Näide elektrivälja küsimustest

1. Punkt A asub +10 mikrokuloni suurusest laengust 5 cm kaugusel. Elektrivälja suurus ja suund punktis A on… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 mikrokulon = 10^-6 C)
Arutelu
On teada :

Küsis Elektrivälja tugevus ja suund punktis A
Jawab :

Elektrivälja suund punktis A :
Elektrilaeng on positiivne, seega on elektrivälja suund elektrilaengust eemale ja punktist A eemale.

2. Punkti P ja -20 mikrokuloni suuruse laengu vaheline kaugus on 10 cm. Määrake elektrivälja tugevus ja suund punktis P.
Arutelu
On teada :

Küsis Elektrivälja tugevus ja suund punktis P
Jawab :

Elektrivälja suund punktis A :
Elektrilaeng on negatiivne, seega on elektrivälja suund elektrilaengu poole ja punktist P eemale.

3. Kahte elektrilaengut lahutab 40 cm kaugus. Elektrivälja tugevus ja suund kahe laengu keskel asuvas punktis on…

Arutelu
Oletame, et kahe laengu keskel asuv punkt on punkt P.
On teada :

Küsis : elektrivälja suurus ja suund kahe laengu keskel asuvas punktis (punkt P)
Jawab :
Laengu A tekitatud elektriväli punktis P :

Laeng A on negatiivne, seega elektrivälja suund on laengu A suunas (vasakule).
Laengu B tekitatud elektriväli punktis P :

Laeng B on positiivne, seega elektrivälja suund on laengust B eemale (vasakule).
Tulemuseks olev elektriväli punktis A :
E_A ja E_B samas suunas, seega liidetakse need kokku.
E = E_A + E_B
E = (4,5 x 10⁵) + (9 x 10⁵)
E = 13,5 x 10⁵ N / C
Elektrivälja suund on laengu A suunas ja laengust B eemale (vasakule).

4. Elektrivälja tugevus on null punktis, mis asub kaugusel…

Arutelu
Laeng A ja laeng B on positiivsed, seega on elektrivälja tugevus null ja see asub kahe laengu keskel. Oletame, et punkt, kus elektrivälja tugevus on null, on punkt P.
On teada :

Küsis Nulltaseme elektrivälja tugevus asub punktis, mis asub kaugusel…
Jawab :
Laengu A tekitatud elektriväli punktis P :

Laeng A on positiivne, seega laengu A poolt punktis P tekitatud elektrivälja suund on laengust A eemale (paremale).
Laengu B tekitatud elektriväli punktis P :

Laeng B on positiivne, seega laengu B poolt punktis P tekitatud elektrivälja suund on laengust B eemale (vasakule).
Tulemuseks olev elektriväli punktis P = 0 :
E_A ja E_B vastassuunas.
E_A - E_B = 0
E_A = E_B

Kasutage ABC valemit, et määrata a väärtus.

Nullpunktis asuv elektrivälja tugevus asub laengust A 8 cm või laengust B 12 cm kaugusel.

5. Kahe laengu A ja B vaheline kaugus on 3 meetrit. Punkt O asub kahe laengu vahel ja on laengust B 2 meetri kaugusel. q_A = –300 μC ja q_B = 600 μC. k = 9 × 10⁹ nr m² C^-2Elektrivälja tugevust punktis O mõjutab laeng q_A ja q_B on…
A. 9 × 10⁵ N / C
B. 18 × 10⁵ N / C
C. 52 × 10⁵ N / C
D. 60 × 10⁵ N / C
E. 81 × 10⁵ N / C

Arutelu:
On teada :
q_A = –300 μC, q_B = 600 μC, k = k = 9 × 10⁹ nr m² C^-2
Küsis :
Milline on elektrivälja tugevus (E) punktis O?
Jawab :
Tulemuseks olev väljatugevus:
E = E_A + E_B
E = (2700 x 10³ Nullkontaktiga) + (5400 x 10³ Nullpunktis)
E = 8100 x 10³ N / C
E = 81 x 10⁵ N / C
Õige vastus on E.

6. Kaks laengut igaühel q-st₁ = -20 μC ja q₂ = -40 μC. Kui punktis P, mis asub q-st 20 cm kaugusel,₂ saadud elektrivälja tugevus on null, siis väärtus x on…
A. 11 cm
U. 12 cm
U. 13 cm
P. 14 cm
E. 15 cm

Arutelu:
On teada :
q₁ = -20 μC, q₂ = -40 μC, r₂ = 0,2 m, r₁ =x
Küsis :
Punkti P kaugus q-st₁ (x) ?
Jawab :
Saadud elektrivälja tugevus on punktis P null:
Õige vastus on D.

7. Punkt A asub kahe sama suurusega, kuid erinevat tüüpi laengu keskel, mis on teineteisest eraldatud vahemaaga. Elektrivälja tugevuse suurus punktis A on sel ajahetkel 36 NC ^-1 . Kui punkt A nihutatakse ¼ võrra ühele laengule lähemale, siis elektrivälja tugevuse suurus punktis A pärast nihutamist on ….

A. 100 NC ^-1

B. 96 NC ^-1

C. 80 NC ^-1

D. 60 NC ^-1

E. 16 NC ^-1

Arutelu

On teada, et :

Laeng 1 (q1 ₎ = +Q

Laeng 2 (q² ₎ = -Q

Laengu 1 ja punkti A vaheline kaugus (r _1A ) = ½ a

Laengu 2 ja punkti A vaheline kaugus (r _2A ) = ½ a

Elektrivälja tugevus punktis A (EA ₎ = 36 NC ^-1

Küsimus : Kui punkt A nihutatakse ¼ võrra ühele laengutest lähemale, siis punkti A elektrivälja tugevus on...

Vastus :

1. etapp.

Elektrivälja tugevuse arvutamiseks punktis A eeldame, et selles punktis on positiivne testlaeng. Positiivse testlaengu olemasolu mõjutab elektrivälja suunda.

Laengu +Q poolt punktis A tekitatud elektriväli :

Testlaeng on positiivne ja laeng 1 on positiivne, seega elektrivälja suund on laengu 2 suunas.

Laengu -Q tekitatud elektriväli punktis A :

Testlaeng on positiivne ja laeng 2 negatiivne, seega elektrivälja suund on laengu 2 suunas.

Punktis A tekkiv elektriväli :

2. etapp.

Kui punkt A nihutatakse laengule 1 lähemale, siis:

Laengu 1 ja punkti A vaheline kaugus (r _1A ) = ¼ a

Laengu 2 ja punkti A vaheline kaugus (r²A ₎ = ¾ a

Laengu +Q poolt punktis A tekitatud elektriväli :

Testlaeng on positiivne ja laeng 1 on positiivne, seega elektrivälja suund on laengu 2 suunas.

Laengu -Q tekitatud elektriväli punktis A :

Testlaeng on positiivne ja laeng 2 negatiivne, seega elektrivälja suund on laengu 2 suunas.

Punktis A tekkiv elektriväli :

Õige vastus on C.

8. Kaks osakest laenguga q _A = 1 μC ja q _B = 4 μC asetatakse teineteisest 4 cm kaugusele (k = 9 x 10 ⁹ N m ² C ^{−2 ). Elektrivälja tugevus osakeste q} _A ja q _B keskel on…

A. 6,75 x ^10⁻⁷ NC ⁻¹

B. 4,50 x ^10⁻⁷ NC ⁻¹

C. 4,20 x ^10⁻⁷ NC ⁻¹

D. 3,60 x ^10⁻⁷ NC ⁻¹

E. 2,25 x ^10⁻⁷ NC ⁻¹

Arutelu

On teada, et :

Laeng A (q _A ) = 1 μC = 1 x 10 ⁻⁶ C

Laeng B (q _B ) = 4 μC = 4 x 10 ⁻⁶ C

k = 9 × 10⁻⁹ ^N m² ^C − ²

Laengute A ja B vaheline kaugus (r _AB ) = 4 cm = 0,04 meetrit

Laengu A ja keskpunkti vaheline kaugus (rA ₎ = 0,02 meetrit

Laengu B ja keskpunkti vaheline kaugus (r _B ) = 0,02 meetrit

Küsimus : Elektrivälja tugevus q _A ja q _B keskel on…

Vastus :

Elektrivälja tugevuse arvutamiseks q _A ja q _{B vahel} eeldame, et kahe laengu vahel asub positiivne testlaeng. Positiivse testlaengu olemasolu mõjutab elektrivälja suunda.

Laengu A poolt keskpunktis tekitatud elektriväli :

Testlaeng on positiivne ja laeng A on positiivne, seega elektrivälja suund on laengu B suunas.

Laengu B poolt keskpunktis tekitatud elektriväli :

Testlaeng on positiivne ja laeng B on positiivne, seega elektrivälja suund on laengu A suunas.

Keskpunktis tekkiv elektriväli :

E _A ja E _B on vastassuundades.

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

Õige vastus on A.

9. Vaadake järgmist kahe punktlaengu pilti! Kus asub punkt P, et elektrivälja tugevus punktis P oleks võrdne nulliga? (k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

_{A. otse 1.} ja _2. küsimuse keskel

_{B. 6 cm 2.} küsimusest paremal

_{C. 6 cm 1.} küsimusest vasakul

_{D. 2 cm 2.} küsimusest paremal

_{E. 2 cm 1.} küsimusest vasakule

Arutelu

Punkti P elektrivälja tugevuse arvutamiseks eeldame, et punktis P on positiivne testlaeng. Q1 _on positiivne ja Q2 _{on negatiivne, seega peab punkt P asuma Q2} -st paremal või _Q1 -st vasakul . Kui punkt P asub _Q1- st vasakul , siis punkti _Q1 poolt punktis P tekitatud elektriväli on suunatud vasakule (Q1-st eemale _{) ja Q2} poolt punktis P tekitatud elektriväli on suunatud paremale (Q1 suunas ₎ . Kuna elektrivälja suund on vastupidine, tühistavad need kaks teineteist, nii et elektrivälja tugevus punktis P on null.

On teada, et :

Q1 = +9 _μC = +9 × ^10⁻⁶ C

Q² = -4 _μC = -4 x ^10⁻⁶ C

k = 9 × ^10⁻⁹ Nm² ^{C −2}

Laengu 1 ja laengu 2 vaheline kaugus = 3 cm

_Q1 ja punkti P vaheline kaugus ( _r1P ) = a

_{Punkti Q 2} ja punkti P vaheline kaugus (r _2P ) = 3 cm + a

Küsimus : Kus asub punkt P, et elektrivälja tugevus punktis P oleks võrdne nulliga?

Vastus :

_{Punkt P asub Q1-} st vasakul.

Punktis A tekkiv elektriväli :

Kasutage ABC valemit, et määrata a väärtus.

10. Vaata järgmist pilti! Kui laeng q3 _{asetatakse q2} -st 5 cm kaugusele , siis elektrivälja tugevus laengu q3 juures _on … (1 µC = 10⁻⁶ ^C )

A. 4,6 x 10⁷ NC^-1

B. 3,6 x ^10⁻¹ NC ^-1

C. 1,6 x ^10⁻¹ NC ^-1

D. 1,4 x ^10⁻¹ NC ^-1

E. 1,3 x ^10⁻¹ NC ^-1

Arutelu

Laeng q3 _{asub q2} -st 5 cm kaugusel , st mitte _q2 -st vasakul , vaid _q2 -st paremal . Kui see asub _q2 -st vasakul , siis on tekkiv elektriväli null. See on tingitud asjaolust, et laengu _q3 , laengute q1 _ja q2 _vaheline kaugus on 5 cm ning laengu _q1 suurus on sama kui laengu q2 _oma.

Kuna laeng q³ _{on positiivne, on} elektrivälja suund laengu q³ juures _negatiivse laengu q² (E²) suunas _ja positiivsest _laengust q³ (E³) eemale _. Tekkiv _elektriväli on elektrivälja tugevuste E³ _ja E³ _summa.

On teada, et :

Laeng _q1 = 5 µC = 5 x ^10⁻⁶ Coulombi järgi

Laeng q² ₌ 5 µC = -5 x ^10⁻⁶ Coulomb

_{Laengu q²} ja laengu _q³ vaheline kaugus (r² ₎ = 15 cm = 0,15 m = 15 x ^10⁻² meetrit

_{Laengu q²} ja laengu _q³ vaheline kaugus (r² ₎ = 5 cm = 0,05 m = 5 x ^10⁻² meetrit

^k = 9 × ^10⁻⁹ N ^m² C⁻²

Küsimus : Elektrivälja tugevus laengu q3 _juures

Vastus :

Elektrivälja tugevus 1

E² = _kq² / _r²²​^​

E1 = (9 × 10⁻¹ ^{) (} 5 × ^10⁻³ ) / (15 × ^10⁻¹ ) _²

E1 = (45 × 10³ ₎ ^/ (225 × ^10⁻² )

E1 ₌ 0,2 x 105 ^N /C

Elektrivälja tugevus 2

E² = _kq² / _r²²​^​

E2 = (9 × 10⁻¹ ^{) (} 5 × ^10⁻³ ) / (5 × ^10⁻¹ ) _²

E2 = (45 × 10³ ₎ ^/ (25 × ^10⁻² )

E2 ₌ 1,8 x 105 ^N /C

Saadud elektrivälja tugevus

Saadud elektrivälja tugevus laengu q3 juures _on :

E = E2 _– E1 ₌ (1,8 × 10⁻⁷ ⁾ – (0,2 × 10⁻⁷ ⁾ = 1,6 × ^10⁻⁷ N/C

_{Elektrivälja suund on vasakule ehk E 2} suunas.

Õige vastus on C.

11. Kaks elektrilaengut on teineteisest eraldatud, nagu joonisel näidatud. Väljatugevus punktis P on… (k = 9 x 10 ⁹ N m ² C ^-2 )

A. 9,0 x 10⁹ NC^-1

B. 4,5 x ^10⁻¹ NC ^-1

C. 3,6 x ^10⁻¹ NC ^-1

D. 5,4 x ^10⁻¹ NC ^-1

E. 4,5 x ^10⁻¹ NC ^-1

Arutelu

On teada, et :

Laeng q _A = +2,5 C

Laeng q _B = -2 C

_{Laengu qA} ja punkti P vaheline kaugus ( _rA ) = 5 m

_{Laengu qB} ja punkti P vaheline kaugus ( _rB ) = 2 m

^k = 9 × ^10⁻⁹ N ^m² C⁻²

Küsimus : Elektrivälja tugevus punktis P

Vastus :

Elektrivälja tugevus A

E _A = kq _A / r _A ²

E _A = (9 x 10 ⁹ ) (2,5) / (5) ²

E _A = (22,5 x 10⁻¹⁶ ⁾ / 25

EA = 0,9 x 10⁻⁷ ^N _/ C

Elektrivälja tugevus B

E _B = kq _B / r _B ²

E _B = (9 × 10⁻⁷ ⁾ (2) / (2) ^²

E _B = (18 × 10⁻¹ ⁾ / 4

E _B = 4,5 x 10⁻⁹ ^N /C

Saadud elektrivälja tugevus

Saadud elektrivälja tugevus punktis P on:

E = EB _– EA ₌ (4,5 – 0,9) × 10⁻⁹ ⁼ 3,6 × ^10⁻⁹ N/C

_{Elektrivälja suund on vasakule ehk E B} suunas.

Õige vastus on C.

12. ^Kaks elektrilaengut, mille laeng on Q1 ₌ -40 µC ja Q2 ₌ +5 µC, paiknevad pildil näidatud asendis (k = 9 x 10⁶ ^Nm² · ^C⁶ ja 1 µC = 10⁶ ^C ), elektrivälja tugevus punktis P on...

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 10 ⁶ NC ^-1

E. 9,00 x 10 ⁶ NC ^-1

Arutelu

On teada, et :

Laeng _q1 = -40 µC = -40 x ^10⁻⁶ C

Laeng q² ₌ +5 µC = +5 x ^10⁻⁶ C

_{Laengu q1} ja punkti P (r1 ₎ vaheline kaugus = 40 cm = 0,4 m = 4 x ^10⁻¹ m

_{Laengu q²} ja punkti P (r² ₎ vaheline kaugus = 10 cm = 0,1 = 1 x ^10⁻¹ m

^k = 9 × ^10⁻⁹ N ^m² C⁻²

Küsimus : Elektrivälja tugevus punktis P

Vastus :

Elektrivälja tugevus 1

E² = _kq² / _r²²​^​

E1 = (9 × 10⁻¹ ^{) (} 40 × ^10⁻³ ) / (4 × ^10⁻¹ ) _²

E1 = (360 × 10³ ₎ ^/ (16 × ^10⁻² )

E1 ₌ 22,5 x 105 ^N /C

Elektrivälja tugevus 2

E² = _kq² / _r²²​^​

E2 = (9 × 10⁻¹ ^{) (} 5 × ^10⁻³ ) / (1 × ^10⁻¹ ) _²

E2 = (45 × 10³ ₎ ^/ 1 × ^10⁻²

E2 ₌ 45 x 105 ^N /C

Saadud elektrivälja tugevus

Saadud elektrivälja tugevus punktis P on:

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

E = 2,25 x 10⁶ ^N /C

_{Elektrivälja suund on paremale ehk E 2} suunas.

Õige vastus on A.

13. Järgmiselt laengupildilt, mis näitab kahe teineteisele lähedal asuva laengu jõujooni, on...

Arutelu

Elektrivälja jõujooned ehk jõujooned kulgevad positiivsest laengust negatiivse laengu suunas. Kui positiivne ja negatiivne laeng asetatakse teineteisele lähedale, näevad jõujooned välja nagu vastuses A.

Õige vastus on A.

8. Kaks elektrilaengut tuuakse ühendusjoonega teineteise lähedale nii, et nad tekitavad elektrivälja jõujooned. Õige pilt on…

Arutelu

Õige vastus on D.

9. Kahe laengu vahelised õiged jõujooned on…

Arutelu

Õige vastus on D.

14. Vaata järgmist pilti kahest punktlaengust!

Kus asub punkt P, et elektrivälja tugevus punktis P oleks võrdne nulliga?

(k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 , 1 uC = 10 ^-6 C)

_{A. 1 cm 1.} küsimusest paremal

_{B. 1 cm 2.} reast paremal

_{C. ½ cm 2.} küsimusest paremal

_{D. ½ cm 1.} küsimusest vasakule

_{E. ½ cm 1.} küsimusest paremal

Arutelu

On teada, et:

Laeng 1 (q1 ₎ = -9 µC = -9.10 ^-6 Coulombi

Laeng 2 (q² ₎ = 1 µC = ^1.10⁻⁶ Coulombi

Vahemaa q1 _ja q2 ₍ r12 ₎ = 1 cm

^k = 9.10 ⁹ Nm² ^C⁻²

Küsimus: Kus asub punkt P, et elektrivälja tugevus punktis P oleks võrdne nulliga?

Vastus:

E1 = _q1 poolt punktis P tekitatud elektrivälja _tugevus

_{E 1} suund on q ₁ suunas, sest q ₁ on negatiivne.

E2 = _q2 poolt punktis P tekitatud elektrivälja _tugevus

_{E 2} suund on q ₂ -st eemale, sest q ₂ on positiivne.

r1 ₌ P ja q1 vaheline kaugus ₌ x + 1

r² ₌ P ja q² vaheline kaugus ₌ x

Elektrivälja tugevus punktis P on võrdne nulliga:

Kasutage ABC valemit:

P ja q vaheline kaugus ₂ = x = 0,5 cm.

_{Punkt P asub q2 -st} 0,5 cm paremal või _q1- st 0,25 cm vasakul.

Õige vastus on C.

15. Pööra tähelepanu kahele allpool asuvale kaugusele a asuvale laengule!

Kui elektrivälja tugevus punktis P on kQ/x² ^, siis x väärtus on….

A. 1/3 a

B. 2/3 a

C. a

D. 3/2 a

E. 2a

Arutelu

On teada, et:

EP = kQ ^/ _x²

Küsiti: x väärtus

Vastus:

Kasutage ABC valemit:

Õige vastus on A.

16. SMA/MA füüsika riiklikud eksamiküsimused U-ZC-2013/2014 nr 27

Vaata järgmist pilti kahest punktlaengust!

Kus asub punkt P, et elektrivälja tugevus punktis P oleks võrdne nulliga?
(k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µC = 10^-6 C)

1. 1 cm q-st paremal₁
2. 1 cm q-st paremal₂
3. ½ cm q-st paremal₂
4. ½ cm q-st vasakule₁
5. ½ cm q-st paremal₁

Arutelu
On teada, et:
Laeng 1 (q₁) = -9 µC = -9.10^-6 Coulomb
Laeng 2 (q₂) = 1 µC = 1.10^-6 Coulomb
Kaugus q vahel₁ ja q₂ (r₁₂) = 1 cm
k = 9.10 XNUMX XNUMX⁹ Nm².C^-2
Küsis: Kus asub punkt P, et elektrivälja tugevus punktis P oleks võrdne nulliga?
Vastus:

E₁ = q tekitatud elektrivälja tugevus₁ punktis P
Suund E₁ q suunas₁ sest q₁ negatiivne märk
E₂ = q tekitatud elektrivälja tugevus₂ punktis P
Suund E₂ hoia q-st eemale₂ sest q₂ positiivne märk
r₁ = P ja q vaheline kaugus₁ = x + 1
r₂ = P ja q vaheline kaugus₂ =x

Elektrivälja tugevus 1:
Elektrivälja tugevus 2:

Elektrivälja tugevus punktis P on võrdne nulliga:
a = 8, b = -2, c = -1
Kasutage ABC valemit:

P ja q vaheline kaugus₂ = x = 0,5 cm.
Punkt P asub q-st 0,5 cm paremal₂ või 0,25 cm kaugusel q-st vasakul₁.

Õige vastus on C.

17. SMA/MA füüsika riiklikud eksamiküsimused U-ZC-2013/2014 nr 27

Vaatleme kahte laengut, mis asuvad allpool kaugusel a!
Kui elektrivälja tugevus punktis P on k Q/x², siis x väärtus on….

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

Arutelu
On teada, et:
E_P = kQ / x²
Küsis: x-väärtus
Vastus:
E₁ = elektrivälja tugevus punktis P laengu -Q järgi
r₁ = laengu –Q ja punkti P = x vaheline kaugus
E₂ = elektrivälja tugevus punktis P laengu +32Q järgi
r₂ = laengu +32Q ja punkti P vaheline kaugus = a + x

Kasutage ABC valemit:

Õige vastus on A.