انواع مقاومت‌ها را خواهید شناخت و با مفاهیم اولیۀ مدار الکتریکی آشنا می‌شوید.
فصل دوم فیزیک یازدهم به بررسی مدارهای الکتریکی، محاسبه جریان الکتریکی و همچنین اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه از مدار الکتریکی می‌پردازد.
در انتهای این فصل از فیزیک یازدهم شما را با انرژی و توان الکتریکی آشنا می‌کنیم و روش‌های ترکیب مقاومت‌ها را به شما می‌آموزیم.

فصل دوم :
  • جریان الکتریکی
  • مقاومت الکتریکی
  • اختلاف پتانسیل الکتریکی
  • انواع مقاومت ها
  • نیرو محرکه مولد
  • قانون حلقه
  • قانون گره
  • افت پتانسیل
  • توان الکتریکی
  • افت توان
  • مقاومت معادل

تعاریف مهم

جریان الکتریکی متوسط

نسبت بار الکتریکی خالصِ عبوری از هر مقطعِ رسانا به مدت زمان عبور آن بار. واحد شدت جریان الکتریکی آمپر (A) است.

حرکت کاتوره ای بار الکتریکی

حرکت آزادانۀ الکترون های آزاد، در یک قطعه رسانا (سیم).

مدار الکتریکی

یک مدار الکتریکی ساده از لامپ، باتری، کلید و سیم‌های رابط تشکیل شده است.

سرعت سوق

وقتی میدان الکتریکی درون فلز ایجاد میشود، الکترون‌ها حرکت کاتورهای خود را کمی تغییر می‌دهند و با سرعتی متوسط موسوم به سرعت سوق در خلاف جهت میدان به‌طور بسیار آهسته‌ای سوق پیدا می‌کنند.

مقاومت ویژۀ جسم رسانا

مقاومت قطعه از یک فلز به سطح مقطع یک متر مربع و طول یک متر

مقاومت الکتریکی

وقتی در مداری الکتریکی کلید را می‌بندیم، یک اختلاف پتانسیل در دو سر سیم ایجاد می‌شود و باعث حرکت الکترون‌های آزاد در سیم مدار می‌شود. این الکترون‌ها با اتم‌های رسانا که در حال نوسان‌اند برخورد می‌کنند و این موضوع باعث گرم شدن رسانا میشود. در واقع الکترونهای آزاد هنگام حرکت در رسانا همیشه با نوعی مقاومت روبه‌رو هستند. اصطلاحاً می‌گوییم رسانا دارای مقاومت الکتریکی است.

رسانای اُهمی

رسانایی را که از قانون اُهم پیروی می‌کنند، راسانای اُهمی می‌نامیم

قانون اُهم

نسبت اختلاف پتانسیل دو سر رسانا به جریان عبوری از آن مقداری ثابت است که به آن مقاومت الکتریکی آن رسانا می‌گوییم.

عوامل مؤثر بر مقاومت الکتریکی

طول رسانا – سطح مقطع رسانا – جنس رسانا – دما

قانون حلقه

در یک مدار ؛ در هر حلقۀ بسته ، جمع جبری اختلاف پتانسیل‌های مدار صفر است

قانون گره

جمع جبری جریان های ورودی به یک گره با جمع جبری جریان های خروجی از آن برابر است

انرژی الکتریکی

توان الکتریکی

نسبت انرژی الکتریکی به مدت زمان

مقاومت معادل

فصل 3 : مغناطیس

حتما با آهن ربا آشنا هستید و می‌دانید که قطب های هم نام دو آهن ربا یکدیگر را دفع و قطب های ناهم‌نام یکدیگر را جذب می‌کنند ؛ این جذب و دفع ناشی از برهم‍کنش میدان ‌هایِ مغناطیسی دو آهن رباست . اما آیا می‌توان با استفاده از جریان الکتریکی نیز ، میدان مغناطیسی ایجاد کرد ؟

در فصل سوم از فیزیک یازدهم دبیرستان، به مباحث مرتبط با میدان مناطیسی، تولید میدان مغناطیسی به کمک جریان الکتریکی خواهیم پرداخت و انواع آن را بررسی می ‌کنیم.

هر سیمی که جریان الکتریکی از آن عبور می‌کند، در اطراف خود میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند، بسته به شدت جریان الکتریکی عبوری از سیم و شکل و حالت سیم، میدان مغناطیسی ایجاد شده، متفاوت است. برای افزایش شدت میدان مغناطیسی، سیم را به صورت پیچه و یا سیم لوله در می‌آورند؛ تعداد دورهای سیم‌پیچ و شعاع حلقۀ پیچه نیز در شدت میدان مغناطیسی مؤثر است.

اگر یک بار الکتریکی از یک میدان مغناطیسی عبور کند، میدان مغناطیسی می‌تواند تحت شرایط مناسب به آن بار الکتریکی نیرو وارد کند، همچنین اگر یک سیم حامل جریان الکتریکی از یک میدان مغناطیسی عبور کند، میدان مغناطیسی می‌تواند به آن سیم نیروی مغناطیسی وارد کند که این پدیده اساس ساخت و کارکرد موتورهای الکتریکی است که در فصل بعدی در مورد آن بحث خواهیم کرد.

جهت نیروی وارد شده بر بار متحرکت، سیم حامل جریان و میدان مغناطیسی ایجاد شده با قانون دست راست تعیین می‌شود.

تعاریف مهم

خاصیت مغناطیسی

القای خاصیت مغناطیسی

آهن ربا

میدان مغناطیسی

قطب های مغناطیسی

نیروی مغناطیسی وار بر بار متحرک

اگر یک بار الکتریکی از داخل یک میدان مغناطیسی عبور کند طبق رابطۀ زیر به آن نیرو وارد می‌شود

F=qvBsinθ

نیروی مغناطیسی وار بر سیم حامل جریان

اگر سیم حامل جریانی از داخل یک میدان مغناطیسی عبور کند طبق رابطۀ زیر به آن نیرو وارد می‌شود

F=LIBsinθ

میدان مغناطیسی اطراف سیم راست

خط‌هاى میدان مغناطیسى حاصل از یک سیم حامل جریان، به صورت دایره‌هاى هم‌مرکز در اطراف سیم حامل جریان هستند.

نیروی مغناطیسی بین سیم های موازی

اگر جریان‌ها در یک جهت از دو سیم موازی بگذرند، نیروی بین آنها ربایشی است؛ همچنین اگر جریانها در دو جهت مخالف از دو سیم موازی بگذرند، نیروی بین آنها رانشی است

میدان مغناطیسی در مرکز سیم لوله

میدان مغناطیسی مرکز پیچه

مواد مغناطیسی

پارامغناطیسی
دیامغناطیسی
فرومغناطیسی

مواد پارامغناطیسی

اتم‌های مواد پارامغناطیسی، خاصیت مغناطیسی دارند اما دوقطبی‌های مغناطیسی وابسته به آنها، به‌طور کاتوره‌ای سمت‌گیری کرده‌اند و میدان مغناطیسی خالصی ایجاد نمی‌کنند

مواد دیامغناطیسی

اتم‌های مواد دیامغناطیسی، نظیر مس، نقره، سرب و بیسموت، به‌طور ذاتی فاقد خاصیت مغناطیسی‌اند. به عبارت دیگر، هیچ یک از اتم‌های این مواد، دارای دوقطبی مغناطیسی خالصی نیستند. با وجود این، حضور میدان مغناطیسی خارجی، میتواند سبب القای دوقطبی‌های مغناطیسی در خلاف سوی میدان خارجی، در مواد دیامغناطیسی شود.

فرومغناطیس

اتم‌های مواد فرومغناطیسی به‌طور ذاتی دارای دوقطبی مغناطیسی هستند. آهن، نیکل، کبالت و بسیاری از آلیاژهای دارای این عنصرها فرومغناطیسی‌اند

فرو مغناطیس ها دو دسته اند :فرومغناطیس نرم و فرومغناطیس سخت

فرومغناطیس نرم

حوزه‌های مغناطیسی برخی از مواد فرومغناطیسی، در حضور میدان مغناطیسی خارجی به سهولت تغییر می‌کند و ماده به‌سادگی آهن‌ربا میشود و با حذف میدان خارجی نیز، خاصیت آهن‌ربایی خود را به‌آسانی از دست می‌دهد. این مواد را مواد فرومغناطیسی نرم می‌نامند

فرومغناطیس سخت

برخی مواد دیگر مانند فولاد (آهن به اضافه 2درصد کربن) آلیاژهای آهن، کبالت و نیکل به سختی آهن‌ربا می‌شوند؛ یعنی در حضور میدان مغناطیسی خارجی، حجم حوزه‌ها در آنها به سختی تغییر می‌کند. این مواد را مواد فرومغناطیسی سخت می‌نامند

فصل 4 : القای الکترومغناطیسی و جریان متناوب

فصل چهارم فیزیک یازدهم به مبحث القای خاصیت مغناطیسی می‌پردازد و با کمک قانون القای فاراده، جریان الکتریکی تولید شده توسط میدان مغناطیسی متغییر را توضیح می‌هد. در واقع مباحث این فصل، پایه و اساس تولید جریان الکتریکی متناوب را توضیح می‌دهد. همچنین به کمک قانون لنز جهت جریان الکتریکی تولید شده تعیین می‌شود.

مباحث ارائه شده در این فصل به شرح زیر است:

  1. شار مغنناطیسی و تغییر شار مغناطیسی
  2. قانون القای فاراده
  3. قانون لنز
  4. جریان الکتریکی متناوب
  5. مبدل‌های کاهنده و افزاینده

تعاریف مهم

شار مغناطیسی

مقدار میدان مغناطیسی عبوری از داخل یک حلقۀ بستۀ رسانا را شار مغناطیسی می‌نامند و از رابطۀ زیر محاسبه می‌شود

Ø=BAcosθ

قانون القای فاراده

هرگاه شار مغناطیسی‌ای که از مدار بسته‌ای می‌گذرد تغییر کند، نیروی محرکه‌ای در آن القا می‌شود که بزرگی آن با آهنگ تغییر شار مغناطیسی متناسب است؛ یعنی هرچه آهنگ تغییر شار مغناطیسی بیشتر باشد، نیروی محرکه القایی و در نتیجه جریان القایی تولید شده در مدار بیشتر خواهد بود

نیرومحرکه القایی متوسط

شدت جریان الکتریکی القایی متوسط

قانون لنز

جریان حاصل از نیروی محرکه القایی در یک مدار یا پیچه در جهتی است که آثار مغناطیسی ناشی از آن، با عامل به وجود آورندهٔ جریان القایی، یعنی تغییر شارمغناطیسی، مخالفت می‌کند

نیرومحرکه القایی متناوب

جریان الکتریکی متناوب

القاوری

انرژی ذخیره شده در القاگر

ضریب خودالقاوری

فهرست