20 Παραδείγματα ερωτήσεων σχετικά με τον στατικό ηλεκτρισμό
Ηλεκτρική Δύναμη
1. Το σημείο Α βρίσκεται σε ηλεκτρικό πεδίο . Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο Α είναι 0,5 NC -1 . Εάν ένα αντικείμενο με φορτίο 0,25 C τοποθετηθεί στο σημείο Α, τότε μια δύναμη Coulomb ...
Α. 0,125 Β
Β. 0,25 Ν
Γ. 0,35 Ν
Δ. 0,40 Ν
Α. 0,70 Β
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Ένταση ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο A = 0,5 NC -1
Ηλεκτρικό φορτίο στο σημείο Α = 0,25 C
Ερώτηση: Η δύναμη Coulomb που ασκείται σε ένα ηλεκτρικά φορτισμένο αντικείμενο
Απάντηση:
Ο τύπος που δηλώνει τη σχέση μεταξύ ηλεκτρικής δύναμης (F), ηλεκτρικού πεδίου (E) και ηλεκτρικού φορτίου (q) είναι:
F = q E
F = (0,25°C)(0,5°C -1 )
F = 0,125 Ν
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
2. Δύο φορτία των 5 C και 4 C απέχουν μεταξύ τους 3 m. Αν k = 9 × 10 9 Nm 2 C –2 , τότε το μέγεθος της δύναμης Coulomb που ασκείται στα δύο φορτία είναι…
Α. 2 × 10 9 Β
Β. 60 × 10 9 Β
Γ. 2 × 10 10 N
Δ. 6 × 10 10 Β
Ε. 20 × 10 10 Β
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Φορτίο 1 (q1 ) = 5 C
Φορτίο 2 (q2 ) = 4 C
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων 1 και 2 (r) = 3 μέτρα.
Σταθερά Κουλόμπ (k) = 9 × 10 9 Nm 2 C –2
Ερώτηση: Το μέγεθος της δύναμης Coulomb (F)
Απάντηση:
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
3. Τα ηλεκτρικά φορτία +q 1 = 10 μC, +q 2 = 20 μC και q 3 διαχωρίζονται όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Έτσι ώστε η δύναμη Coulomb που ασκείται στο φορτίο q 2 να είναι μηδέν, τότε το φορτίο q 3 είναι…
Α. +2,5 μC
Β. –2,5 μC
Γ. +25 μC
Δ. –25 μC
Ε. +4 μC
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Φορτίο 1 (q1 ) = 10 μC = 10 x 10-6 C
Φορτίο 2 (q2 ) = 20 μC = 20 x 10-6 C
Ερώτηση: Ποιο είναι το φορτίο q 3 ώστε η δύναμη Coulomb που ασκείται στο φορτίο q 2 να είναι ίση με μηδέν (F 2 = 0).
Απάντηση:
Υπάρχουν δύο δυνάμεις που ασκούνται στο + q2.
Η πρώτη δύναμη είναι η απωστική δύναμη μεταξύ του φορτίου +q1 και του φορτίου +q2 , δηλαδή η F12 , η οποία έχει κατεύθυνση προς τα δεξιά.
Για να είναι μηδέν η προκύπτουσα ηλεκτρική δύναμη που ασκείται στο q2 , το q3 πρέπει να είναι αρνητικά φορτισμένο . Επομένως, η δεύτερη δύναμη είναι η ελκτική δύναμη μεταξύ των φορτίων +q2 και -q3 , δηλαδή το F23 , η οποία έχει κατεύθυνση προς τα αριστερά. Αυτές οι δύο δυνάμεις που ασκούνται στο q2 έχουν το ίδιο μέγεθος αλλά αντίθετες κατευθύνσεις.
Η συνισταμένη δύναμη στο +q2 είναι ίση με μηδέν.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
4. Τα σημεία Α και Β έχουν ηλεκτρικό φορτίο −10 μC και +40 μC αντίστοιχα. Αρχικά, τα δύο φορτία τοποθετούνται σε απόσταση 0,5 μέτρων μεταξύ τους, έτσι ώστε να προκύπτει μια δύναμη Coulomb F Newton. Εάν η απόσταση μεταξύ Α και Β αλλάξει σε 1,5 μέτρα, τότε η δύναμη Coulomb που προκύπτει είναι...
Α. 1 / 9 F
Β. 1 / 3 ΣΤ
Γ. 3 / 2 F
Δ. 3 ΣΤ
Ε. 9 ΣΤ
Συζήτηση
Συγκρίνετε τη συζήτηση της ερώτησης με αριθμό 9.
Η απόσταση μεταξύ Α και Β αλλάζει σε 1,5 μέτρο ή 3 φορές την αρχική απόσταση.
Η δύναμη είναι αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης:
Η δύναμη Coulomb που προκύπτει είναι 1/9 F.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
5. Ένα σύστημα με 3 ελεύθερα φορτία ίσου μεγέθους τοποθετείται έτσι ώστε να είναι ισορροπημένο όπως φαίνεται στην εικόνα. Αν το Q3 μετατοπιστεί κατά 1/3 φορές πιο κοντά στο Q2 , τότε ο λόγος του μεγέθους της δύναμης Coulomb F2 : F1 γίνεται ….
Α. 1:3
Β. 2: 3
Γ. 3:4
Δ. 9: 1
Ε. 9:4
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι :
Η απόσταση μεταξύ q1 και q2 = x
Η απόσταση μεταξύ q2 και q3 = 2/3 x
Ερώτηση : F 2 : F 1 = …. ;
Απάντηση :
Ο τύπος του νόμου του Κουλόμπ:
Περιγραφή: k = σταθερά, q 1 = φορτίο 1, q 2 = φορτίο 2, r = απόσταση μεταξύ φορτίου 1 και φορτίου 2
Σύγκριση του μεγέθους της δύναμης Coulomb
Τα q1 , q2 και q3 είναι ίσα, επομένως εξαλείφονται από την εξίσωση. Τα k και x2 έχουν επίσης το ίδιο μέγεθος και βρίσκονται στην αριστερή και τη δεξιά πλευρά, επομένως εξαλείφονται από την εξίσωση.
Η σωστή απάντηση είναι η Ε.
6. Κοιτάξτε την παρακάτω εικόνα. Τα τρία ηλεκτρικά φορτία q 1 , q και q 2 βρίσκονται σε μια γραμμή. Αν q = 5,0 μC και d = 30 cm, τότε το μέγεθος και η κατεύθυνση της ηλεκτρικής δύναμης που ασκείται στο φορτίο q είναι… (k = 9 x 10 9 N m 2 C -2 )
Α. 7,5 Β προς q1
Β. 7,5 N προς το q 2
Γ. 15 Β προς το q 1
Δ. 22,5 Β προς το q 1
Α. 22,5 Β προς το q 2
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Φορτίο 1 (q1 ) = 30 μC = 30 x 10-6 C
Φορτίο 2 (q2 ) = 60 μC = 60 x 10-6 C
Φορτίο 3 (q) = 5 μC = 5 x 10-6 C
Η απόσταση μεταξύ q 1 και q = d
Η απόσταση μεταξύ q2 και q = 2d
d = 30 cm = 0,3 μέτρα
δ2 = (0,3) 2 = 0,09
Σταθερά Κουλόμπ (k) = 9 x 109 N m 2 C -2
Ερώτηση: Το μέγεθος και η κατεύθυνση της ηλεκτρικής δύναμης που ασκείται σε ένα ηλεκτρικό φορτίο
Απάντηση:
Υπάρχουν δύο δυνάμεις που ασκούνται στο q, συγκεκριμένα η F1 κατευθύνεται προς τα δεξιά (τα q και q1 είναι θετικά φορτισμένα έτσι ώστε το F1 να απέχει από το q και το q1 ) και η F2 κατευθύνεται προς τα αριστερά (τα q και q2 είναι θετικά φορτισμένα έτσι ώστε το F2 να απέχει από το q και το q2 ) . Αρχικά, υπολογίστε τις F1 και F2.
Συνιστώμενη δύναμη:
Σ F = 15 – 7,5 = 7,5
Η συνισταμένη δύναμη είναι 7,5 Newton. Η κατεύθυνσή της είναι η ίδια με την F1 , δηλαδή προς τα δεξιά προς το q2.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
Ηλεκτρικό πεδίο
7. Ένα σημειακό φορτίο q βρίσκεται στο σημείο P σε ένα ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από ένα φορτίο (+), έτσι ώστε να δέχεται μια δύναμη 0,05 N προς την κατεύθυνση προς το φορτίο. Εάν η ένταση του πεδίου στο σημείο P είναι 2 x 10 –2 NC –1 , τότε το μέγεθος και ο τύπος του φορτίου που παράγει το πεδίο είναι…
Α. 5,0°C, θετικό
Β. 5,0 C, αρνητικό
C. 3,0 C, θετικό
Δ. 2,5 C, αρνητικό
Ε. 2,5 C, θετικό
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Ηλεκτρική δύναμη (F) = 0,05 N
Ένταση ηλεκτρικού πεδίου (E) = 2 x 10 –2 NC –1 = 0,02 NC –1
Ερώτηση: Το μέγεθος και ο τύπος του φορτίου που δημιουργεί το πεδίο
Απάντηση:
Το ηλεκτρικό φορτίο υπολογίζεται χρησιμοποιώντας έναν τύπο που δηλώνει τη σχέση μεταξύ ηλεκτρικής δύναμης (F), ηλεκτρικού πεδίου (E) και ηλεκτρικού φορτίου (q):
F = q E
q = F / E = 0,05 N / 0,02 NC –1 = 2,5 Κουλόμπ
Το φορτίο q δέχεται ηλεκτρική δύναμη προς την κατεύθυνση του (+) φορτίου, η οποία δημιουργεί ηλεκτρικό πεδίο, με αποτέλεσμα το φορτίο q να έχει αρνητικό πρόσημο.
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
8. Η απόσταση μεταξύ δύο φορτίων A και B είναι 4 m. Το σημείο C βρίσκεται μεταξύ των δύο φορτίων, 1 m από το A. Αν Q A = –300 μC, Q B = 600 μC. 1/4 π ε 0 = 9 × 10 9 N m 2 C –2 , τότε η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο C λόγω της επίδρασης των δύο φορτίων είναι…
Α. 9 × 10 5 NC –1
Β. 18 × 10 5 NC –1
Γ. 33 × 10 5 NC –1
Δ. 45 × 10 5 NC –1
Ε. 54 × 10 5 NC –1
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων A και B (r AB ) = 4 μέτρα
Η απόσταση μεταξύ του σημείου C και του φορτίου A (rAC ) = 1 μέτρο
Η απόσταση μεταξύ του σημείου C και του φορτίου B (rBC ) = 3 μέτρα
Φορτίο A (q A ) = –300 μC = -300 x 10 -6 C = -3 x 10 -4 Κουλόμπ
Φορτίο B (q B ) = 600 μC = 600 x 10 -6 C = 6 x 10 -4 Κουλόμπ
Σταθερά (k) = 9 × 10 9 N m 2 C –2
Ερώτηση: ένταση ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο C
Απάντηση:
Το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από το φορτίο Α στο σημείο C:
Το φορτίο Α είναι αρνητικό, επομένως η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου είναι προς το φορτίο Α και μακριά από το φορτίο Β (προς τα αριστερά).
Το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από το φορτίο Β στο σημείο C:
Το φορτίο Β είναι θετικό, επομένως η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου είναι μακριά από το φορτίο Β και προς το φορτίο Α (προς τα αριστερά).
Προκύπτον ηλεκτρικό πεδίο στο σημείο Α:
Τα E A και E B έχουν την ίδια κατεύθυνση, επομένως προστίθενται.
Ε = Ε Α + Ε Β
Ε = (27 x 105 ) + (6 x 105 )
E = 33 x 105 N /C
Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου είναι προς το φορτίο Α και μακριά από το φορτίο Β (προς τα αριστερά).
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
9. Ένας κόκκος σκόνης βάρους 1 χιλιοστόγραμμου μπορεί να αιωρείται στον αέρα λόγω του ηλεκτρικού πεδίου που συγκρατεί τη σκόνη. Εάν το φορτίο της σκόνης είναι 0,5 μC και η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι 10 m/s2 , προσδιορίστε το μέγεθος του ηλεκτρικού πεδίου που μπορεί να συγκρατήσει τη σκόνη.
Α. 5 Β/Κ
Β. 10 Β/Κ
Γ. 20 Β/Κ
Δ. 25 Β/Κ
Ε. 40 Β/Κ
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Μάζα σκόνης (m) = 1 χιλιοστόγραμμο = 1 x 10 -6 kg
Φορτίο σκόνης (q) = 0,5 μC = 0,5 x 10-6 C
Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/ s²
Ερώτηση: Η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου που συγκρατεί τη σκόνη
Απάντηση:
Τύπος βάρους:
w = mg
Περιγραφή: w = βάρος σκόνης, m = μάζα σκόνης, g = επιτάχυνση λόγω βαρύτητας
Η βαρυτική δύναμη που ασκείται στη σκόνη ή το βάρος της σκόνης υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο βάρους:
w = mg = (1 x 10-6 kg )(10 m/s² ) = 10 x 10-6 kg m/s² = 10 x 10-6 Newtons
Τύπος έντασης ηλεκτρικού πεδίου:
E = F/q
Περιγραφή: E = ένταση ηλεκτρικού πεδίου, F = ηλεκτρική δύναμη, q = ηλεκτρικό φορτίο
Η σκόνη επιπλέει στον αέρα, επομένως η συνισταμένη δύναμη που ασκείται στη σκόνη πρέπει να είναι μηδέν. Η βαρύτητα της σκόνης κατευθύνεται προς τα κάτω, επομένως η ηλεκτρική δύναμη πρέπει να κατευθύνεται προς τα πάνω, και το μέγεθος της βαρύτητας της σκόνης πρέπει να είναι ίσο με το μέγεθος της ηλεκτρικής δύναμης, έτσι ώστε η συνισταμένη δύναμη στη σκόνη να είναι μηδέν. Έτσι, το F στον τύπο της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου μπορεί να αντικατασταθεί από το w στον τύπο του βάρους.
E = F/q = w/q
Ε = (10 x 10-6 Ν ) / (0,5 x 10-6 C)
E = 10 N / 0,5 C
E = 20 N/C
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
10. Δύο φορτία, q 1 = 32 μC και q 2 = -214 μC, απέχουν μεταξύ τους απόσταση x, όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Αν στο σημείο p, το οποίο απέχει 10 cm από το q 2, η προκύπτουσα ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι μηδέν. Τότε το μέγεθος του x είναι….
Α. 20 εκ.
Β. 30 εκ.
Γ. 40 εκ.
Δ. 50 εκ
Ε. 60 εκ.
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Φόρτιση 1 (Q1 ) = 32 μC
Φορτίο 2 (Q2 ) = -214 μC
Απόσταση του σημείου p από το q 1 = x + 10 cm
Απόσταση του σημείου p από το q 2 = 10 cm
Ερώτηση: x
Απάντηση:
Το E1 είναι το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από το φορτίο Q1 . Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου είναι μακριά από το Q1 επειδή το Q1 είναι θετικά φορτισμένο. Το E2 είναι το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από το φορτίο Q2 . Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου είναι προς το Q2 επειδή το Q2 είναι αρνητικά φορτισμένο.
Στο σημείο p που απέχει 10 cm από το Q2 , η προκύπτουσα ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι μηδέν.
Χρησιμοποιήστε τον τύπο ABC:
11. Ένα σημείο με φορτίο q βρίσκεται στο σημείο P σε ένα ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από ένα φορτίο (+), έτσι ώστε να δέχεται δύναμη 0,05 N. Εάν το μέγεθος του φορτίου είναι +5 × l0 –6 Coulomb, τότε το μέγεθος του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο P είναι…
Α. 2,5 × 10 3 NC –1
Β. 3.0 × 10 3 NC –1
Γ. 4,5 × l0 3 NC –1
Δ. 8,0 × 10 3 NC –1
Ε. 10 4 NC –1
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Ηλεκτρική δύναμη (F) = 0,05 Newton
Ηλεκτρικό φορτίο (Q) = +5 × l0 –6 Κουλόμπ = 0,000005
Ερώτηση: Ποιο είναι το μέγεθος του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο P;
Απάντηση:
Ο τύπος που δηλώνει τη σχέση μεταξύ ηλεκτρικού πεδίου, ηλεκτρικής δύναμης και ηλεκτρικού φορτίου:
Ε = Φ / Κ
E = 0,05 Newton / 0,000005 Coulomb
E = 5 Newton / 0,0005 Coulomb
E = 10.000 Newton/Coulomb
E = 10 4 N/C
Ε = 10 4 NC -1
Η σωστή απάντηση είναι η Ε.
12. Τρία φορτία είναι διατεταγμένα όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Η δύναμη Coulomb που ασκείται στο φορτίο Β είναι …. (k = 9 x 109 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C)
Α. 09 x 101 Χρέωση από Ν προς Γ
Β. 09 x 101 N για να χρεώσετε το A
Γ. 18 x 101 Χρέωση από Ν προς Γ
Δ. 18 x 101 N για να χρεώσετε το A
Ε. 36 x 101 Χρέωση από Ν προς Γ
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
qA = 10 µC = 10 x 10-6 C = 10-5 Κουλόμβ
qB = 10 µC = 10 x 10-6 = 10-5 Κουλόμβ
qC = 20 µC = 20 x 10-6 = 2 χ 10-5 Κουλόμβ
rAB = 0,1 μέτρα = 10-1 μετρητής
rBC = 0,1 μέτρα = 10-1 μετρητής
k = 9 x 109 Nm2C-2
Ερωτηθείς Δύναμη Κουλόμπ που ασκείται στο φορτίο Β
Jawab :
Υπάρχουν δύο δυνάμεις Coulomb ή ηλεκτρικές δυνάμεις που ασκούνται στο φορτίο Β, συγκεκριμένα η δύναμη Coulomb μεταξύ των φορτίων A και B (F AB ) και η δύναμη Coulomb μεταξύ των φορτίων B και C (F BC ). Η δύναμη Coulomb που ασκείται στο φορτίο B είναι η συνισταμένη των F AB και F BC.
Δύναμη Κουλόμπ μεταξύ των φορτίων Α και Β:
Το φορτίο Α έχει θετικό πρόσημο και το φορτίο Β έχει θετικό πρόσημο, επομένως το FAB προς την χρέωση C.
Δύναμη Κουλόμπ μεταξύ των φορτίων Β και C:
Το φορτίο Β είναι θετικό και το φορτίο C είναι θετικό, επομένως το FBC προς την κατηγορία Α.
Δύναμη Κουλόμπ που ασκείται στο φορτίο Β:
FB = ΣΤBC - ΣΤAB = 180 – 90 = 90 Β
Το μέγεθος της δύναμης Coulomb που ασκείται στο φορτίο B (FB) είναι 90 Νιούτον. Η κατεύθυνση του FB ίδιο με την κατεύθυνση FBC δηλαδή προς την κατηγορία Α.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
13. Το μέγεθος και η κατεύθυνση της δύναμης Coulomb στο φορτίο B είναι... (k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C)
Α. 2,5 χιλιάδες Q2 r-2 στα αριστερά
Β. 2,5 χιλ. Q2 r-2 στα δεξιά
Γ. 2 χιλ. Q2 r-2 στα αριστερά
Δ. 2 χιλ. Q2 r-2 στα δεξιά
Ε. 1 χιλ. Q2 r-2 στα αριστερά
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Χρέωση A (qA) = +Q
Χρέωση Β (qB) = -2Q
Φόρτιση C (qC) = -Q
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων A και B (rAB) = r
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων B και C (rBC) = 2r
k = 9 x 109 Nm2C-2
Ερωτηθείς : το μέγεθος και η κατεύθυνση της δύναμης Coulomb στο φορτίο B
Jawab :
Δύναμη Coulomb μεταξύ φορτίου A και φορτίου B:
Το φορτίο Α είναι θετικό και το φορτίο Β είναι αρνητικό, επομένως η κατεύθυνση είναι F.AB προς τη χρέωση Α
Δύναμη Κουλόμπ μεταξύ φορτίου Β και φορτίου C:
Το φορτίο Β είναι αρνητικό και το φορτίο C είναι αρνητικό, επομένως η κατεύθυνση του F είναιBC προς τη χρέωση Α
Η συνισταμένη δύναμη που ασκείται στο φορτίο Β:
Φ = ΦAB + FBC = 2 k Q2/r2 + 0,5 χιλ. Q2/r2 = 2,5 k Q2/r2 = 2,5 k Q2 r-2
Η κατεύθυνση της δύναμης Coulomb είναι προς το φορτίο Α ή προς τα αριστερά.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
Ηλεκτρικό πεδίο
14. Κοιτάξτε την παρακάτω εικόνα με δύο σημειακά φορτία! Πού βρίσκεται το σημείο P, ώστε η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο P να είναι ίση με μηδέν; (k = 9 x 109 Nm2C-2, 1 μC = 10-6 C)
Α. ακριβώς στη μέση του Q1 και Q2
Β. 6 cm δεξιά του Q2
Γ. 6 cm αριστερά του Q1
Δ. 2 cm δεξιά του Q2
Ε. 2 cm αριστερά από το Q1
Συζήτηση
Για να υπολογίσουμε την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο P, υποθέτουμε ότι υπάρχει ένα θετικό φορτίο δοκιμής στο σημείο P. Q1 θετικό και Q2 αρνητικό, επομένως το σημείο P πρέπει να βρίσκεται δεξιά του Q2 ή αριστερά του Q1. Αν το σημείο P βρίσκεται αριστερά του Q1; το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από το σημείο Q1 στο σημείο P η κατεύθυνση είναι προς τα αριστερά (μακριά από το Q)1) και το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται Q2 στο σημείο P η κατεύθυνση είναι προς τα δεξιά (προς το Q)1). Επειδή η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου είναι αντίθετη, τα δύο αλληλοεξουδετερώνονται έτσι ώστε η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο P να είναι μηδέν.
Είναι γνωστό :
Q1 = +9 μC = +9 x 10-6 C
Q2 = -4 μC = -4 x 10-6 C
k = 9 x 109 Nm2C-2
Η απόσταση μεταξύ του φορτίου 1 και του φορτίου 2 = 3 cm
Η απόσταση μεταξύ Q1 και το σημείο P (r1P) = α
Η απόσταση μεταξύ Q2 και το σημείο P (r2P) = 3 + α
Ερωτηθείς Πού βρίσκεται το σημείο P έτσι ώστε η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο P να είναι ίση με μηδέν;
Jawab :
Το σημείο P βρίσκεται αριστερά από το Q1.
Το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από το Q1 στο σημείο P :
Θετικό φορτίο δοκιμής και Q1 θετικό έτσι ώστε η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου να είναι προς τα αριστερά.
Το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από το Q2 στο σημείο P :
Θετικό φορτίο δοκιμής και Q2 αρνητική, έτσι ώστε η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου να είναι προς τα δεξιά.
Προκύπτον ηλεκτρικό πεδίο στο σημείο Α :
E1 και Ε2 αντίθετη κατεύθυνση.
E1 - Ε2 = 0
E1 = Ε2
Χρησιμοποιήστε τον τύπο ABC για να προσδιορίσετε την τιμή του a.
α = -1,25, β = -13,5, γ = -20,25
Δεν μπορεί να είναι αρνητικό.
Η απόσταση μεταξύ Q2 και το σημείο P (r2P) = 3 + a = 3 – 1,8 = 1,2 cm.
Το σημείο P βρίσκεται σε απόσταση 1,2 cm δεξιά από το Q.2.
15. Κοιτάξτε την ακόλουθη εικόνα! Φόρτιση q3 τοποθετημένο σε απόσταση 5 cm από το q2, τότε η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο φορτίο q3 είναι… (1 µC = 10-6 C)
Α. 4,6 x 107 NC-1
Β. 3,6 x 107 NC-1
Γ. 1,6 x 107 NC-1
Δ. 1,4 x 107 NC-1
Ε. 1,3 x 107 NC-1
Συζήτηση
Φόρτιση q3 τοποθετημένο σε απόσταση 5 cm από το q2, που σημαίνει όχι αριστερά του q2 αλλά στη δεξιά πλευρά q2Αν στην αριστερή πλευρά q2 τότε το ηλεκτρικό πεδίο που προκύπτει είναι μηδέν. Αυτό συμβαίνει επειδή η απόσταση μεταξύ των φορτίων q3 με χρέωση q1 και q2 είναι 5 cm και το μέγεθος του φορτίου είναι q1 ίσο με το φορτίο q2.
Επειδή το φορτίο q3 είναι θετικό, η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου στο φορτίο q3 είναι προς το αρνητικό φορτίο q2 ( E2 ) και μακριά από το θετικό φορτίο q1 ( E1 ) . Το προκύπτον ηλεκτρικό πεδίο είναι το άθροισμα των εντάσεων του ηλεκτρικού πεδίου E1 και E2.
Είναι γνωστό :
Φόρτιση q1 = 5 µC = 5 x 10-6 Κουλόμβ
Φόρτιση q2 = 5 µC = -5 x 10-6 Κουλόμβ
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων q1 και χρέωση q3 (r1) = 15 εκ. = 0,15 μ. = 15 x 10-2 μετρητής
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων q2 και χρέωση q3 (r2) = 5 εκ. = 0,05 μ. = 5 x 10-2 μετρητής
k = 9 x 109 Νμ2 C-2
Ερωτηθείς Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο φορτίο q3
Jawab :
Ένταση ηλεκτρικού πεδίου 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 χ 107 N / C
Ένταση ηλεκτρικού πεδίου 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 χ 107 N / C
Προκύπτουσα ένταση ηλεκτρικού πεδίου
Προκύπτουσα ένταση ηλεκτρικού πεδίου στο φορτίο q3 ανταλλάχ:
Ε = Ε2 - Ε1 = (1,8 x 107)– (0,2 x 107) = 1,6 x 107 N / C
Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου είναι προς τα αριστερά ή προς την κατεύθυνση του E.2.
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
16. Δύο ηλεκτρικά φορτία διαχωρίζονται όπως φαίνεται στο σχήμα. Η ένταση του πεδίου στο σημείο P είναι… (k = 9 x 109 Νμ2 C-2)
Α. 9,0 x 109 NC-1
Β. 4,5 x 109 NC-1
Γ. 3,6 x 109 NC-1
Δ. 5,4 x 109 NC-1
Ε. 4,5 x 109 NC-1
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Φόρτιση qA = +2,5°C
Φόρτιση qB = -2°C
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων qA και το σημείο P (rA) = 5 μ.
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων qB και το σημείο P (rB) = 2 μ.
k = 9 x 109 Νμ2 C-2
Ερωτηθείς : Ένταση ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο P
Jawab :
Ένταση ηλεκτρικού πεδίου Α
EA = kqA / rA2
EA = (9 x 109(2,5) / (5)2
EA = (22,5 x 109) / 25
EA = 0,9 χ 109 N / C
Ένταση ηλεκτρικού πεδίου Β
EB = kqB / rB2
EB = (9 x 109(2) / (2)2
EB = (18 x 109) / 4
EB = 4,5 χ 109 N / C
Προκύπτουσα ένταση ηλεκτρικού πεδίου
Η προκύπτουσα ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο P είναι:
Ε = ΕB - ΕA = (4,5 – 0,9) x 109 = 3,6 χ 109 N / C
Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου είναι προς τα αριστερά ή προς την κατεύθυνση του E.B.
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
17. Δύο ηλεκτρικά φορτία έχουν το καθένα ένα φορτίο Q.1 = -40 µC και Q2 = +5 µC βρίσκεται στη θέση όπως φαίνεται στο σχήμα (k = 9 x 109 Nm2.C-2 και 1 µC = 10-6 Γ), η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο P είναι…
Α. 2,25 x 106 NC-1
Β. 2,45 x 106 NC-1
Γ. 5,25 x 106 NC-1
Δ. 6,75 x 106 NC-1
Ε. 9,00 x 106 NC-1
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Φόρτιση q1 = -40 µC = -40 x 10-6 C
Φόρτιση q2 = +5 µC = +5 x 10-6 C
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων q1 και το σημείο P (r1) = 40 εκ. = 0,4 μ. = 4 x 10-1 m
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων q2 και το σημείο P (r2) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10-1 m
k = 9 x 109 Νμ2 C-2
Ερωτηθείς : Ένταση ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο P
Jawab :
Ένταση ηλεκτρικού πεδίου 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 χ 105 N / C
Ένταση ηλεκτρικού πεδίου 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 χ 105 N / C
Προκύπτουσα ένταση ηλεκτρικού πεδίου
Η προκύπτουσα ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο P είναι:
Ε = Ε2 - Ε1 = (45 – 22,5) x 105 = 22,5 χ 105 N / C
Ε = 2,25 x 106 N / C
Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου είναι δεξιά ή προς την κατεύθυνση του E.2.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
18. Δύο ηλεκτρικά φορτία τοποθετούνται ξεχωριστά όπως φαίνεται στο σχήμα. Το φορτίο στο Α είναι 8 µC και η ελκτική δύναμη που ασκείται και στα δύο φορτία είναι 45 N. Εάν το φορτίο Α μετατοπιστεί προς τα δεξιά κατά 1 cm και k = 9.109 Nm2.C-2, τότε η ελκτική δύναμη που ασκείται στα δύο φορτία είναι...
Α. 45 Β
Β. 60 Ν
Γ. 80 Ν
Δ. 90 Ν
Α. 120 Β
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Το ηλεκτρικό φορτίο στο A (qA) = 8 µC = 8 x 10-6 Κουλόμβ
Η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των δύο φορτίων (F) = 45 Newton
Η απόσταση μεταξύ των δύο φορτίων (rAB) = 4 εκ. = 0,04 μέτρα = 4 x 10-2 μετρητής
Σταθερά (k) = 9 x 109 Nm2.C-2
Ερωτηθείς : Η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των δύο φορτίων αν το φορτίο Α μετατοπιστεί προς τα δεξιά κατά 1 cm ή 0,01 μέτρα
Jawab :
Αρχικά, υπολογίστε το ηλεκτρικό φορτίο στο σημείο Β και, στη συνέχεια, υπολογίστε την ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των δύο ηλεκτρικών φορτίων, αν το ηλεκτρικό φορτίο στο σημείο Α μετατοπιστεί προς τα δεξιά κατά 1 cm.
Ηλεκτρικό φορτίο στο Β :
Τύπος νόμου του Κουλόμπ :
F = k (qA)(ε)B) /r2
Παρ2 = k (qA)(ε)B)
qB = F r2 / k (qA)
Ηλεκτρικό φορτίο στο Β :
qB = (45)(4 x 10-2)2 / (9 x 109)(8 x 10-6)
qB = (45)(16 x 10-4) / 72 x 103
qB = (720 x 10-4) / (72 x 103)
qB = 10 χ 10-7 Κουλόμβ
Η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των ηλεκτρικών φορτίων Α και Β :
Αν το φορτίο στο σημείο Α μετατοπιστεί προς τα δεξιά κατά 1 cm, η απόσταση μεταξύ των δύο φορτίων γίνεται 3 cm = 0,03 μέτρα = 3 x 10-2 μετρητής
F = k (qA)(ε)B) /r2
F = (9 x 109)(8 x 10-6)(10 x 10-7) / (3 x 10-2)2
F = (9 x 109)(80 x 10-13) / (9 x 10-4)
F = (1 x 109)(80 x 10-13) / (1 x 10-4)
F = (80 x 10-4) / (1 x 10-4)
F = 80 Νιούτον
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
19. Δύο ηλεκτρικά φορτία P και Q που απέχουν 10 cm μεταξύ τους δέχονται μια ελκτική δύναμη 8 N. Εάν το φορτίο Q μετατοπιστεί κατά 5 cm προς το φορτίο P (1 µC = 10-6 C και k = 9 x 109 Nm2.C-2), τότε η ηλεκτρική δύναμη που ασκείται είναι...
Α. 8 Β
Β. 16 Ν
Γ. 32 Ν
Δ. 40 Ν
Α. 56 Β
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων P και Q (rPQ) = 10 εκ. = 0,1 μ. = 1 x 10-1 m
Η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των φορτίων P και Q (F) = 8 N
Ηλεκτρικό φορτίο Q (qQ) = 40 µC = 40 x 10-6 C
Σταθερά (k) = 9 x 109 Nm2.C-2
Ερωτηθείς : Η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των φορτίων P και Q εάν το φορτίο Q μετατοπιστεί 5 cm προς το φορτίο P
Jawab :
Αρχικά, υπολογίστε το ηλεκτρικό φορτίο P και στη συνέχεια την ηλεκτρική δύναμη που ασκείται μεταξύ των δύο ηλεκτρικών φορτίων, αν το ηλεκτρικό φορτίο Q μετατοπιστεί κατά 5 cm προς το φορτίο P.
Ηλεκτρικό φορτίο P :
qP = F r2 / k (qQ)
qP = (8)(1 x 10-1)2 / (9 x 109)(40 x 10-6)
qP = (8)(1 x 10-2) / 360 x 103
qP = (8 x 10-2) / (36 x 104)
qP = (1 x 10-2) / (4,5 x 104)
qP = (1/4,5) x 10-6 Κουλόμβ
Η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των ηλεκτρικών φορτίων P και Q :
Αν το φορτίο στο σημείο Q μετατοπιστεί προς τα αριστερά κατά 5 cm, η απόσταση μεταξύ των δύο φορτίων γίνεται 5 cm = 0,05 μέτρα = 5 x 10-2 μετρητής
F = k (qP)(ε)Q) /r2
F = (9 x 109)( (1/4,5) x 10-6)(40 x 10-6) / (5 x 10-2)2
F = (2 x 103)(40 x 10-6) / (25 x 10-4)
F = (80 x 10-3) / (25 x 10-4)
F = 3,2 x 101
F = 32 Νιούτον
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
20. Κοιτάξτε την ακόλουθη εικόνα ηλεκτρικού φορτίου. Η ηλεκτρική δύναμη που ασκείται στο φορτίο q είναιB είναι 8 N (1 µC = 10-6 Γ) και (k = 9.109 Nm2.C-2). Εάν το φορτίο qB μετατοπιστεί κατά 4 cm από το A, τότε η ηλεκτρική δύναμη που ασκείται είναι qB τώρα είναι…
Α. 2 Β
Β. 4 Ν
Γ. 6 Ν
Δ. 8 Ν
Α. 10 Β
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Η απόσταση μεταξύ των φορτίων A και B (rAB) = 2 εκ. = 0,02 μ. = 2 x 10-2 m
Η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των φορτίων A και B (F) = 8 N
Ηλεκτρικό φορτίο A (qA) = 2 µC = 2 x 10-6 C
Σταθερά (k) = 9 x 109 Nm2.C-2
Ερωτηθείς : Η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των φορτίων Α και Β αν η απόσταση μεταξύ των δύο φορτίων είναι 4 cm
Jawab :
Αρχικά, υπολογίστε το ηλεκτρικό φορτίο Β και στη συνέχεια υπολογίστε την ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των δύο ηλεκτρικών φορτίων, αν η απόσταση μεταξύ των δύο ηλεκτρικών φορτίων είναι 4 cm = 0,04 μέτρα = 4 x 10-2 μετρητής.
Ηλεκτρικό φορτίο Β :
qB = F r2 / k (qA)
qB = (8)(2 x 10-2)2 / (9 x 109)(2 x 10-6)
qB = (8)(4 x 10-4)/ (18 x 103)
qB = (32 x 10-4) / (18 x 103)
qB = (32/18) x 10-7
qB = (16/9) x 10-7 Κουλόμβ
Η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των φορτίων Α και Β :
F = k (qA)(ε)B) /r2
F = (9 x 109)(2 x 10-6)( (16/9) x 10-7) / (4 x 10-2)2
F = (18 x 103)( (16/9) x 10-7) / (16 x 10-4)
F = (2 x 103)(16 x 10-7) / (16 x 10-4)
F = (2 x 103)(1 x 10-7) / (1 x 10-4)
F = (2 x 10-4) / (1 x 10-4)
F = 2 Νιούτον
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
Πηγή ερώτησης:
Ερωτήσεις Φυσικής για Πανελλαδικές Εξετάσεις Λυκείου/Επαγγελματικού Λυκείου
