เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 1 รายละเอียด แบบฝึกทักษะ ขั้นตอนการศึกษา ค าแนะน าการใช้แบบฝึกทักษะส าหรับครู ค าแนะน าการใช้แบบฝึกทักษะส าหรับนักเรียน ผลการเรียนรู้/จุดประสงค์การเรียนรู้/สาระส าคัญ แบบทดสอบก่อนเรียน ใบความรู้ แบบฝึกทักษะ ที่ 5 เฉลยแบบฝึกทักษะ ที่ 5 แบบทดสอบหลังเรียน เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 2 ขั้นตอนการศึกษา ศึกษาคู่มือการใช้แบบฝึกทักษะ ท าแบบทดสอบก่อนเรียน ศึกษาจากใบความรู้ ท าแบบฝึกทักษะ ท าแบบทดสอบหลังเรียน เรียน ผ่าน จบ ซ่อมเสริม ไม่ผ่าน
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 3 ค าแนะน าส าหรับครู แบบฝึกทักษะการแก้โจทย์ปัญหาฟิสิกส์โดยใช้เทคนิคการแก้ปัญหาของโพลยา หน ่วยการ เรียนรู้ที่ 1 ไฟฟูาสถิต เล่มที่ 5 เรื่อง ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟูานี้ ใช้เป็น สื่อการเรียนรู้ประกอบแผนการจัดการเรียนรู้รายวิชาฟิสิกส์4 (ว30204) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่6 โดยมี ขั้นตอนการจัดกิจกรรม ดังนี้ 1. ครูแจกแบบฝึกทักษะเล่มที่ 5 เรื่อง ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟูา ให้นักเรียนทุกคน 2. ครูชี้แจงการใช้แบบฝึกทักษะให้นักเรียนเข้าใจก่อนลงมือปฏิบัติ 3. ให้นักเรียนท าแบบทดสอบก่อนเรียน ศึกษาใบความรู้เกี่ยวกับเรื่อง ความสัมพันธ์ระหว่าง ความต่างศักย์และสนามไฟฟูา เพื่อให้เกิดความเข้าใจก่อนปฏิบัติตามค าสั่งแต่ละแบบฝึกทักษะ 4. ครูสังเกตพฤติกรรมผู้เรียน เพื ่อให้ผู้เรียนใช้ความรู้ ความสามารถ อย ่างเต็มที ่ และมี ความซื่อสัตย์กับตนเอง ไม่เปิดดูเฉลยก่อนตอบทุกครั้ง และบันทึกผลลงในแบบประเมินงานส่วนบุคคล 5. ครูน าแบบทดสอบหลังเรียนในแบบฝึกทักษะให้นักเรียนทดสอบ 6. ครูให้ค าปรึกษา สร้างขวัญก าลังใจ ให้ผู้เรียนปฏิบัติกิจกรรมจนครบ ทุกขั้นตอนและ ตรวจสอบความถูกต้องจากเฉลยค าตอบ เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 4 ค าแนะน าส าหรับนักเรียน แบบฝึกทักษะการแก้โจทย์ปัญหาฟิสิกส์โดยใช้เทคนิคการแก้ปัญหาของโพลยาแบบฝึกทักษะ วิชาฟิสิกส์4 เล่มที่ 5 เรื่อง ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟูา ส าหรับนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 6 ใช้เวลา 3 ชั่วโมง วิธีการเรียนรู้ 1. ผู้เรียนอ่านจุดประสงค์การเรียนรู้ก่อนลงมือศึกษาแบบฝึกทักษะ 2. ท าแบบทดสอบก่อนเรียน จ านวน 10 ข้อ 3. แบบฝึกทักษะเล่มนี้ ส าหรับศึกษาด้วยตนเอง ผู้เรียนต้องด าเนินกิจกรรมตามที่ก าหนดไว้ในเอกสาร ส าหรับผู้เรียนจนครบทุกขั้นตอน 4. ผู้เรียนต้องอ่านเนื้อหาไปตามล าดับทีละหน้า ต่อเนื่องกันไปเรื่อยๆ ตั้งแต่หน้าแรกจนหน้าสุดท้าย จะ ข้ามหน้าใดหน้าหนึ่งไม่ได้ 5. ถ้ามีค าสั่ง ค าถามหรือแบบฝึกทักษะ ผู้เรียนต้องปฏิบัติตามทุกอย่าง 6. ผู้เรียนต้องซื่อสัตย์ต่อตนเอง ไม่ดูเฉลย ก่อนที่จะใช้ความสามารถในการตอบค าถามด้วยตัวเอง เพราะ ถ้า ท าเช่นนั้นจะไม่ช่วยให้นักเรียนมีความรู้ขึ้นมาได้เลย หากนักเรียนมีข้อสงสัยประการใดให้สอบถาม ครูผู้สอน 7. เมื่อเสร็จสิ้นกิจกรรรมสุดท้ายให้นักเรียนท าแบบทดสอบหลังเรียน จ านวน 10 ข้อ เพื่อวัดความรู้ ความเข้าใจอีกครั้ง เพื่อเปรียบเทียบความก้าวหน้าด้านการเรียน 8. สรุปผลคะแนนที่ได้ลงในกระดาษค าตอบ เพื่อทราบผลการเรียนและการพัฒนา 9. การประเมินผลของระดับคะแนนที่ได้ ร้อยละ 70 ขึ้นไป ระดับคุณภาพ ดีมาก ร้อยละ 60-69 ขึ้นไป ระดับคุณภาพ ดี ร้อยละ 50-59 ขึ้นไป ระดับคุณภาพ พอใช้ ต่ ากว่าร้อยละ 50 ขึ้นไป ระดับคุณภาพ ปรับปรุง ผู้เรียนที่ท าคะแนนได้ไม่ถึงเกณฑ์ร้อยละ 70 จะต้องท าการซ่อมเสริมทันทีโดยย้อนกลับ ไปศึกษาชุดกิจกรรมอีกครั้งแล้วท าแบบทดสอบใหม่จนกว่าจะผ่านเกณฑ์
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 5 ผลการเรียนรู้ 4. อธิบายและค านวณพลังงานศักย์ไฟฟูา ศักย์ไฟฟูา และ ความต่างศักย์ระหว่างสองต าแหน่งใด ๆ จุดประสงค์การเรียนรู้ ผลการเรียนรู้ จุดประสงค์การเรียนรู้ และสาระส าคัญ 1. อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟูาได้(K) 2. แก้โจทย์ปัญหาฟิสิกส์โดยใช้เทคนิคของโพลยาเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และ สนามไฟฟูาได้(P) 3. เป็นผู้มีความรับผิดชอบและเป็นผู้มีความมุ่งมั่นในการท างาน(A)
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 6 สาระส าคัญ การหาความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้าสม่ าเสมอ รูปการเคลื่อนที่ของประจุในบริเวณที่มีสนามไฟฟูา จากรูป จุด A และ B อยู่ในบริเวณที่มีสนามไฟฟูาสม่ าเสมอ E โดยอยู่ห่างกันเป็นระยะ d จุดB มีศักย์ไฟฟูาเป็น VBซึ่งสูงกว่าจุด A ที่มีศักย์ไฟฟูาเป็น VA เมื่อให้แรง Fผลักประจุ+q จาก A ไป Bด้วยอัตราเร็ว คงตัว จะได้งานในการเคลื่อนประจุจาก A ไป B W = FxS q (VB - VA) = qEd และจะได้ความสัมพันธ์ VB - VA = Ed ดังนั้น d d VB V V E A เมื่อ V คือความต่างศักย์ไฟฟูาระหว่างจุดทั้งสองที่ห่างกัน d เมตร E คือสนามไฟฟูามีหน่วยเป็น โวลต์/เมตร (V/m) พร้อมเรียนรู้ไปด้วยกันนะคะ
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 7 5 m B 3 m A C 1. ความต่างศักย์ไฟฟูา มีความหมายว่าอย่างไร ก. สนามไฟฟูาที่ท าให้เกิดศักย์ไฟฟูาสม่ าเสมอ ข. งานที'ใช้ในการเคลื่อนประจุไฟฟูาจากระยะอนันต์มายังต าแหน่งนั้น ค. ความต่างศักย์ไฟฟูาระหว่างต าแหน่งนั้นกับต าแหน่งที่มีศักย์ไฟฟูาเป็นศูนย์ ง. งานที'เกิดขึ้นในการเคลื่อนประจุ +1 หน่วยจากต าแหน่งหนึ่งไปยังอีกต าแหน่งหนึ่งในสนามไฟฟูา 2. จากรูป E เป็นสนามไฟฟูาสม่ าเสมอขนาด 20 โวลต์/เมตร จงหางานในการเคลื่อนย้ายประจุทดสอบ 5 ไมโครคูลอมบ์จาก A ไปตามเส้นทาง A-B-C จนถึง C E ก. 4.0 X 10-4 J ข. 1.4 X 10-3 J ค. 8.0 X 10-4 J ง. 2.4 X 10-4 J 3. อนุภาคมีประจุ1x10-5 C เริ่มเคลื่อนที'จากหยุดนิ่งในบริเวณที'มีสนามไฟฟูาสม่ าเสมอขนาด 50 โวลต์/เมตร เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่ได้ระยะทาง 1 เมตร ในทิศเดียวกับทิศของสนามไฟฟูา อนุภาคนี้จะมีพลังงานจลน์ เท่าใด ก. 4.0 X 10-4 J ข. 5.0 X 10-4 J ค. 5.0 X 10-5 J ง. 4.0 X 10-5 J 4. แผ่นโลหะ 2 แผ่น วางขนานกัน ในสนามไฟฟูาสม่ าเสมอขนาด 4 X 105 N/C ท าให้เกิดความต่างศักย์ 200 V แผ่นโลหะทั้งสองแผ่นนี้วางห่างกันเป็นระยะเท่าใด ก. 2.0 X 103 m ข. 2.0 X 10-3 m ค. 5.0 X 10-5 V ง. 5.0 X 10-4 m วิชาฟิสิกส์4 (ว30204) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ค าชี้แจง ให้ ทับตัวเลือกที่ถูกต้องที่สุดเพียงค าตอบเดียว คะแนนเต็ม 10 คะแนน
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 8 5. แผ่นตัวน าขนานห่างกัน 10 cm ท าให้เกิดสนามไฟฟูาสม่ าเสมอขนาด 2.0 X 105 N/C ศักย์ไฟฟูา ระหว่าง แผ่นตัวน าคือข้อใด ก. 2.0 X 103 V ข. 2.0 X 10-3 V ค. 2.0 X 104 V ง. 2.0 X 10-4 V 6. แผ่นตัวน าขนานที'อยู่ห่างกัน 0.2 เซนติเมตร ท าให้เกิดสนามไฟฟูาสม่ าเสมอตามแนวดิ่ง ถ้าต้องการ ให้อิเล็กตรอนที่มีมวล 9.1 X 10-31 Kg และประจุ - 1.6 X 10-19 C ลอยอยู่ระหว่างแผ่นตัวน าขนานนี้ ความต่างศักย์ระหว่างแผ่นตัวน าขนานต้องเป็นเท่าใด ก. 2.0 X 1013 V ข. 1.12 X 10-13 V ค. 2.5 X 10-13 V ง. 2.4 X 10-14 V 7. แผ่นคู่ขนาน 2 แผ่นห่างกัน 20 เซนติเมตร มีความต่างศักย์ระหว่างแผ่นทั้งสอง 500 โวลต์จงหา สนามไฟฟูา ระหว่างแผ่นคู่ขนานทั้งสอง ก. 2.5 X 103 N/C ข. 2.5 X 10-3 N/C ค. 1.0 X 104 N/C ง. 1.0 X 10-4 N/C 8. แผ่นโลหะ 2 แผ่น วางขนานห่างกันอยู่ห่างกัน 3 มิลลิเมตร ความต่างศักย์ระหว่างแผ่นโลหะทั้งสอง 90 โวลต์สนามไฟฟูาระหว่างแผ่นโลหะคู่นี้มีค่าเท่าใดในหน่วยนิวตัน/คูลอมบ์ ก. 3.0 X 103 N/C ข. 2.7 X 10-3 N/C ค. 3.0 X 104 N/C ง. 2.7 X 10-4 N/C 9. ที่จุดๆหนึ่งห่างจากวัตถุทรงกลมเล็กๆเป็นระยะ R มีค่าสนามไฟฟูา 5 N/C ถ้าทรงกลมนี้มีประจุ 8.89 x 10 -9 คูลอมบ์จงหาศักย์ไฟฟูา ณ จุดนั้น ก. 10 V ข. 30 V ค. 81 V ง. 20 V 10. ในสนามไฟฟูาสม่ าเสมอ ถ้าเลื่อนประจุไฟฟูา +10 ไมโครคูลอมบ์จากระยะอนันต์มาที่ จุด A และ จุด B ต้องท างาน 100 จูล และ 60 จูล ตามล าดับ ถ้าจุดสองจุดอยู่ห่างกัน 0.5 เมตร ขนาดของ สนามไฟฟูาเป็น เท่าใด ก. 6.0 X 103 N/C ข. 1.0 X 104 N/C ค. 6.8 X 10-4 N/C ง. 8.0 X 106 N/C
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 9 กระดาษค าตอบ แบบทดสอบก่อนเรียน เล่มที่3 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า ชื่อ....................................................เลขที่...............ชั้น.............. ค าชี้แจง ให้นักเรียนท าเครื่องหมาย (X) ในช่องที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว ข้อ ตัวเลือก ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 คะแนนเต็ม.................คะแนน คะแนนที่ได้................คะแนน
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 10 ใบความรู้ที่12 ความต่างศักย์ไฟฟ้าในบริเวณสนามไฟฟ้าสม่ าเสมอ ความต่างศักย์ไฟฟ้าในบริเวณสนามไฟฟ้าสม่ าเสมอ จากรูป พิจารณา2จุดในสนามไฟฟูาสม่ าเสมอE มีระยะห่างกันตามแนวขนานกับสนามไฟฟูา เท่ากับ d สามารถหาความต่างศักย์ไฟฟูาระหว่าง 2 จุดนี้ได้จาก V = Ed งานในการเลื่อนประจุไฟฟ้า เมื่อออกแรง F กระท าต่อวัตถุท าให้วัตถุเคลื่นที่ตามแนวแรงเป็นระยะทาง S จะเกิดงานจากการกระท าโดยหา ขนาดของงานได้ จาก W = F.S งานในการเลื่อนประจุในสนามไฟฟ้าสม่ าเสมอ กรณีที่มีประจุไฟฟูา q อยู่ในสนามไฟฟูาE จากความรู้ที่ผ่านมาเราทราบแล้วว่าจะมีแรงจากสนามไฟฟูา มากระท าต่อประจุq ด้วยขนาดของแรง F = qE ท าให้ประจุเคลื่อนที่เป็นระยะ d ดังนั้น เมื่อแทนค่าสูตรหางาน จะได้งานในการเลื่อนของประจุในสนามไฟฟูาดังนี้
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 11 ข้อสังเกต จากสูตร ระยะ d เป็นระยะที่วัดขนานกับสนามไฟฟูา ระหว่าง 2 จุดที่มีความต่างศักย์V งานในการเลื่อนประจุในสนามไฟฟ้าไม่สม่ าเสมอ จุด A ห่างจากประจุต้นก าเนิด Q มีค่าศักย์ไฟฟูา VA และจุด B ห่างจากประจุต้นก าเนิด Q มี ศักย์ไฟฟูาเท่ากับ VB เมื่อน าประจุ q เลื่อนจากจุด A ไปยัง B เราสามารถหางานในการเลื่อนประจุ q ได้จาก ข้อสังเกต • งานเท่ากับผลคูณระหว่างประจุที่เลื่อนกับความต่างศักย์ไฟฟูาระหว่าง 2 จุดนั้น • ถ้าหากทราบศักย์ไฟฟูาของแต่ละจุด ค่าความต่างศักย์ให้ใช้ศักย์ที่จุดปลายทาง ลบด้วยศักย์ที่จุดต้น ทาง (จะส่งผลต่อค่าของงานออกมาว่าจะเป็นบวกหรือลบ) • การแทนค่าประจุ q ที่เลื่อน ในสูตร ให้แทนเครื่องหมายของประจุบวก หรือลบลงไปด้วย • ผลการค านวณได้ค่างานออกมาเป็นบวก หรือลบ มีความหมายดังนี้ ถ้างานเป็นค่าบวก หมายถึงงาน ที่ย้ายประจุจากแรงภายนอก ฝืนธรรมชาติของแรงจากสนามไฟฟูาที่ท าต่อประจุ q เช่นเมื่อประจุ +q อยู่ ใน สนามไฟฟูาจะถูกแรงไฟฟูากระท าให้เคลื่อนจากบริเวณศักย์สูงไปยังศักย์ต่ า แต่ถ้าเราเลื่อน
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 12 ประจุ+q จากบริเวณศักย์ต่ าไปยังศักย์สูง เราต้องย้ายประจุฝืนแรงธรรมชาติถ้าค านวณผลการค านวณจะได้ค่า งาน เป็นค่าบวก แต่กรณีที่งานเป็นค่าลบ หมายถึงงานที่ไม่ฝืน หรืองานที่ประจุ q เลื่อนตามธรรมชาติเช่น ประจุ +q จะเลื่อนตามธรรมชาติของแรงไฟฟูาจากศักย์สูง ไปยังศักย์ต่ า หรือประจุ -q จะเลื่อนจากศักย์ต่ าไป ยังศักย์สูง งานกรณีเหล่านี้จะเป็นลบ • งานในการเลื่อนประจุระหว่าง 2 จุด จะไม่ขึ้นกับเส้นทางที่เลื่อน (แม้จะเลื่อนเป็นเส้นตรง หรือเส้นโค้ง ต่างก็ได้งานเท่ากัน) งานในการเลื่อนประจุจากระยะอนันต์ จากความรู้เดิม การเลื่อนประจุไฟฟูาระหว่าง 2 จุดที่มีความต่างศักย์ไฟฟูาจะเกิดงานในการเลื่อน ประจุแต่ถ้า เลื่อนประจุระหว่าง 2 จุดที่ไม่มีความต่างศักย์ไฟฟูา(2 จุดมีศักย์ไฟฟูาเท่ากัน) จะไม่เกิดงาน เมื่อ ก าหนดที่ระยะอนันต์ศักย์ไฟฟูาเท่ากับศูนย์การย้ายประจุไฟฟูา q จากระยะอนันต์มาไว้ที่จุดๆหนึ่ง จะเกิด งานในการย้ายประจุจะต้องมีความต่างศักย์ระหว่างต าแหน่งระยะอนันต์กับจุดที่จะย้ายประจุมาลง ไว้ดังนั้นจุดที่จะน าประจุมาลงจะต้องมีศักย์ไฟฟูา(ศักย์ไม่เป็นศูนย์) จากรูป จุด A อยู่ห่างจากประจุQ เป็นระยะ r ท าให้จุด A มีศักย์ไฟฟูาเท่ากับ KQ/r ที่ระยะอนันต์มี ศักย์ไฟฟูา เป็นศูนย์เมื่อย้ายประจุ q จากระยะอนันต์ไปลงที่จุด A จะเกิดงานในการเลื่อนประจุ หาได้ ดังนี้ ข้อสังเกต งานในการเลื่อนประจุ q จากระยะอนันต์มาไว้ที'จุดๆหนึ่ง จะมีค่าเท่ากับผลคูณของประจุที่เลื่อนกับ ศักย์ไฟฟูา ณ จุดที่น าประจุมาลง จากสมการจะเห็นว่าถ้าจุดที่เลื่อนประจุมาลง ศักย์ไฟฟูาเป็นศูนย์จะท าให้ การ เลื่อนประจุจากระยะอนันตนี้ไม่เกิดงาน
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 13 ประยุกต์การเลื่อนประจุ 1. หลักของงานและพลังงาน กับการเร่งประจุ q ในสนามไฟฟูาสม่ าเสมอเมื่อน าประจุไฟฟูา q วางลง ในสนามไฟฟูาสม่ าเสมอ E จากความรู้เดิมเราทราบเล้วว่าประจุ q จะถูกท าให้ เคลื่อนด้วยความเร่ง a การ เคลื่อนที'ด้วยความเร่งนี้ ระหว่างสองจุดที่ประจุเคลื่อนไปด้วยอ านาจของสนามไฟฟูา จะต้องมีความต่าง ศักย์ไฟฟูา V เกิดความสัมพันธ์กันตามหลักของงานและพลังงาน จากสมการงานและพลังงาน W = E2 – E1 เมื่อ V = ความต่างศักย์ระหว่าง 2 จุดที่ประจุเคลื่อนไป d = ระยะห่างระหว่าง 2 จุดที่ประจุเคลื่อน วัดขนานกับสนามไฟฟูา m = มวลของอนุภาคที่มีประจุ v = ความเร็วปลายของอนุภาค u = ความเร็วต้นของอนุภาค E1 = พลังงานของอนุภาค ณ จุดเริ่มต้น E2 = พลังงานของอนุภาค ณ จุดปลายทาง E = สนามไฟฟูา W = งานในการเลื่อนประจุระหว่าง 2 จุด
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 14 ใบความรู้ที่ 13 ตัวอย่างการแก้โจทย์ปัญหาฟิสิกส์โดยใช้กระบวนการของโพลยา ตัวอย่างที่ 1 แผ่นโลหะ 2 แผ่น วางขนานห่างกันอยู่ห่างกัน 3 มิลลิเมตร ความต่างศักย์ระหว่างแผ่นโลหะทั้งสอง 90 โวลต์ สนามไฟฟูาระหว่างแผ่นโลหะคู่นี้มีค่าเท่าใดในหน่วยนิวตัน/คูลอมบ์ ขั้นที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1. อ่านสถานการณ์ และเขียนรูปตามสถานการณ์(หากสามารถเขียนรูปได้) - 2. พิจารณาว่าสถานการณ์ก าหนดปริมาณใดมาให้บ้าง แล้วเขียนให้อยู่ในรูปของสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ก าหนด วางขนานห่างกันอยู่ห่างกัน 3 มิลลิเมตร สัญลักษณ์ d = 3x10-3 คูลอมบ์ ความต่างศักย์ 90 โวลต์ สัญลักษณ์ V = 90 V 3. พิจารณาสิ่งที่ต้องการหา(ค าตอบ) แล้วเขียนให้อยู่ในรูปสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ต้องการหา สนามไฟฟูาระหว่างแผ่นโลหะคู่นี้มีค่าเท่าใดในหน่วยนิวตัน/คูลอมบ์ สัญลักษณ์ E = ? สมการที่ใช้ d V E
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 15 ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 4. เลือกวิธี หรือสมการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับสิ่งที่โจทย์ก าหนด เลือกใช้สมการ d V E ขั้นที่ 3 ด าเนินการแก้ปัญหา 5. ด าเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่วางไว้ในขั้นที่1 และ 2 โดยใช้กระบวนการและวิธีการทางคณิตศาสตร์ วิธีท า จากสมการ d V E เมื่อ V คือ ความต่างศักย์ไฟฟูาระหว่างแผ่นโลหะ = 90 โวลต์ d คือ ระยะห่างระหว่างแผ่นขนาน = 3 มิลลิเมตร E คือ สนามไฟฟูาระหว่างแผ่นขนาน ดังนั้น 3x10 90 -3 E = 3.0 x 104 V/m ตอบ สนามไฟฟูาระหว่างแผ่นโลหะคู่ขนานคู่นี้เท่ากับ 3.0 x 104 โวลต์/เมตร ขั้นที่ 4 ตรวจสอบค าตอบ 6. เลือกวิธีการ(สมการ)ในการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับปริมาณหรือสิ่งที่สถานการณ์ก าหนดมาให้ ค าตอบคือ สนามไฟฟูาระหว่างแผ่นโลหะคู่ขนานคู่นี้เท่ากับ 3.0 x 104 โวลต์/เมตร ตรวจค าตอบจากสมการ d V E 3x10 90 -3 E 3.0 x 104 = 3.0 x 104 V/m
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 16 ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 4. เลือกวิธี หรือสมการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับสิ่งที่โจทย์ก าหนด เลือกใช้สมการ ก. ∆V Ed ข. WCA WcO = qV ตัวอย่างที่2 ก าหนดจุด A,B,C และ D อยู่ในสนามไฟฟูาที่สม่ าเสมอมีความเข้ม E = 2.0X105 V/m จุด A และ B ห่างกัน 0.6 ซม. จุด C และ D ห่างกัน 0.8 ซม. เส้นตรง AB และ CD แบ่งครึ่งและตั้งฉากกันที่จุด O จงค านวณ ก. ความต่างศักย์ระหว่างจุด C กับจุด D ข. งานในการเคลื่อน electron ตัวหนึ่ง จากจุด C ไปยังจุด A ขั้นที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1. อ่านสถานการณ์ และเขียนรูปตามสถานการณ์(หากสามารถเขียนรูปได้) 2. พิจารณาว่าสถานการณ์ก าหนดปริมาณใดมาให้บ้าง แล้วเขียนให้อยู่ในรูปของสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ก าหนด ก. สนามไฟฟูา 2.0X105 V/m สัญลักษณ์ E = 2.0X105 V/m C และ D ห่างกัน 0.8 เซนติเมตร สัญลักษณ์ d = 0.8 x 10-2 คูลอมบ์ ข. ประจุของอิเล็คตรอน 1.6 x 10-19 สัญลักษณ์ e = 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ C และ D ห่างกัน 0.6 เซนติเมตร สัญลักษณ์ d = 0.6 x 10-2 เมตร 3. พิจารณาสิ่งที่ต้องการหา(ค าตอบ) แล้วเขียนให้อยู่ในรูปสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ต้องการหา ก. ความต่างศักย์ระหว่างจุด C กับจุด D สัญลักษณ์ V = ? ข. งานในการเคลื่อน electron ตัวหนึ่ง จากจุด C ไปยังจุด A สัญลักษณ์ W = ?
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 17 fjjj ขั้นที่ 3 ด าเนินการแก้ปัญหา 5. ด าเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่วางไว้ในขั้นที่1 และ 2 โดยใช้กระบวนการและวิธีการทางคณิตศาสตร์ วิธีท า จากสมการ ก. ∆V Ed V 2 10 0.8x10 5 -2 x V = 1,600 โวลต์ ตอบ ความต่างศักย์ระหว่างจุด C กับจุด D เท่ากับ 1,600 โวลต์ ข. WCA WcO = qV W = qEd ........... เมื่อ d = ระยะห่าง CO W 1.6 10 2 10 0.6x10 19 5 -2 x x = 9.6 x 10-17 J ตอบ งานในการเคลื่อน electron ตัวหนึ่ง จากจุด C ไปยังจุด A เท่ากับ 9.6 x 10-17 จูล ขั้นที่ 4 ตรวจสอบค าตอบ 6. เลือกวิธีการ(สมการ)ในการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับปริมาณหรือสิ่งที่สถานการณ์ก าหนดมาให้ ค าตอบคือ ก. ความต่างศักย์ระหว่างจุด C กับจุด D เท่ากับ 1,600 โวลต์ ค าตอบคือ ข. งานในการเคลื่อน electron ตัวหนึ่ง จากจุด C ไปยังจุด A เท่ากับ 9.6 x 10-17 จูล ตรวจค าตอบจากสมการ ก. ∆V Ed V 100 0.8 2 105 x 1,600 = 1,600 โวลต์ ข. WCA WcO = qV W = qEd ………............ เมื่อ d = ระยะห่าง CO W 1.6 10 2 10 0.6x10 19 5 -2 x x 9.6 x 10-17 = 9.6 x 10-17 J
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 18 แบ 1. มวล 12 6.4 10 กรัม มีประจุไฟฟูา 19 3.2 10 คูลอมบ์ ลอยนิ่งอยู่ได้ระหว่างแผ่นโลหะขนานซึ่ง วางห่างกัน 2 เซนติเมตร แผ่นโลหะขนานอยู่ในแนวระดับ ถ้าแผ่นล่างมีศักย์ไฟฟูาเป็นศูนย์ แผ่นบนมี ศักย์ไฟฟูาเท่าใด แบบฝึกทักษะ ที่5 ขั้นที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1. อ่านสถานการณ์ และเขียนรูปตามสถานการณ์(หากสามารถเขียนรูปได้) - 2. พิจารณาว่าสถานการณ์ก าหนดปริมาณใดมาให้บ้าง แล้วเขียนให้อยู่ในรูปของสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ก าหนด ………................................................................................................................ สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… ………................................................................................................................ สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… ………............................................................................................................... สัญลักษณ์ ………………..=……………………… ……………......................................................................................................... สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… 3. พิจารณาสิ่งที่ต้องการหา(ค าตอบ) แล้วเขียนให้อยู่ในรูปสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ต้องการหา .................................................................................................................................สัญลักษณ์............................................
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 19 ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 4. เลือกวิธี หรือสมการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับสิ่งที่โจทย์ก าหนด เลือกใช้สมการ ขั้นที่ 3 ด าเนินการแก้ปัญหา 5. ด าเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่วางไว้ในขั้นที่1 และ 2 โดยใช้กระบวนการและวิธีการทางคณิตศาสตร์ .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 20 2. แผ่นโลหะขนานวางห่างกัน 2.4 เซนติเมตร มีความต่างศักย์ 480 โวลต์ เม็ดฝุุนซึ่งอยู่ตรงกลางระหว่างแผ่นทั้งสองมี ประจุไฟฟูา 19 1.6 10 คูลอมบ์ จงหาว่ามีแรงไฟฟูาเกิดขึ้นเท่าใด ขั้นที่ 4 ตรวจสอบค าตอบ 6. เลือกวิธีการ(สมการ)ในการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับปริมาณหรือสิ่งที่สถานการณ์ก าหนดมาให้ .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ขั้นที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1. อ่านสถานการณ์ และเขียนรูปตามสถานการณ์(หากสามารถเขียนรูปได้) - 2. พิจารณาว่าสถานการณ์ก าหนดปริมาณใดมาให้บ้าง แล้วเขียนให้อยู่ในรูปของสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ก าหนด ………................................................................................................................ สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… ………................................................................................................................ สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… ………............................................................................................................... สัญลักษณ์ ………………..=……………………… ……………......................................................................................................... สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… 3. พิจารณาสิ่งที่ต้องการหา(ค าตอบ) แล้วเขียนให้อยู่ในรูปสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ต้องการหา .................................................................................................................................สัญลักษณ์............................................
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 21 ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 4. เลือกวิธี หรือสมการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับสิ่งที่โจทย์ก าหนด เลือกใช้สมการ ขั้นที่ 3 ด าเนินการแก้ปัญหา 5. ด าเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่วางไว้ในขั้นที่1 และ 2 โดยใช้กระบวนการและวิธีการทางคณิตศาสตร์ .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 22 3. แผ่นคู่ขนาน 2 แผ่น ห่างกัน 10 เซนติเมตร มีความต่างศักย์ระหว่างแผ่นทั้งสอง 500 โวลต์ จงหาสนามไฟฟูา ระหว่างแผ่นคู่ขนานทั้งสอง ขั้นที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1. อ่านสถานการณ์ และเขียนรูปตามสถานการณ์(หากสามารถเขียนรูปได้) - 2. พิจารณาว่าสถานการณ์ก าหนดปริมาณใดมาให้บ้าง แล้วเขียนให้อยู่ในรูปของสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ก าหนด ………................................................................................................................ สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… ………................................................................................................................ สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… ………............................................................................................................... สัญลักษณ์ ………………..=……………………… ……………......................................................................................................... สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… 3. พิจารณาสิ่งที่ต้องการหา(ค าตอบ) แล้วเขียนให้อยู่ในรูปสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ต้องการหา .................................................................................................................................สัญลักษณ์............................................ ขั้นที่ 4 ตรวจสอบค าตอบ 6. เลือกวิธีการ(สมการ)ในการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับปริมาณหรือสิ่งที่สถานการณ์ก าหนดมาให้ .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 23 ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 4. เลือกวิธี หรือสมการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับสิ่งที่โจทย์ก าหนด เลือกใช้สมการ ขั้นที่ 3 ด าเนินการแก้ปัญหา 5. ด าเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่วางไว้ในขั้นที่1 และ 2 โดยใช้กระบวนการและวิธีการทางคณิตศาสตร์ .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 24 ขั้นที่ 4 ตรวจสอบค าตอบ 6. เลือกวิธีการ(สมการ)ในการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับปริมาณหรือสิ่งที่สถานการณ์ก าหนดมาให้ .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ขั้นที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1. อ่านสถานการณ์ และเขียนรูปตามสถานการณ์(หากสามารถเขียนรูปได้) 2. พิจารณาว่าสถานการณ์ก าหนดปริมาณใดมาให้บ้าง แล้วเขียนให้อยู่ในรูปของสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ก าหนด ………................................................................................................................ สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… ………................................................................................................................ สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… ………............................................................................................................... สัญลักษณ์ ………………..=……………………… ……………......................................................................................................... สัญลักษณ์ ………………..= ……………………… 3. พิจารณาสิ่งที่ต้องการหา(ค าตอบ) แล้วเขียนให้อยู่ในรูปสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ต้องการหา .................................................................................................................................สัญลักษณ์............................................ 4. แผ่นคู่ขนาน 2 แผ่น ห่างกัน 10 เซนติเมตร มีความต่างศักย์ระหว่างแผ่นทั้งสอง 500 โวลต์ จงหาถ้าอิเล็กตรอนซึ่งมี มวล 31 9 10 กิโลกรัม และมีประจุ 19 1.6 10 คูลอมบ์ หลุดออกจากแผ่นลบ จะเคลื่อนที่ไปถึงแผ่นบวกด้วย อัตราเร็วเท่าใด
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 25 ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 4. เลือกวิธี หรือสมการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับสิ่งที่โจทย์ก าหนด เลือกใช้สมการ ขั้นที่ 3 ด าเนินการแก้ปัญหา 5. ด าเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่วางไว้ในขั้นที่1 และ 2 โดยใช้กระบวนการและวิธีการทางคณิตศาสตร์ .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 26 ขั้นที่ 4 ตรวจสอบค าตอบ 6. เลือกวิธีการ(สมการ)ในการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับปริมาณหรือสิ่งที่สถานการณ์ก าหนดมาให้ .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 27 5 m B 3 m A C 1. ความต่างศักย์ไฟฟูา มีความหมายว่าอย่างไร ก. สนามไฟฟูาที่ท าให้เกิดศักย์ไฟฟูาสม่ าเสมอ ข. งานที'ใช้ในการเคลื่อนประจุไฟฟูาจากระยะอนันต์มายังต าแหน่งนั้น ค. ความต่างศักย์ไฟฟูาระหว่างต าแหน่งนั้นกับต าแหน่งที่มีศักย์ไฟฟูาเป็นศูนย์ ง. งานที'เกิดขึ้นในการเคลื่อนประจุ +1 หน่วยจากต าแหน่งหนึ่งไปยังอีกต าแหน่งหนึ่งในสนามไฟฟูา 2. จากรูป E เป็นสนามไฟฟูาสม่ าเสมอขนาด 20 โวลต์/เมตร จงหางานในการเคลื่อนย้ายประจุทดสอบ 5 ไมโครคูลอมบ์จาก A ไปตามเส้นทาง A-B-C จนถึง C E ก. 4.0 X 10-4 J ข. 1.4 X 10-3 J ค. 8.0 X 10-4 J ง. 2.4 X 10-4 J 3. อนุภาคมีประจุ1x10-5 C เริ่มเคลื่อนที'จากหยุดนิ่งในบริเวณที'มีสนามไฟฟูาสม่ าเสมอขนาด 50 โวลต์/เมตร เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่ได้ระยะทาง 1 เมตร ในทิศเดียวกับทิศของสนามไฟฟูา อนุภาคนี้จะมีพลังงานจลน์ เท่าใด ก. 4.0 X 10-4 J ข. 5.0 X 10-4 J ค. 5.0 X 10-5 J ง. 4.0 X 10-5 J 4. แผ่นโลหะ 2 แผ่น วางขนานกัน ในสนามไฟฟูาสม่ าเสมอขนาด 4 X 105 N/C ท าให้เกิดความต่างศักย์ 200 V แผ่นโลหะทั้งสองแผ่นนี้วางห่างกันเป็นระยะเท่าใด ก. 2.0 X 103 m ข. 2.0 X 10-3 m ค. 5.0 X 10-5 V ง. 5.0 X 10-4 m วิชาฟิสิกส์4 (ว30204) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ค าชี้แจง ให้ ทับตัวเลือกที่ถูกต้องที่สุดเพียงค าตอบเดียว คะแนนเต็ม 10 คะแนน
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 28 5. แผ่นตัวน าขนานห่างกัน 10 cm ท าให้เกิดสนามไฟฟูาสม่ าเสมอขนาด 2.0 X 105 N/C ศักย์ไฟฟูา ระหว่าง แผ่นตัวน าคือข้อใด ก. 2.0 X 103 V ข. 2.0 X 10-3 V ค. 2.0 X 104 V ง. 2.0 X 10-4 V 6. แผ่นตัวน าขนานที'อยู่ห่างกัน 0.2 เซนติเมตร ท าให้เกิดสนามไฟฟูาสม่ าเสมอตามแนวดิ่ง ถ้าต้องการ ให้อิเล็กตรอนที่มีมวล 9.1 X 10-31 Kg และประจุ - 1.6 X 10-19 C ลอยอยู่ระหว่างแผ่นตัวน าขนานนี้ ความต่างศักย์ระหว่างแผ่นตัวน าขนานต้องเป็นเท่าใด ก. 2.0 X 1013 V ข. 1.12 X 10-13 V ค. 2.5 X 10-13 V ง. 2.4 X 10-14 V 7. แผ่นคู่ขนาน 2 แผ่นห่างกัน 20 เซนติเมตร มีความต่างศักย์ระหว่างแผ่นทั้งสอง 500 โวลต์จงหา สนามไฟฟูา ระหว่างแผ่นคู่ขนานทั้งสอง ก. 2.5 X 103 N/C ข. 2.5 X 10-3 N/C ค. 1.0 X 104 N/C ง. 1.0 X 10-4 N/C 8. แผ่นโลหะ 2 แผ่น วางขนานห่างกันอยู่ห่างกัน 3 มิลลิเมตร ความต่างศักย์ระหว่างแผ่นโลหะทั้งสอง 90 โวลต์สนามไฟฟูาระหว่างแผ่นโลหะคู่นี้มีค่าเท่าใดในหน่วยนิวตัน/คูลอมบ์ ก. 3.0 X 103 N/C ข. 2.7 X 10-3 N/C ค. 3.0 X 104 N/C ง. 2.7 X 10-4 N/C 9. ที่จุดๆหนึ่งห่างจากวัตถุทรงกลมเล็กๆเป็นระยะ R มีค่าสนามไฟฟูา 5 N/C ถ้าทรงกลมนี้มีประจุ 8.89 x 10 -9 คูลอมบ์จงหาศักย์ไฟฟูา ณ จุดนั้น ก. 10 V ข. 30 V ค. 81 V ง. 20 V 10. ในสนามไฟฟูาสม่ าเสมอ ถ้าเลื่อนประจุไฟฟูา +10 ไมโครคูลอมบ์จากระยะอนันต์มาที่ จุด A และ จุด B ต้องท างาน 100 จูล และ 60 จูล ตามล าดับ ถ้าจุดสองจุดอยู่ห่างกัน 0.5 เมตร ขนาดของ สนามไฟฟูาเป็น เท่าใด ก. 6.0 X 103 N/C ข. 1.0 X 104 N/C ค. 6.8 X 10-4 N/C ง. 8.0 X 106 N/C
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 29 กระดาษค าตอบ แบบทดสอบ หลังเรียน เล่มที่5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า ชื่อ....................................................เลขที่........... ....ชั้น.............. ค าชี้แจง ให้นักเรียนท าเครื่องหมาย (X) ในช่องที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว ข้อ ตัวเลือก ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 คะแนนเต็ม.................คะแนน คะแนนที่ได้................คะแนน ผ่าน ได้คะแนน 7 คะแนนขึ้นไป ไม่ผ่าน ได้คะแนนต่ ากว่า 7 คะแนน
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 30 ข้อ ค าตอบ 1 ง 2 ก 3 ข 4 ง 5 ค 6 ข 7 ก 8 ค 9 ง 10 ง เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 31 แบ 1. มวล 12 6.4 10 กรัม มีประจุไฟฟูา 19 3.2 10 คูลอมบ์ ลอยนิ่งอยู่ได้ระหว่างแผ่นโลหะขนานซึ่ง วางห่างกัน 2 เซนติเมตร แผ่นโลหะขนานอยู่ในแนวระดับ ถ้าแผ่นล่างมีศักย์ไฟฟูาเป็นศูนย์ แผ่นบนมี ศักย์ไฟฟูาเท่าใด ขั้นที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1. อ่านสถานการณ์ และเขียนรูปตามสถานการณ์(หากสามารถเขียนรูปได้) - 2. พิจารณาว่าสถานการณ์ก าหนดปริมาณใดมาให้บ้าง แล้วเขียนให้อยู่ในรูปของสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ก าหนด มวล 12 6.4 10 กรัม สัญลักษณ์ m = 12 6.4 10 g ประจุไฟฟูา 19 3.2 10 คูลอมบ์ สัญลักษณ์ q = 19 3.2 10 C แผ่นโลหะขนานซึ่งวางห่างกัน 2 เซนติเมตร สัญลักษณ์ d = 2 x 10-2 cm 3. พิจารณาสิ่งที่ต้องการหา(ค าตอบ) แล้วเขียนให้อยู่ในรูปสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ต้องการหา แผ่นบนมีศักย์ไฟฟูาเท่าใด สัญลักษณ์ V = ? ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 4. เลือกวิธี หรือสมการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับสิ่งที่โจทย์ก าหนด เลือกใช้สมการ qE mg V Ed แบบฝึกทักษะ ที่5
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 32 ขั้นที่ 3 ด าเนินการแก้ปัญหา 5. ด าเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่วางไว้ในขั้นที่1 และ 2 โดยใช้กระบวนการและวิธีการทางคณิตศาสตร์ วิธีท า ประจุลอยนิ่ง ; F 0 จะได้ว่า F mg qE mg (10) 1,000 6.4 10 (3.2 10 )E 12 19 19 14 (3.2 10 )E 6.4 10 19 14 3.2 10 6.4 10 E E 2 10 N/ C 5 จากสมการ V Ed V V Ed บน ลา ่ ง V 0 (2 10 )(2 10 ) 5 2 บน V 4 10 V 3 บน
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 33 ขั้นที่ 4 ตรวจสอบค าตอบ 6. เลือกวิธีการ(สมการ)ในการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับปริมาณหรือสิ่งที่สถานการณ์ก าหนดมาให้ วิธีท า ประจุลอยนิ่ง ; F 0 จะได้ว่า F mg qE mg (10) 1,000 6.4 10 (3.2 10 )E 12 19 19 14 (3.2 10 )E 6.4 10 19 14 3.2 10 6.4 10 E E 2 10 N/ C 5 จากสมการ V Ed V V Ed บน ลา ่ ง V 0 (2 10 )(2 10 ) 5 2 บน V 4 10 V 3 บน
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 34 2. แผ่นโลหะขนานวางห่างกัน 2.4 เซนติเมตร มีความต่างศักย์ 480 โวลต์ เม็ดฝุุนซึ่งอยู่ตรงกลางระหว่างแผ่นทั้งสองมี ประจุไฟฟูา 19 1.6 10 คูลอมบ์ จงหาว่ามีแรงไฟฟูาเกิดขึ้นเท่าใด ขั้นที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1. อ่านสถานการณ์ และเขียนรูปตามสถานการณ์(หากสามารถเขียนรูปได้) - 2. พิจารณาว่าสถานการณ์ก าหนดปริมาณใดมาให้บ้าง แล้วเขียนให้อยู่ในรูปของสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ก าหนด แผ่นโลหะขนานวางห่างกัน 2.4 เซนติเมตร สัญลักษณ์ d = 2.4 x 10 -2 ความต่างศักย์ 480 โวลต์ สัญลักษณ์ V = 480 V ประจุไฟฟูา 19 1.6 10 คูลอมบ์ สัญลักษณ์ q = 19 1.6 10 C 3. พิจารณาสิ่งที่ต้องการหา(ค าตอบ) แล้วเขียนให้อยู่ในรูปสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ต้องการหา จงหาว่ามีแรงไฟฟูาเกิดขึ้นเท่าใด สัญลักษณ์ F = ? ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 4. เลือกวิธี หรือสมการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับสิ่งที่โจทย์ก าหนด เลือกใช้สมการ V Ed F qE
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 35 ขั้นที่ 3 ด าเนินการแก้ปัญหา 5. ด าเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่วางไว้ในขั้นที่1 และ 2 โดยใช้กระบวนการและวิธีการทางคณิตศาสตร์ วิธีท า จากสมการ V Ed 480 E(2.4 10 ) 2 2 2.4 10 480 E E 2 10 N/ C 4 จากสมการ F qE F (1.6 10 )(2 10 ) 19 4 F 3.2 10 N 15 ตอบ มีแรงไฟฟูาเกิดขึ้น 15 3.2 10 นิวตัน ขั้นที่ 4 ตรวจสอบค าตอบ 6. เลือกวิธีการ(สมการ)ในการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับปริมาณหรือสิ่งที่สถานการณ์ก าหนดมาให้ ค าตอบคือ มีแรงไฟฟูาเกิดขึ้น 15 3.2 10 นิวตัน วิธีท า จากสมการ V Ed 480 2 10 (2.4 10 ) 4 2 x 4 210 2 10 N /C 4 จากสมการ F qE N 15 3.2 10 (1.6 10 )(2 10 ) 19 4 15 15 3.2 10 3.2 10 x
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 36 3. แผ่นคู่ขนาน 2 แผ่น ห่างกัน 10 เซนติเมตร มีความต่างศักย์ระหว่างแผ่นทั้งสอง 500 โวลต์ จงหาสนามไฟฟูา ระหว่างแผ่นคู่ขนานทั้งสอง ขั้นที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1. อ่านสถานการณ์ และเขียนรูปตามสถานการณ์(หากสามารถเขียนรูปได้) - 2. พิจารณาว่าสถานการณ์ก าหนดปริมาณใดมาให้บ้าง แล้วเขียนให้อยู่ในรูปของสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ก าหนด ห่างกัน 10 เซนติเมตร สัญลักษณ์ d = 10 x 10 -2 ความต่างศักย์ระหว่างแผ่นทั้งสอง 500 โวลต์ สัญลักษณ์ V = 500 V 3. พิจารณาสิ่งที่ต้องการหา(ค าตอบ) แล้วเขียนให้อยู่ในรูปสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ต้องการหา จงหาสนามไฟฟูาระหว่างแผ่นคู่ขนานทั้งสอง สัญลักษณ์ E = ? ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 4. เลือกวิธี หรือสมการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับสิ่งที่โจทย์ก าหนด เลือกใช้สมการ V Ed ขั้นที่ 3 ด าเนินการแก้ปัญหา 5. ด าเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่วางไว้ในขั้นที่1 และ 2 โดยใช้กระบวนการและวิธีการทางคณิตศาสตร์ วิธีท า จากสมการ V Ed 500 E(10 10 ) 2 E 5,000 N/ C ดังนั้น สนามไฟฟูาระหว่างแผ่นคู่ขนานทั้งสองเท่ากับ 5,000 นิวตันต่อคูลอมบ์
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 37 ขั้นที่ 4 ตรวจสอบค าตอบ 6. เลือกวิธีการ(สมการ)ในการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับปริมาณหรือสิ่งที่สถานการณ์ก าหนดมาให้ ค าตอบคือ สนามไฟฟูาระหว่างแผ่นคู่ขนานทั้งสองเท่ากับ 5,000 นิวตันต่อคูลอมบ์ วิธีท า จากสมการ V Ed 500 5,000(10 10 ) 2 500 500 N /C ขั้นที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1. อ่านสถานการณ์ และเขียนรูปตามสถานการณ์(หากสามารถเขียนรูปได้) - 2. พิจารณาว่าสถานการณ์ก าหนดปริมาณใดมาให้บ้าง แล้วเขียนให้อยู่ในรูปของสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ก าหนด ห่างกัน 10 เซนติเมตร สัญลักษณ์ d = 10 x 10 -2 ความต่างศักย์ระหว่างแผ่นทั้งสอง 500 โวลต์ สัญลักษณ์ V = 500 V อิเล็กตรอนมีมวล 31 9 10 กิโลกรัม สัญลักษณ์ m = 31 9 10 kg ประจุ 19 1.6 10 คูลอมบ์ สัญลักษณ์ q = 19 1.6 10 C 3. พิจารณาสิ่งที่ต้องการหา(ค าตอบ) แล้วเขียนให้อยู่ในรูปสัญลักษณ์ สิ่งที่โจทย์ต้องการหา จะเคลื่อนที่ไปถึงแผ่นบวกด้วยอัตราเร็วเท่าใด สัญลักษณ์ v = ? 4. แผ่นคู่ขนาน 2 แผ่น ห่างกัน 10 เซนติเมตร มีความต่างศักย์ระหว่างแผ่นทั้งสอง 500 โวลต์ จงหาถ้าอิเล็กตรอนซึ่งมี มวล 31 9 10 กิโลกรัม และมีประจุ 19 1.6 10 คูลอมบ์ หลุดออกจากแผ่นลบ จะเคลื่อนที่ไปถึงแผ่นบวกด้วย อัตราเร็วเท่าใด
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 38 ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 4. เลือกวิธี หรือสมการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับสิ่งที่โจทย์ก าหนด เลือกใช้สมการ V Ed F qE v u 2as 2 2 ขั้นที่ 3 ด าเนินการแก้ปัญหา 5. ด าเนินการแก้ปัญหาตามแผนที่วางไว้ในขั้นที่1 และ 2 โดยใช้กระบวนการและวิธีการทางคณิตศาสตร์ วิธีท า จากสมการ V Ed 5,000 10 10 500 2 x E F qE ma qE (9 10 )a (1.6 10 )(5,000) 31 19 31 19 9 10 (1.6 10 )(5,000) a a 0.88 10 m/s 15 จากสมการ v u 2as 2 2 v 0 2(0.88 10 )(10 10 ) 2 15 2 2 14 v 1.7610 v 1.33 10 m/s 7 ดังนั้น อิเล็กตรอนออกจากแผ่นลบเคลื่อนที่ไปถึงแผ่นบวกด้วยอัตราเร็ว 7 1.3310 เมตรต่อวินาที
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 39 ขั้นที่ 4 ตรวจสอบค าตอบ 6. เลือกวิธีการ(สมการ)ในการแก้ปัญหาให้สอดคล้องกับปริมาณหรือสิ่งที่สถานการณ์ก าหนดมาให้ ค าตอบคือ อิเล็กตรอนออกจากแผ่นลบเคลื่อนที่ไปถึงแผ่นบวกด้วยอัตราเร็ว 7 1.3310 เมตรต่อวินาที วิธีท า จากสมการ F qE ma qE (9 10 ) (1.6 10 )(5,000) 31 19 a 31 19 9 10 (1.6 10 )(5,000) a a 0.88 10 m/s 15 จากสมการ v u 2as 2 2 v 0 2(0.88 10 )(10 10 ) 2 15 2 2 14 v 1.7610 v 1.33 10 m/s 7
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 40 บรรณานุกรม กฤตนัย จันทรจตุรงค์. คู่มือฟิสิกส์รวม 4-5-6 เข้ามหาวิทยาลัย. ส านักพิมพ์ธรรมบัณฑิต : นนทบุรี, 2557. _______ . เทคนิคตะลุยโจทย์ฟิสิกส์ O-NET, A-NET เล่ม 3. ส านักพิมพ์ธรรมบัณฑิต : กรุงเทพฯ, 2550. กระทรวงศึกษาธิการ.ตัวชี'วัดและสาระการเรียนรู้แกนกลางกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ตามหลักสูตร แกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551.กรุงเทพมหานคร:โรงพิมพ์ชุมนุมสหกรณ์ การเกษตรแห่งประเทศไทยจ ากัด,2551. _______.หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม ฟิสิกส์ เล่ม 4 ชั้นมัธยมศึกษาปี ที่4-6.กรุงเทพมหานคร:โรงพิมพ์ สกสค ,2555. _______.คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติม ฟิสิกส์ เล่ม 4 ชั้นมัธยมศึกษาปี ที่ 4-6.กรุงเทพมหานคร:โรงพิมพ์ สกสค ,2555. จักรินทร์ วรรณโพธิ์กลาง. ฟิสิกก์ O-NET และ A-NET. พ.ศ. พัฒนา : กรุงเทพฯ, 2550. ช่วง ทมทิตชงค์ และคนอื่นๆ.Hi-Ed’sPhysics ฟิสิกส์ ม.4-6(รายวิชาพื้นฐาน).กรุงเทพมหานคร:โรงพิมพ์ ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง,2554. ธีรศานต์ ปรุงจิตวิทยาภรณ์. เทคนิคตะลุยโจทย์ฟิสิกส์รวม 4-5-6 เข้ามหาวิทยาลัย. ส านักพิมพ์ธรรมบัณฑิต : นนทบุรี, 2555. มัฆศิษฏ์ ธนพิมพ์สาร. กลศาสตร์ของไหลสถิต. บีตาบุคส์ : กรุงเทพฯ, 2554. วิโรจน์ ลิ่มตระการ. กลศาสตร์ของไหล. ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ : กรุงเทพฯ, 2555. วีรวุฒิ สถิตอภิบาลกุล. ของไหลและความร้อน. เพรสปริ๊น : กรุงเทพฯ, 2557. สถาบันส่งเสริมการสอน วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม ฟิสิกส์ เล่ม 5. โรงพิมพ์ สกสค. ลาดพร้าว : กรุงเทพฯ, 2556. Cengel, Yunus A. Fluid Mechamics: Fundamental and Applications. Mc Graw Hill: Singapore, 2010. Janna, William S.. Introduction to Fluid Mechanics. PWS Plublishing Company : Boston, 1993. Munson, Bruce R. Fluid Mechanics. John Wiley&Sons : Singapore, 2013.
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 41 ภาคผนวก
เล่มที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้า สมอ 42 แบบฝึกทักษะแต่ละข้อ มีคะแนนข้อละ 5 คะแนน ซึ่งมีเกณฑ์การให้คะแนน ดังนี้ ขั้นตอน เกณฑ์การให้คะแนน คะแนน ขั้นตอนที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1 ก าหนดตัวแปรและตอบค าถามได้ถูกต้องครบถ้วน 1 ก าหนดตัวแปรและตอบค าถามได้ถูกต้องบางส่วน 0.5 ไม่สามารถก าหนดตัวแปรได้ 0 ขั้นที่ 2 วางแผนแก้ปัญหา 1 เลือกสมการได้ถูกต้องครบถ้วน 1 เลือกสมการได้ถูกต้องเพียงบางสมการ 0.5 เลือกสมการไม่ถูกต้อง 0 ขั้นที่ 3 ด าเนินการแก้ปัญหา 2 ด าเนินการได้ถูกต้องตามขั้นตอนและค าตอบถูก 2 ด าเนินการได้ถูกต้องแต่ค าตอบผิด 1 ด าเนินการไม่ถูกต้อง 0 ขั้นที่ 4 ขั้นตรวจสอบค าตอบ 1 ตรวจสอบค าตอบได้ถูกต้อง 1 ตรวจสอบค าตอบไม่ถูกต้อง 0 รวม 5 หมายเหตุ วิธีคิดคะแนน คะแนนทั้งหมด = 10 คะแนน 2 แบบฝึกทักษะแต่ละข้อ มีคะแนนข้อละ 4 คะแนน ซึ่งมีเกณฑ์การให้คะแนน ดังนี้ ขั้นตอน เกณฑ์การให้คะแนน คะแนน ขั้นตอนที่ 1 ท าความเข้าใจปัญหา 1 ก าหนดตัวแปรและตอบค าถามได้ถูกต้องครบถ้วน 1 เกณฑ์การให้คะแนน 1.เกณฑ์การให้คะแนน แบบทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน(คะแนนเต็ม 10 คะแนน) ข้อที่ รายการประเมิน ระดับคะแนน เกณฑ์การให้คะแนน 1-10 การตอบค าถาม 1 เลือกค าตอบถูกต้อง 0 เลือกค าตอบไม่ถูกต้องหรือไม่ตอบ 2. เกณฑ์การให้คะแนนแบบฝึกทักษะที่5 (10 คะแนน)