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

A. 100 NC^-1

B. 96 NC^-1

C. 80 NC^-1

D. 60 NC^-1

E. 16 NC^-1

Diskussion

Det er kendt :

Opladning 1 (q₁) = +Q

Opladning 2 (q₂) = -Q

Afstanden mellem ladning 1 og punkt A (r_1A) = ½ a

Afstanden mellem ladning 2 og punkt A (r_2A) = ½ a

Den elektriske feltstyrke ved punkt A (E_A) = 36 NC^-1

Spurgte Hvis punkt A forskydes ¼ a tættere på en af ​​ladningerne, så er den elektriske feltstyrke for punkt A…

Jawab :

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 ved punkt A :

Fase 2.

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

Afstanden mellem ladning 1 og punkt A (r_1A) = ¼ a

Afstanden mellem ladning 2 og punkt A (r_2A) = 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 ved punkt A :

Det rigtige svar er C.

8. To partikler har hver en ladning q_A = 1 μC og q_B = 4 μC er placeret 4 cm fra hinanden (k = 9 x 10⁹ nr. m² C^-2). Den elektriske feltstyrke i midten af ​​q_A og q_B 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

Ø. 2,25 x 10⁷ NC^-1

Diskussion

Det er kendt :

Ladning A (q_A) = 1 μC = 1 x 10^-6 C

Ladning B (q_B) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

k = 9 x 10⁹ nr. m² 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 (r_B) = 0,02 meter

Spurgte : Den elektriske feltstyrke i centrum af q_A og q_B er…

Jawab :

For at beregne den elektriske feltstyrke i midten q_A og q_B , forudsat at der er en positiv testladning placeret midt 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 modsat retning.

E = E_B - E_A = 9 x 10⁷ - 2,25 x 10⁷ = 6,75 x 10⁷ NC^-1

Det rigtige svar er A.

9. Se på billedet af to punktladninger nedenfor! Hvor er punkt P placeret, så den elektriske feltstyrke ved punkt P er lig med nul? (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. lige midt i Q₁ og Q₂

B. 6 cm til højre for Q₂

C. 6 cm til venstre for Q₁

D. 2 cm til højre for Q₂

Ø. 2 cm til venstre for Q₁

Diskussion

For at beregne den elektriske feltstyrke ved punkt P, antag at der er en positiv testladning ved punkt P. Q₁ positiv og Q₂ negativ, derfor skal punkt P være til højre for Q₂ eller til venstre for Q₁. Hvis punkt P er til venstre for Q₁det elektriske felt genereret af punkt Q₁ Ved punkt P er retningen til venstre (væk fra Q₁) og det genererede elektriske felt Q₂ Ved punkt P er retningen til højre (mod Q)₁Fordi retningen af ​​det elektriske felt er modsat, ophæver de to hinanden, så den elektriske feltstyrke i punkt P er nul.

Det er kendt :

Q₁ = +9 μC = +9 x 10^-6 C

Q₂ = -4 μC = -4 x 10^-6 C

k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2

Afstanden mellem ladning 1 og ladning 2 = 3 cm

Afstanden mellem Q₁ og punkt P (r_1P) = a

Afstanden mellem Q₂ og punkt P (r_2P) = 3 cm + a

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

Jawab :

Punkt P er til venstre for Q₁.

Resulterende elektrisk felt ved punkt A :

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

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

A. 4,6 x 10⁷ NC^-1

B. 3,6 x 10⁷ NC^-1

C. 1,6 x 10⁷ NC^-1

D. 1,4 x 10⁷ NC^-1

Ø. 1,3 x 10⁷ NC^-1

Diskussion

Opladning q₃ placeret i en afstand af 5 cm fra q₂, hvilket betyder ikke til venstre for q₂ men på højre side q₂Hvis på venstre side q₂ så er det resulterende elektriske felt nul. Dette skyldes, at afstanden mellem ladningerne q₃ med ladning q₁ og q₂ er 5 cm, og ladningens størrelse er q₁ lig med ladning q₂.

Fordi ladningen q₃ positiv derefter retning elektrisk felt ved opladning q₃ mod den negative ladning q₂ (E₂) og væk fra den positive ladning q₁ (E₁Det resulterende elektriske felt er summen af ​​de elektriske feltstyrker E₁ og E₂.

Det er kendt :

Opladning q₁ = 5 µC = 5 x 10^-6 Coulomb

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

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

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

k = 9 x 10⁹ nr. m² C^-2

Spurgte Den elektriske feltstyrke ved ladning q₃

Jawab :

Elektrisk feltstyrke 1

E₁ = kq₁ / r₁²

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 10⁷ 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 10⁷ N / C

Resulterende elektrisk feltstyrke

Resulterende elektrisk feltstyrke ved ladning q₃ Adalah:

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. Den elektriske feltstyrke ved punkt P er… (k = 9 x 10⁹ nr. 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

Ø. 4,5 x 10⁹ NC^-1

Diskussion

Det er kendt :

Opladning q_A = +2,5°C

Opladning q_B = -2°C

Afstanden mellem ladningerne q_A og punkt P (r_A) = 5 meter

Afstanden mellem ladningerne q_B og punkt P (r_B) = 2 meter

k = 9 x 10⁹ nr. m² C^-2

Spurgte Elektrisk feltstyrke ved punkt P

Jawab :

Elektrisk feltstyrke A

E_A = kq_A / r_A²

E_A = (9 x 10⁹)(2,5) / (5)²

E_A = (22,5 x 10⁹) / 25

E_A = 0,9 x 10⁹ N / C

Elektrisk feltstyrke B

E_B = kq_B / r_B²

E_B = (9 x 10⁹)(2) / (2)²

E_B = (18 x 10⁹) / 4

E_B = 4,5 x 10⁹ N / C

Resulterende elektrisk feltstyrke

Den resulterende elektriske feltstyrke ved punkt P er:

E = E_B - E_A = (4,5 – 0,9) x 10⁹ = 3,6 x 10⁹ 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 har hver en ladning Q₁ = -40 µC og Q₂ = +5 µC er placeret på den position, der er vist i figuren (k = 9 x 10⁹ nm².C^-2 og 1 µC = 10^-6 C), er den elektriske feltstyrke ved punkt P…

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 :

Opladning q₁ = -40 µC = -40 x 10^-6 C

Opladning q₂ = +5 µC = +5 x 10^-6 C

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

Afstanden mellem ladningerne q₂ og punkt P (r₂) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10^-1 m

k = 9 x 10⁹ nr. m² C^-2

Spurgte Elektrisk feltstyrke ved punkt P

Jawab :

Elektrisk feltstyrke 1

E₁ = kq₁ / r₁²

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 sammen i en forbindelseslinje, hvilket resulterer i 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 q₁

B. 1 cm til højre for q₂

C. ½ cm til højre for q₂

D. ½ cm til venstre for q₁

E. 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

Den elektriske feltstyrke ved punkt P er lig med nul:

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.

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

Hvis den elektriske feltstyrke ved punkt P er k Q/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:

E_P = kQ / x²

Spurgte: x-værdi

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.