Eksempel på spørgsmål om elektriske felter

1. Punkt A er i en afstand af 5 cm fra en ladning på +10 mikro-Coulomb. Størrelsen og retningen af ​​det elektriske felt ved punkt A er… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 mikro-Coulomb = 10^-6 C)
Diskussion
Det er kendt :

Spurgte Størrelsen og retningen af ​​det elektriske felt i punkt A
Jawab :

Retning af det elektriske felt i punkt A :
Den elektriske ladning er positiv, derfor er retningen af ​​det elektriske felt væk fra den elektriske ladning og væk fra punkt A.

2. Afstanden mellem punkt P og en ladning på -20 mikro-Coulomb er 10 cm. Bestem den elektriske feltstyrke og retningen af ​​det elektriske felt i punkt P.
Diskussion
Det er kendt :

Spurgte Størrelsen og retningen af ​​det elektriske felt i punkt P
Jawab :

Retning af det elektriske felt i punkt A :
Den elektriske ladning er negativ, derfor er retningen af ​​det elektriske felt mod den elektriske ladning og væk fra punkt P.

3. To elektriske ladninger er adskilt af en afstand på 40 cm. Den elektriske feltstyrke og retningen af ​​det elektriske felt i punktet placeret midt mellem de to ladninger er…

Diskussion
Antag, at punktet midt mellem de to ladninger er punkt P.
Det er kendt :

Spurgte Størrelsen og retningen af ​​det elektriske felt i punktet midt mellem de to ladninger (punkt P)
Jawab :
Det elektriske felt genereret af ladning A i punkt P :

Ladning A er negativ, så retningen af ​​det elektriske felt er mod ladning A (til venstre).
Det elektriske felt genereret af ladning B i punkt P :

Ladning B er positiv, så retningen af ​​det elektriske felt er væk fra ladning B (til venstre).
Resulterende elektrisk felt ved punkt A :
E_A og E_B i samme retning, derfor lægges de sammen.
E = E_A + E_B
E = (4,5 x 10⁵) + (9 x 10⁵)
E = 13,5 x 10⁵ N / C
Det elektriske felts retning er mod ladning A og væk fra ladning B (til venstre).

4. Det elektriske feltstyrke er nul i et punkt i en afstand af…

Diskussion
Ladning A er positiv, og ladning B er positiv, så den elektriske feltstyrke er nul og ligger midt mellem de to ladninger. Antag, at punktet, hvor den elektriske feltstyrke er nul, er punkt P.
Det er kendt :

Spurgte : elektrisk feltstyrke nul er placeret i et punkt i en afstand af…
Jawab :
Det elektriske felt genereret af ladning A i punkt P :

Ladning A er positiv, så retningen af ​​det elektriske felt, der skabes af ladning A i punkt P, er væk fra ladning A (til højre).
Det elektriske felt genereret af ladning B i punkt P :

Ladning B er positiv, så retningen af ​​det elektriske felt, der skabes af ladning B i punkt P, er væk fra ladning B (til venstre).
Resulterende elektrisk felt ved punkt P = 0 :
E_A og E_B modsat retning.
E_A - E_B = 0
E_A = E_B

Brug ABC-formlen til at bestemme værdien af ​​a.

Det elektriske feltstyrke nul er placeret i et punkt 8 cm fra ladning A eller 12 cm fra ladning B.

5. Afstanden mellem to ladninger A og B er 3 meter. Punkt O er mellem de to ladninger og er 2 meter fra ladning B. q_A = –300 μC og q_B = 600 μC. k = 9 × 10⁹ nr. m² C^-2Den elektriske feltstyrke i punkt O påvirkes af ladningen q_A og q_B er…
A. 9 × 10⁵ N / C
B. 18 × 10⁵ N / C
C. 52 × 10⁵ N / C
D. 60 × 10⁵ N / C
Ø. 81 × 10⁵ N / C

Diskussion:
Det er kendt :
q_A = –300 μC, q_B = 600 μC, k = k = 9 × 10⁹ nr. m² C^-2
Spurgte :
Hvad er den elektriske feltstyrke (E) i punkt O?
Jawab :
Resulterende feltstyrke:
E = E_A + E_B
E = (2700 x 10³ N/C) + (5400 x 10³ N/A)
E = 8100 x 10³ N / C
E = 81 x 10⁵ N / C
Det rigtige svar er E.

6. To ladninger hver af q₁ = -20 μC og q₂ = -40 μC. Hvis ved punkt P, som er 20 cm fra q₂ den resulterende elektriske feltstyrke er nul, så er værdien x er…
A. 11 cm
B. 12 cm
Ca. 13 cm
D. 14 cm
Ø. 15 cm

Diskussion:
Det er kendt :
q₁ = -20 μC, q₂ = -40 μC, r₂ = 0,2 m, r₁ =x
Spurgte :
Afstanden mellem punkt P og q₁ (x) ?
Jawab :
Den resulterende elektriske feltstyrke er nul i punkt P:
Det rigtige svar er D.

7. Punkt A er placeret midt mellem to ladninger af samme størrelse, men forskellige typer, adskilt af en afstand. Størrelsen af ​​den elektriske feltstyrke ved punkt A er på det tidspunkt 36 NC ^-1 . Hvis punkt A forskydes ¼ a tættere på en af ​​ladningerne, så er størrelsen af ​​den elektriske feltstyrke ved punkt A efter at være blevet forskudt ….

A. 100 NC ^-1

B. 96 NC ^-1

C. 80 NC ^-1

D. 60 NC ^-1

E. 16 NC ^-1

Diskussion

Det er kendt, at :

Ladning 1 (q1 ₎ = +Q

Ladning 2 (q² ₎ = -Q

Afstand mellem ladning 1 og punkt A (r²A ₎ = ½ a

Afstand mellem ladning 2 og punkt A (r²A ₎ = ½ a

Elektrisk feltstyrke ved punkt A (EA ₎ = 36 NC ^-1

Spørgsmål : Hvis punkt A forskydes ¼ a tættere på en af ​​ladningerne, så er punkt A's elektriske feltstyrke...

Svar :

Fase 1.

For at beregne den elektriske feltstyrke i punkt A, antag at der er en positiv testladning i det punkt. Tilstedeværelsen af ​​en positiv testladning påvirker retningen af ​​det elektriske felt.

Det elektriske felt genereret af ladningen +Q i punkt A :

Testladningen er positiv, og ladning 1 er positiv, så retningen af ​​det elektriske felt er mod ladning 2.

Det elektriske felt genereret af ladningen -Q i punkt A :

Testladningen er positiv, og ladning 2 er negativ, så retningen af ​​det elektriske felt er mod ladning 2.

Resulterende elektrisk felt i punkt A :

Fase 2.

Hvis punkt A forskydes tættere på ladning 1, så gælder:

Afstanden mellem ladning 1 og punkt A (r1A ₎ = ¼ a

Afstand mellem ladning 2 og punkt A (r²A ₎ = ¾ a

Det elektriske felt genereret af ladningen +Q i punkt A :

Testladningen er positiv, og ladning 1 er positiv, så retningen af ​​det elektriske felt er mod ladning 2.

Det elektriske felt genereret af ladningen -Q i punkt A :

Testladningen er positiv, og ladning 2 er negativ, så retningen af ​​det elektriske felt er mod ladning 2.

Resulterende elektrisk felt i punkt A :

Det rigtige svar er C.

8. To partikler hver med ladninger qA ₌ 1 μC og _qB = 4 μC er placeret 4 cm fra hinanden (k = 9 x 10 ^{^9} N m² ^C − ² ). Den elektriske feltstyrke i midten af ​​qA _og qB _er …

A. 6,75 x ¹⁰⁷ NC ⁻¹

B. 4,50 x ¹⁰⁷ NC ⁻¹

C. 4,20 x ¹⁰⁷ NC ⁻¹

D. 3,60 x ¹⁰⁷ NC ⁻¹

E. 2,25 x ¹⁰⁷ NC ⁻¹

Diskussion

Det er kendt, at :

Ladning A (qA ₎ = 1 μC = 1 ^x 10⁻⁶ C

Ladning B (qB ₎ = 4 μC = 4 ^x 10⁻⁶ C

k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{− 2}

Afstanden mellem ladningerne A og B (r _AB ) = 4 cm = 0,04 meter

Afstanden mellem ladning A og midtpunktet (r _A ) = 0,02 meter

Afstanden mellem ladning B og midtpunktet (rB ₎ = 0,02 meter

Spørgsmål : Den elektriske feltstyrke i midten af ​​q _A og q _B er…

Svar :

For at beregne den elektriske feltstyrke mellem qA og qB _{, antages} det, at en positiv testladning er placeret mellem de to ladninger. Tilstedeværelsen af ​​en positiv testladning påvirker retningen af ​​det elektriske felt.

Det elektriske felt genereret af ladning A i midtpunktet :

Testladningen er positiv, og ladning A er positiv, så retningen af ​​det elektriske felt er mod ladning B.

Det elektriske felt genereret af ladning B i midtpunktet :

Testladningen er positiv, og ladning B er positiv, så retningen af ​​det elektriske felt er mod ladning A.

Resulterende elektrisk felt i midtpunktet :

E _A og E _B er i modsatte retninger.

E = E _B – E _A = 9 x 10 ⁷ – 2,25 x 10 ⁷ = 6,75 x 10 ⁷ NC ^-1

Det rigtige svar er A.

9. Se på følgende billede af to punktladninger! Hvor er punkt P placeret, så den elektriske feltstyrke ved punkt P er lig med nul? (k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{−2 ,} 1 μC = 10 ^{^6} C)

A. lige midt i Q ₁ og Q ₂

B. 6 cm til højre for Q ₂

Ca. 6 cm til venstre for Q ₁

D. 2 cm til højre for Q ₂

Ø. 2 cm til venstre for Q ₁

Diskussion

For at beregne den elektriske feltstyrke ved punkt P antages det, at der er en positiv testladning ved punkt P. Q1 _er positiv, og Q2 _er negativ, derfor skal punkt P være til højre for Q2 _eller til venstre for Q1 _. Hvis punkt P er til venstre for Q1 _, er det elektriske felt genereret af punkt Q1 _ved punkt P rettet mod venstre (væk fra Q1 ₎ , og det elektriske felt genereret af Q2 _ved punkt P er rettet mod højre (mod Q1 ₎ . Fordi retningen af ​​det elektriske felt er modsat, ophæver de to hinanden, så den elektriske feltstyrke ved punkt P er nul.

Det er kendt, at :

Q1 = +9 _μC = +9 x ^10⁻⁶ C

Q² = -4 _μC = -4 x ^10⁻⁶ C

k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{− 2}

Afstanden mellem ladning 1 og ladning 2 = 3 cm

Afstanden mellem Q1 _og punkt P (r1P ₎ = a

Afstanden mellem Q² _og punkt P (r²P ₎ = 3 cm + a

Spørgsmål : Hvor er punkt P placeret, så den elektriske feltstyrke ved punkt P er lig med nul?

Svar :

Punkt P er til venstre for _Q1.

Resulterende elektrisk felt i punkt A :

Brug ABC-formlen til at bestemme værdien af ​​a.

10. Se på følgende billede! Ladning q3 _placeres i en afstand af 5 cm fra q2 _, så er den elektriske feltstyrke ved ladning q3 _… (1 µC = 10-6 ^C )

A. 4,6 x 10⁷ NC^-1

B. 3,6 x ¹⁰⁹ NC ^-1

C. 1,6 x ¹⁰⁹ NC ^-1

D. 1,4 x ¹⁰⁹ NC ^-1

E. 1,3 x ¹⁰⁹ NC ^-1

Diskussion

Ladningen q3 _er placeret i en afstand af 5 cm fra q2 _, hvilket betyder ikke til venstre for q2, _men til højre for q2 _. Hvis den er til venstre for q2 _, er det resulterende elektriske felt nul. Dette skyldes, at afstanden mellem ladningen q3 _og ladningen q1 _og q2 _er 5 cm, og størrelsen af ​​ladningen q1 _er den samme som ladningen _q2.

Fordi ladningen q3 _er positiv, er retningen af ​​det elektriske felt ved ladning _q3 mod den negative ladning q2 ₍ E2 ₎ og væk fra den positive ladning q1 ₍ E1 ₎ . Det resulterende elektriske felt er summen af ​​de elektriske feltstyrker _E1 og _E2.

Det er kendt, at :

Ladning _q1 = 5 µC = 5 x ^10-6 Coulomb

Ladning q² ₌ 5 µC = -5 x ^10-6 Coulomb

Afstanden mellem ladning q1 _og ladning q3 ₍ r1 ₎ = 15 cm = 0,15 m = 15 x ^10-2 meter

Afstanden mellem ladning q2 _og ladning q3 ₍ r2 ₎ = 5 cm = 0,05 m = 5 x ^10-2 meter

k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{- 2}

Spørgsmål : Den elektriske feltstyrke ved ladning _q3

Svar :

Elektrisk feltstyrke 1

E² = _kq² / _r²²​^​

E1 = (9 x 109 ^{) (} 5 x ^10-6 ) / (15 x ^10-2 ) ₂

E1 ₌ (45 x 103 ⁾ / (225 x ^10-4 )

E1 ₌ 0,2 x 105 ^N /C

Elektrisk feltstyrke 2

E² = _kq² / _r²²​^​

E2 = (9 x 109 ^{) (} 5 x ^10-6 ) / (5 x ^10-2 ) ₂

E2 ₌ (45 x 103 ⁾ / (25 x ^10-4 )

E2 ₌ 1,8 x 105 ^N /C

Resulterende elektrisk feltstyrke

Den resulterende elektriske feltstyrke ved ladning q3 _er :

E = E2 _– E1 ₌ (1,8 x ¹⁰⁷ ) – (0,2 x ¹⁰⁷ ) = 1,6 x ¹⁰⁷ N/C

Retningen af ​​det elektriske felt er til venstre eller i retning af _E2.

Det rigtige svar er C.

11. To elektriske ladninger er adskilt som vist på figuren. Feltstyrken ved punkt P er… (k = 9 x 10^ ⁹ N m² ^C - ² )

A. 9,0 x 10⁹ NC^-1

B. 4,5 x ¹⁰⁹ NC ^-1

C. 3,6 x ¹⁰⁹ NC ^-1

D. 5,4 x ¹⁰⁹ NC ^-1

E. 4,5 x ¹⁰⁹ NC ^-1

Diskussion

Det er kendt, at :

Ladning q _A = +2,5 C

Ladning q _B = -2 C

Afstanden mellem ladningen qA _og punkt P (rA ₎ = 5 m

Afstanden mellem ladningen qB _og punkt P (rB ₎ = 2 m

k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{- 2}

Spørgsmål : Styrken af ​​det elektriske felt i punkt P

Svar :

Elektrisk feltstyrke A

E _A = kq _A / r _A ²

E _A = (9 x 10 ⁹ )(2,5) / (5) ²

E _A = (22,5 x 10 ^{^9} ) / 25

EA = 0,9 x ^{10⁶ N} _/ C

Elektrisk feltstyrke B

E _B = kq _B / r _B ²

E _B = (9 x 10^ ⁹ )(2) / (2) ^{^2}

E _B = (18 x 10^ ⁹ ) / 4

E _B = 4,5 x 10^ ⁹ N/C

Resulterende elektrisk feltstyrke

Den resulterende elektriske feltstyrke ved punkt P er:

E = E _B – E _A = (4,5 – 0,9) x 10 ^{^9} = 3,6 x 10^ ⁹ N/C

Retningen af ​​det elektriske felt er til venstre eller i retning af E _B.

Det rigtige svar er C.

12. To elektriske ladninger, hver med ladningen Q1 ₌ -40 µC og Q2 _{= +5 µC, er placeret i den position} ^, der er vist på billedet (k = 9 x 109 ^Nm2.C - 2 ^og 1 µC = 10-6 ^C ), den elektriske feltstyrke ved punkt P er...

A. 2,25 x 10⁶ NC^-1

B. 2,45 x ¹⁰⁶ NC ^-1

C. 5,25 x ¹⁰⁶ NC ^-1

D. 6,75 x ¹⁰⁶ NC ^-1

Ø. 9,00 x ¹⁰⁶ NC ^-1

Diskussion

Det er kendt, at :

Ladning _q1 = -40 µC = -40 x ^10⁻⁶ C

Ladning _q² = +5 µC = +5 x ^10⁻⁶ C

Afstanden mellem ladning q1 _og punkt P(r1 ₎ = 40 cm = 0,4 m = 4 x ^10-1 m

Afstanden mellem ladning q² _og punkt P (r² ₎ = 10 cm = 0,1 = 1 x ^10⁻¹ m

k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{- 2}

Spørgsmål : Styrken af ​​det elektriske felt i punkt P

Svar :

Elektrisk feltstyrke 1

E² = _kq² / _r²²​^​

E1 = (9 x 109 ^{) (} 40 x ^10-6 ) / (4 x ^10-1 ) ₂

E1 ₌ (360 x 103 ⁾ / (16 x ^10-2 )

E1 ₌ 22,5 x 105 ^N /C

Elektrisk feltstyrke 2

E² = _kq² / _r²²​^​

E2 = (9 x 109 ^{) (} 5 x ^10-6 ) / (1 x ^10-1 ) ₂

E2 = (45 x 103 ₎ ^/ 1 x ^10-2

E2 ₌ 45 x 105 ^N /C

Resulterende elektrisk feltstyrke

Den resulterende elektriske feltstyrke ved punkt P er:

E = E2 _– E1 ₌ (45 – 22,5) x 105 ⁼ 22,5 x ¹⁰⁵ N/C

E = 2,25 x 10⁶ ^N /C

Retningen af ​​det elektriske felt er til højre eller i retning af _E2.

Det rigtige svar er A.

13. Fra følgende ladningsbillede, som viser kraftlinjerne på to ladninger tæt på hinanden, er...

Diskussion

Elektriske feltlinjer, eller kraftlinjer, trækkes fra en positiv ladning mod en negativ ladning. Hvis en positiv og en negativ ladning placeres tæt sammen, vil kraftlinjerne fremstå som i svar A.

Det rigtige svar er A.

8. To elektriske ladninger bringes tæt på hinanden i en forbindelsesledning, så de vil producere elektriske feltlinjer. Det korrekte billede er…

Diskussion

Det rigtige svar er D.

9. De korrekte kraftlinjer mellem to ladninger er…

Diskussion

Det rigtige svar er D.

14. Se på følgende billede af to punktladninger!

Hvor er punkt P placeret, så det elektriske feltstyrke ved punkt P er lig med nul?

(k = 9,109 ^Nm2.C - 2 ^, 1 µC = ^10-6 C ⁾

A. 1 cm til højre for q ₁

B. 1 cm til højre for q ₂

C. ½ cm til højre for q ₂

D. ½ cm til venstre for q ₁

E. ½ cm til højre for q ₁

Diskussion

Det er kendt, at:

Ladning 1 (q1 ₎ = -9 µC = -9.10 ^-6 Coulomb

Ladning 2 (q² ₎ = 1 µC = ^1.10-6 Coulomb

Afstanden mellem q1 _og q2 ₍ r12 ₎ = 1 cm

k = 9.10 ^{^ 9} Nm².C - ²

Spørgsmål: Hvor er punkt P placeret, så den elektriske feltstyrke ved punkt P er lig med nul?

Svar:

E1 = elektrisk _feltstyrke genereret af q1 _ved punkt P

Retningen af ​​E1 _er mod q1, _fordi q1 _er negativ.

E2 = elektrisk _feltstyrke genereret af q2 _ved punkt P

Retningen af ​​E₂ _er væk fra q₂, _fordi q₂ _er positiv.

r1 = afstanden mellem _P og q1 ₌ x + 1

r² ₌ afstanden mellem P og q² ₌ x

Den elektriske feltstyrke ved punkt P er lig med nul:

Brug ABC-formlen:

Afstanden mellem P og q² ₌ x = 0,5 cm.

Punkt P er 0,5 cm til højre for q2 _eller 0,25 cm til venstre for _q1.

Det rigtige svar er C.

15. Vær opmærksom på de to ladninger, der er placeret i en afstand a nedenfor!

Hvis den elektriske feltstyrke ved punkt P er kQ/x² ^, så er værdien af ​​x….

A. 1/3 a

B. 2/3 a

C. a

D. 3/2 a

E. 2a

Diskussion

Det er kendt, at:

EP = kQ ^/ _x²

Spurgt: værdi af x

Svar:

Brug ABC-formlen:

Det rigtige svar er A.

16. Nationale eksamensspørgsmål til SMA/MA Fysik U-ZC-2013/2014 nr. 27

Se på følgende billede af to punktladninger!

Hvor er punkt P placeret, så det elektriske feltstyrke ved punkt P er lig med nul?
(k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µC = 10^-6 C)

1. 1 cm til højre for q₁
2. 1 cm til højre for q₂
3. ½ cm til højre for q₂
4. ½ cm til venstre for q₁
5. ½ cm til højre for q₁

Diskussion
Det er kendt, at:
Opladning 1 (q₁) = -9 µC = -9.10^-6 Coulomb
Opladning 2 (q₂) = 1 µC = 1.10^-6 Coulomb
Afstanden mellem q₁ og q₂ (r₁₂) = 1 cm
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Spurgte: Hvor er punkt P placeret, så det elektriske feltstyrke ved punkt P er lig med nul?
Svar:

E₁ = elektrisk feltstyrke genereret af q₁ ved punkt P
Retning E₁ mod q₁ fordi q₁ negativt tegn
E₂ = elektrisk feltstyrke genereret af q₂ ved punkt P
Retning E₂ hold dig væk fra q₂ fordi q₂ positivt tegn
r₁ = afstand mellem P og q₁ = x + 1
r₂ = afstand mellem P og q₂ =x

Elektrisk feltstyrke 1:
Elektrisk feltstyrke 2:

Den elektriske feltstyrke ved punkt P er lig med nul:
a = 8, b = -2, c = -1
Brug ABC-formlen:

Afstand mellem P og q₂ = x = 0,5 cm.
Punkt P er 0,5 cm til højre for q₂ eller 0,25 cm til venstre for q₁.

Det rigtige svar er C.

17. Nationale eksamensspørgsmål til SMA/MA Fysik U-ZC-2013/2014 nr. 27

Overvej to ladninger placeret i afstanden a nedenfor!
Hvis den elektriske feltstyrke ved punkt P er k Q/x², så er værdien af ​​x….

1. 1 / 3 a
2. 2 / 3 a
3. a
4. 3 / 2 a
5. 2a

Diskussion
Det er kendt, at:
E_P = kQ / x²
Spurgte: x-værdi
Svar:
E₁ = elektrisk feltstyrke ved punkt P ved ladning -Q
r₁ = afstand mellem ladning –Q og punkt P = x
E₂ = elektrisk feltstyrke ved punkt P ved ladning +32Q
r₂ = afstand mellem ladning +32Q og punkt P = a + x

Brug ABC-formlen:

Det rigtige svar er A.