Leer ook Bespreking van elektriese veldvrae Dan Voorbeeldvrae vir elektriese veld
Om begrip van die elektriese krag wat op 'n afstand kan werk, te vergemaklik, is die konsep van 'n veld bekendgestel. Die konsep van 'n elektriese veld is ontwikkel deur die Britse wetenskaplike Michael Faraday (1791–1867).
Definisie
Veronderstel 'n glasstaaf is aanvanklik elektries neutraal. Nadat dit met 'n lap gevryf is, word die glasstaaf elektries gelaai. Wanneer die glasstaaf elektriese lading, terselfdertyd verskyn 'n veld rondom die glasstaaf. As die glasstaaf neutraal word, verdwyn die veld uit die ruimte. Dus is die bestaan van 'n veld onafskeidbaar van die teenwoordigheid van 'n elektriese lading. 'n Elektriese veld is nie 'n tipe stof soos lug of 'n tipe golf soos elektromagnetiese golwe nie, maar eerder iets wat deur 'n elektriese lading gegenereer word en die ruimte rondom die elektriese lading beïnvloed, waar die invloed daarvan slegs deur ander elektriese ladings gevoel word.
Om te toets of daar 'n veld in 'n ruimte is, word aanvaar dat daar een is toetslading in daardie ruimte. Die toetslading is 'n lading (Q) wat so klein is dat dit 'n baie klein veld produseer en dus geïgnoreer kan word. Die toetslading kan egter die invloed van die veld wat deur ander elektriese ladings gegenereer word, voel. Die toetslading is slegs teenwoordig om te ondersoek of 'n elektriese veld bestaan. Indien daar een is, sal die toetslading beslis 'n invloed in die vorm van elektriese krag omgekeerd, as dit nie daar is nie, sal die toetslading nie ervaar word nie. elektriese krag.
Kyk na die prentjie aan die kant.
In figuur 1, die lading +q1 en lading +q2 produseer 'n elektriese veld in die omliggende ruimte. Wanneer 'n toetslading +q geplaas wordo by 'n punt in die ruimte, die toetslading +qo ervaar elektriese krag. F1 is die elektriese krag wat deur die lading +q uitgeoefen word1 teen toetslading +qo en F2 is die elektriese krag wat deur die lading +q uitgeoefen word2 teen toetslading +qoIn figuur 2, wanneer die toetslading verwyder word, bly die veld en verdwyn nie van daardie punt af nie. E1 is die veld wat deur 'n elektriese lading +q geproduseer word1 en E2 is die veld wat deur 'n elektriese lading +q geproduseer word2.
Veldsterkte
'n Elektriese veld is 'n vektorhoeveelheid, met beide grootte en rigting. Die elektriese veldsterkte by 'n punt word gedefinieer as die elektriese krag wat deur 'n elektriese lading op 'n positiewe toetslading wat by daardie punt geplaas is, uitgeoefen word, gedeel deur die grootte van die toetslading.
Inligting:
E = veldsterkte
F = elektriese krag
q = grootte van toetslading
Inligting:
Q = elektriese lading
r = afstand tussen elektriese lading en toetslading
(lees: epsilon nul) = permittiwiteit van leë ruimte = 8,854 x 10-12 C2/Nm2
k = Coulomb-konstante = 9 x 109 Nm2/C2
Die eenheid van elektriese krag is Newton en die eenheid van elektriese lading is Coulomb, dus is die eenheid van veld Newton/Coulomb, afgekort N/C.
Arah
Kyk na die prentjie aan die kant
op Figuur 1a, 'n positiewe elektriese lading (+Q) oefen 'n elektriese krag uit op 'n positiewe toetslading (+q), waar die rigting van die elektriese krag (F) weg van die +Q-lading is.
op Figuur 1b, wanneer die toetslading verwyder word, is daar op daardie punt 'n veld (E) waarvan die rigting weg van die elektriese lading Q is.
op Figuur 2a, 'n negatiewe elektriese lading (-Q) oefen 'n elektriese krag uit op 'n positiewe toetslading (+q), waar die rigting van die elektriese krag (F) die -Q-lading nader.
op Figuur 2b, wanneer die toetslading verwyder word, is daar op daardie punt 'n veld (E) waarvan die rigting naby die elektriese lading -Q is.
Gebaseer op die beeld en verduideliking hierbo, kan die gevolgtrekking gemaak word dat die rigting van die veld weg van die positiewe elektriese lading en na die negatiewe elektriese lading is.
Voorbeeld van probleme
1. Punt A is in 'n elektriese veld geleë. Die elektriese veldsterkte by punt A is 0,4 N/C. As 'n voorwerp met 'n lading van 0,2 C by punt A geplaas word, sal 'n Coulomb-krag van...
A. 0,2 N.
B. 0,4 N.
C. 0,6 N.
D. 0,7 N.
Oos 0,8 N
Bespreking:
Is bekend :
E = 0,4 N/C
q = 0,2 C
Gevra :
Elektriese krag?
Jawab :
F = q E = (0,2 C)(4 N/C) = 0,8 N
Die korrekte antwoord is E.
2. 'n Gelaaide punt q is by punt A in die elektriese veld wat deur die lading (+) gegenereer word sodat dit 'n krag van 0,1 N in die rigting van die lading q ervaar. As die veldsterkte by punt A 0,02 N/C is, dan is die grootte en tipe lading q...
A. 5,0 C, positief
B. 5,0 C, negatief
C. 4,0 C, positief
D. 2,5 C, negatief
E. 2,5 C, positief
Bespreking:
Is bekend :
F = 0,1N
E = 0,02 N/C
Gevra :
Wat is die grootte en rigting van lading q?
Jawab :
Die grootte van die lading q:
F = q E
q = F / E = 0,1 N : 0,02 N/C = 5C
Tipe lading q:
Die rigting van die Coulomb-krag is na die lading q toe, dus moet die lading q 'n positiewe waarde hê.
