Statik elektrik - problemlər və həllər

Statik elektrik - problemlər və həllər

Elektrik qüvvəsi

1. Elektrik sahəsində A nöqtəsi . A nöqtəsindəki elektrik sahəsinin böyüklüyü = 0.5 NC ^-1 . Əgər A nöqtəsinə 0.25-C yük yerləşdirilibsə, onda yükə təsir edən elektrik qüvvəsi nə qədərdir?

Məlumdur:

A nöqtəsində elektrik sahəsi = 0.5 NC ^-1

A nöqtəsində elektrik yükü = 0.25 C

Axtarış: Elektrik qüvvəsi

Həll yolu:

F = q E

F = (0.25 C)(0.5 NC ^-1 )

F = 0.125 N

^{2. İki 5C və 4C yükü bir -birindən 3 metr məsafə ilə ayrılıb. Əgər Kulon sabiti 9 × 109 Nm2C –2 olarsa} , ^iki yükün təsir etdiyi elektrik qüvvəsinin böyüklüyü nə qədərdir?

Məlumdur:

Şarj 1 (q1 ₎ = 5 C

Şarj 2 (q2 ₎ = 4 C

1-ci yüklə 2-ci yük arasındakı məsafə (r) = 3 metr

Kulon sabiti (k) = 9 × 10 ⁹ Nm ² C ^–2

İstənilən: Elektrik qüvvəsinin böyüklüyü (F)

Həll yolu:

3. Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, elektrik yükü +q ₁ = 10 μC; +q ₂ = 20 μC; və q ₃ ayrılmışdır. q _{2 = 0 yükünə təsir edən elektrik qüvvəsi, onda q 3} -ün yükü nədir?

Məlumdur:

Şarj 1 (q1 ₎ = 10 μC = 10 x 10 ^-6 C

Şarj 2 (q2 ₎ = 20 μC = 20 x 10 ^-6 C

Axtarış: q ₃ -ün yükü nədir?

Həll yolu:

_{+ q2} üzərində iki qüvvə təsir göstərir.

_{Birinci qüvvə, + q1} yükü ilə +q2 yükü _arasındakı , yəni sağa doğru yönəlmiş F12 _itələmə qüvvəsidir.

Xalis elektrik qüvvəsi q2 = 0 olduqda təsir göstərir, _onda q3 _mənfi olmalıdır.

İkinci qüvvə, +q2 və -q3 yükləri arasındakı cazibə qüvvəsidir _və F23 _{sola doğru} yönəlir.

Bu qüvvələrin hər ikisi q2 üzərində təsir göstərir _, eyni böyüklüyə malikdir, lakin əks istiqamətdədir.

Xalis qüvvə +q ₂ = 0 üzərində təsir göstərir.

4. Üç q ₁ , q və q ₂ yükü bir xətt üzərində yerləşir. Əgər q = 5.0 μC və d = 30 sm olarsa, onda q yükünə təsir edən elektrik qüvvəsinin böyüklüyü və istiqaməti nədir?

Məlumdur:

Şarj 1 (q1 ₎ = 30 μC = 30 x 10 ^-6 C

Şarj 2 (q2 ₎ = 60 μC = 60 x 10 ^-6 C

Şarj 3 (q) = 5 μC = 5 x 10 ^-6 C

q ₁ ilə q = d arasındakı məsafə

q ₂ və q = 2d arasındakı məsafə

d = 30 sm = 0.3 metr

d ² = (0.3) ² = 0.09

Kulon sabiti (k) = 9 x 10 ⁹ N m ² C ^-2

Tələb olunan: Elektrik yükünə təsir edən elektrik qüvvəsinin böyüklüyü və istiqaməti

Həll yolu:

_{q üzərində F1} sağa (q və q1 _müsbətdir , yəni F1 _{q və q1-} dən uzaqdır ) və F2 _sola (q və q2 _müsbətdir , yəni F2 _{q və q2-} dən uzaqdır ) təsir edən iki qüvvə var . Əvvəlcə _F1 və _F2 hesablanmışdır.

Xalis qüvvə 7.5 Nyutondur. Xalis qüvvənin istiqaməti = F istiqamətidir₁, q-ni doldurmaq üçün sağa doğru nöqtə₂.

Elektrik sahəsi

5. q nöqtəvi yükü, yükün (+) yaratdığı elektrik sahəsində P nöqtəsində yerləşir və yükə doğru 0.05 N qüvvə ilə qarşılaşır. Əgər P nöqtəsindəki elektrik sahəsinin böyüklüyü 2 x 10-2 NC-1 olarsa ^, onda ^elektrik sahəsinə səbəb olan yükün böyüklüyü və növü nədir ?

Məlumdur:

Elektrik qüvvəsi (F) = 0.05 N

Elektrik sahəsi (E) = 2 x 10 ^–2 NC ^–1 = 0.02 NC ^–1

İstənilən: Elektrik yükünün böyüklüyü və növü

Həll yolu:

Elektrik yükü, elektrik qüvvəsi (F), elektrik sahəsi (E) və elektrik yükü (q) arasındakı əlaqəni ifadə edən bir düsturla hesablanır:

F = q E

q = F / E = 0.05 N / 0.02 NC ^–1 = 2.5 Kulon

q yükü, yükə (+) doğru istiqamətdə elektrik qüvvəsi ilə qarşılaşır və bu da elektrik sahəsi yaradır, buna görə də q yükü mənfidir.

6. A və B yükləri bir-birindən 4 metr məsafədə yerləşir. C nöqtəsi hər iki yük arasında, A nöqtəsindən 1 metr məsafədə yerləşir. Əgər Q _A = –300 μC, Q _B = 600 μC olarsa. 1/4 π ε ₀ = 9 × 10 ⁹ N m ² C– 2, onda hər iki yükün C nöqtəsində yaratdığı elektrik sahəsinin böyüklüyü nədir?

Məlumdur:

A və B yükləri arasındakı məsafə (r _AB ) = 4 metr

C nöqtəsi ilə A yükü arasındakı məsafə (r _AC ) = 1 metr

C nöqtəsi ilə B yükü arasındakı məsafə (r _BC ) = 3 metr

A (q _A ) = –300 μC = -300 x 10 ^-6 C = -3 x 10 ^-4 Kulon yükü

B yükü (q _B ) = 600 μC = 600 x 10 ^-6 C = 6 x 10 ^-4 Kulon

Sabit (k) = 9 × 10 ⁹ N m ² C ^–2

İstənilən: C nöqtəsində elektrik sahəsi

Həll yolu:

C nöqtəsində A yükünün yaratdığı elektrik sahəsi:

A yükü mənfidir, buna görə də elektrik sahəsinin istiqaməti A yükünə və B yükündən uzaqlaşır (sola).

B yükünün C nöqtəsində yaratdığı elektrik sahəsi:

B yükü müsbətdir, buna görə də elektrik sahəsinin istiqaməti B yükündən uzaqdır və A yükünə (sola) işarə edir.

A nöqtəsində elektrik sahəsinin nəticəsi:

E = E _A + E _B

E = (27 x 10 ⁵ ) + (6 x 10 ⁵ )

E = 33 x 10 ⁵ N/C

Elektrik sahəsinin istiqaməti A yükünə və B yükündən uzaqlaşmağa (sola) işarə edir.

7. Havada 1 mq toz üzür. Əgər tozun yükü 0.5 μC və cazibə qüvvəsinin sürətlənməsi 10 m/s²-dirsə, tozu dəstəkləyən elektrik sahəsinin böyüklüyünü təyin edin.

Məlumdur:

Tozun kütləsi (m) = 1 mq = 1 x 10 ^-6 kq

Tozun yükü (q) = 0.5 μC = 0.5 x 10 ^-6 C

Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 m/s ²

Axtarış: Elektrik sahəsi

Həll yolu:

w = mq

w = tozun çəkisi, m = tozun kütləsi, g = cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə

Cazibə qüvvəsi toza təsir edir:

w = mq = (1 x 10 ^-6 kq)(10 m/s² ⁾ = 10 x 10 ^-6 kq m/s² ⁼ 10 x 10 ^-6 Nyuton

Elektrik sahəsinin tənliyi:

E = F/q

E = elektrik sahəsi, F = elektrik qüvvəsi, q = elektrik yükü

Elektrik sahəsi tənliyindəki F-i çəki tənliyindəki w ilə əvəz edin:

E = F/q = w/q

E = (10 x 10 ^-6 N) / (0.5 x 10 ^-6 C)

E = 10 N / 0,5 C

E = 20 N/C

8. Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, q ₁ = 32 μC və q ₂ = -214 μC olan iki yük bir-birindən x məsafəsi ilə ayrılır. q ₂ -dən 10 sm məsafədə yerləşən P nöqtəsində elektrik sahəsi yoxdur . x-i tapın.

Məlumdur:

Şarj 1 (Q1 ₎ = 32 μC

Şarj 2 (Q2 ₎ = -214 μC

P nöqtəsinin q ₁ = x + 10 sm -dən məsafəsi

_{P nöqtəsinin q 2} nöqtəsindən məsafəsi = 10 sm

Axtarışda olan: x

Həll yolu:

E1 = _Q1 yükünün yaratdığı elektrik sahəsi . _Q1 müsbət olduğu üçün elektrik sahəsinin istiqaməti Q1-dən uzaqdır _{. E2 = Q2 tərəfindən} yaradılan elektrik sahəsi . _Q2 mənfi olduğu üçün elektrik sahəsinin istiqaməti Q2-yə işarə edir_.

_Q2- dən 10 sm məsafədə yerləşən p nöqtəsində xalis qüvvə yoxdur

Kvadrat düsturdan istifadə edin:

9. Yüklü q nöqtəsi yükün (+) yaratdığı elektrik sahəsində P nöqtəsindədir və beləliklə, 0.05 N qüvvəyə malikdir. Əgər yük +5 × l0 ^–6 Kulondursa, onda C nöqtəsindəki elektrik sahəsinin böyüklüyü nədir?

Məlumdur:

Elektrik qüvvəsi (F) = 0.05 Nyuton

Elektrik yükü (Q) = +5 × l0 ^–6 Kulon = 0.000005

İstənilən: P nöqtəsində elektrik sahəsi

Həll yolu:

E = F / Q

E = 0.05 Nyuton / 0.000005 Kulon

E = 5 Nyuton / 0.0005 Kulon

E = 10,000 Nyuton/Kulon

E = 10 ⁴ N/C

E = 10 ⁴ NC ^-1

1. Statik elektrik nədir? CavabStatik elektrik, cisimlərin səthində elektrik yükünün yığılmasına aiddir. Buna "statik" deyilir, çünki yüklər cərəyan elektrikindəki kimi hərəkət etmək və ya axmaq əvəzinə, bir sahədə qalır.
2. Statik elektrik necə yaranır? CavabStatik elektrik tez-tez triboelektrik doldurma prosesi vasitəsilə yaranır, burada müəyyən materiallar fərqli bir materialla sürtünmə təmasında doldurulur. Şarı saçlara sürtmək və ya rezin dabanlı ayaqqabılarla xalçanın üzərində gəzmək statik yüklərin yığılmasına səbəb ola bilər.
3. Niyə bəzən xalçanın üzərində gəzdikdən sonra qapı dəstəyinə toxunanda şoka düşürsünüz? CavabXalçanın üzərində, xüsusən də quru hava şəraitində gəzmək bədəninizdə statik yüklərin yığılmasına səbəb ola bilər. Qapı dəstəyinə və ya başqa bir keçiriciyə toxunduğunuz zaman yüklər tez bir zamanda boşalaraq statik şoka səbəb ola bilər.
4. Rütubət statik elektrikə necə təsir edir? CavabRütubət statik elektrik yığılmasını azaltmağa meyllidir. Havadakı su molekulları elektrik yüklərinin yayılmasına kömək edə bilər. Quru günlərdə statik elektrik yığılması və şoklar ehtimalı daha yüksəkdir.
5. Niyə bəzi materiallar digərlərinə nisbətən statik yüklənməyə daha çox meyllidir? CavabMateriallar elektronları saxlamaq və ya ötürmək qabiliyyətlərinə görə fərqlənir. Rezin və ya müəyyən plastiklər kimi bəzi materiallar digərlərinə nisbətən elektronları daha asan qazanmağa və ya itirməyə meyllidir və bu da onları statik yük yığılmasına daha çox meylli edir.
6. Elektroskopun işləmə prinsipi nədir? CavabElektroskop statik yükün mövcudluğunu aşkar etmək üçün istifadə olunan bir cihazdır. O, adətən iki nazik metal folqa yarpağına birləşdirilmiş metal çubuqdan ibarətdir. Yüklü bir cisim çubuğa yaxınlaşdırıldıqda, oxşar yüklərin itələməsi səbəbindən yarpaqlar bir-birindən uzaqlaşır ki, bu da statik elektrikin mövcudluğunu göstərir.
7. Torpaqlama statik yükləri necə aradan qaldırır? CavabTorpaqlama, artıq yükün böyük bir yük anbarı olan Yerə keçməsi üçün bir yol təmin edir. Statik yüklü bir cisim torpaqlandıqda, əlavə yüklər neytrallaşdırılır və statik yığılmanı azaldır və ya aradan qaldırır.
8. Niyə taxıl silosunda və ya təyyarənin yanacaq doldurulması zamanı qığılcımlar görə bilərsiniz və bu nə üçün təhlükəlidir? CavabTaxılın səthlərə sürtünməsi və ya hərəkət etməsi statik elektrik yarada bilər və eyni şey yanacaq axını üçün də keçərlidir. Statik yük yığılarsa, o, qığılcım kimi boşalır. Tezalışan qazlar, toz və ya mayelər olan mühitlərdə (məsələn, taxıl silosunda və ya təyyarələrdə yanacaq doldurma zamanı) bu qığılcımlar tezalışan materialı alovlandıra və partlayışlara səbəb ola bilər.
9. Antistatik spreylər və ya məhsullar necə işləyir? CavabAntistatik spreylər və məhsullar adətən səthləri bir qədər keçirici edən maddələr ehtiva edir. Bunu etməklə, onlar statik yüklərin yığılmasının qarşısını alır və ya yığılan yükləri dağıtmağa kömək edir.

10. Triboelektrik seriyası nədir? Cavab : Triboelektrik seriyası, materialları başqa bir materiala sürtüldükdə müsbət və ya mənfi yüklənmə meylinə görə sıralayan bir siyahıdır. Siyahının yuxarısındakı materiallar müsbət yüklənməyə, aşağısındakılar isə mənfi yüklənməyə meyllidir.