Coulombin laki - esimerkkikysymyksiä

10 esimerkkiä Coulombin laista

1. Kaksi varausta on järjestetty alla olevan kuvan mukaisesti. Varaus pisteessä A on +8 mikrocoulombia ja varaus pisteessä B on -5 mikrocoulombia. Molempiin varauksiin vaikuttavan Coulombin voiman suuruus on… (k = 9 x ¹⁰⁹ Nm ² C ⁻² , 1 mikrocoulombia = 10 ⁻⁶ C)

Keskustelu
Se tiedetään :

Kysytty Molempiin varauksiin vaikuttavan sähkövoiman suuruus
Jawab :

Coulombin lain kaava :

Kahteen varaukseen vaikuttavan sähkövoiman suuruus :

2. Sähkövaraus P = +10 mikrocoulombia ja sähkövaraus Q = +20 mikrocoulombia erotetaan toisistaan ​​kuvan osoittamalla tavalla. Molempiin varauksiin vaikuttavan Coulombin voiman suuruus on…

Keskustelu
Se tiedetään :

Kysytty Coulombin voiman suuruus molempiin varauksiin
Jawab :

Molempiin varauksiin vaikuttavan Couloumbin voiman eli sähkövoiman suuruus on 125 Newtonia.

3. Kolme sähkövarausta on sijoitettu erikseen kuvan mukaisesti! Varaus A = -5 mikrocoulombia, varaus B = +10 mikrocoulombia ja varaus C = -12 mikrocoulombia. Varaukseen B vaikuttavan sähkövoiman suuruus ja suunta ovat…

Keskustelu
Se tiedetään :

Kysytty Sähkövoiman suuruus ja suunta varauksessa B
Jawab :
Varaukseen B kohdistuva sähkövoima on varausten A ja B välisen sähkövoiman sekä varausten B ja C välisen sähkövoiman resultantti.
Varausten A ja B välinen sähkövoima :

Varaus A on negatiivinen ja varaus B on positiivinen, joten Coulombin voiman suunta on kohti varausta A ja poispäin varauksesta B (vasemmalle).
Varausten B ja C välinen sähkövoima :

Varaus B on positiivinen ja varaus C on negatiivinen, joten Coulombin voiman suunta on kohti varausta C ja poispäin varauksesta B (oikealle).
Resultantti sähkövoima varauksessa B :
Suunta F_AB vasemmalle ja suuntaan F_BC oikealle.
F_B =F_AB - F_BC = 675 N – 125 N = 550 Newtonia.
Tuloksena olevan sähkövoiman suunta varauksessa B (F_B) = sähkövoiman F suunta_AB, nimittäin kohti varausta C (oikealle).

4. Sähkövaraukset +Q1 ₌ 10 mikrocoulombia, +Q2 ₌ 50 mikrocoulombia ja Q3 _{erotetaan toisistaan ​​kuvan osoittamalla tavalla. Jos varaukseen Q2} vaikuttava sähkövoima on nolla, niin varaus Q3 _on …

Keskustelu
Se tiedetään :
Lataus 1 (q₁) = +10 μC = +10 x 10^-6 Coulomb
Lataus 2 (q₂) = +50 μC = +50 x 10^-6 Coulomb
Varausten 1 ja 2 välinen etäisyys (r₁₂) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10^-2 m
Varausten 2 ja 3 välinen etäisyys (r₂₃) = 6 cm = 0,06 m = 6 x 10^-2 m
Tuloksena oleva sähkövoima varauksessa 2 (F₂) = 0
Kysytty : lataus 3 (q₃)
Jawab :
Varaukseen 2 kohdistuva sähkövoima on varausten 1 ja 2 välisen sähkövoiman ja varausten 2 ja 3 välisen sähkövoiman resultantti.
Varausten 1 ja 2 välinen sähkövoima :

Varaus 1 on positiivinen ja varaus 2 on positiivinen, joten suunta on F₁₂ on kohti maksua 3 (oikealle).
Varausten 2 ja 3 välinen sähkövoima :

Varaus 2 on positiivinen ja varaus 3 on positiivinen, joten suunta on F₂₃ on kohti varausta 1 (vasemmalle).
Varaukseen 2 kohdistuva sähkövoima = 0 :
Suunta F₁₂ oikealle ja suuntaan F₂₃ vasemmalle.

5. Viereisessä kuvassa kahden varauksen kokema hylkivä voima on 144 N, joten niiden välinen etäisyys on… (1 ^μC = 10⁻⁶ ^C ja k = 9.10⁶ ^Nm² · ^C⁻² )

A. 4 cm

S. 5 cm

Noin 8 cm

S. 10 cm

E. 12 cm

Keskustelu

Tiedetään, että:

Sähköinen voima (F12 ₎ = 144 N

Varaus 1 (q² ₎ = 10 μC = 10 x ^10⁻⁶ C

Varaus 2 (q² ₎ = 4 μC = 4 x ^10⁻⁶ C

Coulombin vakio (k) = ⁹ x ^10⁻⁹ Nm² ^· C⁻²

C = Coulomb, N = Newton, m = metri

Kysymys: Kahden varauksen välinen etäisyys (r)

Vastaus:

Coulombin lain kaava:

Kuvaus: F = sähkövoima, k = Coulombin vakio, q = sähkövaraus, r = kahden sähkövarauksen välinen etäisyys.

Kahden varauksen välinen etäisyys (r) = 5 x 10⁻² ^metriä = 5 x ^10⁻² x 10⁻² ^{senttimetriä} = 5 senttimetriä.

Oikea vastaus on B.

6. ^Kaksi sähkövarausta on esitetty alla olevassa kuvassa. Jos molempien varausten Coulombin voima on 3,6 N, niin niiden välinen etäisyys on… ( 1 μC = 10⁻⁶ ^C ja k = 9.10⁶ ^Nm² · ^C⁻² )

A. 30,0 cm

S. 27,0 cm

Noin 9,0 cm

S. 3,0 cm

E. 0,3 cm

E. 12 cm

Keskustelu

Tiedetään, että:

Sähköinen voima (F12 ₎ = 3,6 N

Varaus 1 (q² ₎ = 9 μC = 9 x ^10⁻⁶ C

Varaus 2 (q² ₎ = 4 μC = 4 x ^10⁻⁶ C

Coulombin vakio (k) = ⁹ x ^10⁻⁹ Nm² ^· C⁻²

C = Coulomb, N = Newton, m = metri

Kysymys: Kahden varauksen välinen etäisyys (r)

Vastaus:

Coulombin lain kaava:

Kuvaus: F = sähkövoima, k = Coulombin vakio, q = sähkövaraus, r = kahden sähkövarauksen välinen etäisyys.

Kahden varauksen välinen etäisyys (r) = 0,3 metriä = 0,3 x 100 senttimetriä = 30 senttimetriä.

Oikea vastaus on A.

7. Kolme pistevarausta sijaitsee kolmion kulmissa, kuten kuvassa on esitetty. Coulombin voiman suuruus pisteessä A on… (k = 9.10 ⁹ Nm ² C ^-2 ; 1 μ = 10 ^-6 )

A. 10 N

B. 60 N

C. 90 N

D. 90 √2 N

E. 100 √2 N

Keskustelu

Tiedetään, että:

Varaus A (q _A ) = -2 μC = -2 x ^10⁻⁶ C

Varaus B (q _B ) = 8 μC = 8 x ^10⁻⁶ C

Varaus C (q _C ) = 4,5 μC = 4,5 x ^10⁻⁶ C

Coulombin vakio (k) = ⁹ x ^10⁻⁹ Nm² ^· C⁻²

Varausten A ja B välinen etäisyys (r _AB ) = 4 cm = 4 x ^10⁻² metriä

Varausten A ja C välinen etäisyys (r _AC ) = 3 cm = 3 x ^10⁻² metriä

C = Coulomb, N = Newton, m = metri

Kysymys: Sähkövoima pisteessä A

Vastaus:

Coulombin lain kaava:

Kuvaus: F = sähkövoima, k = Coulombin vakio, q = sähkövaraus, r = kahden sähkövarauksen välinen etäisyys.

Sähkövoima pisteessä A:

F _AB ja F _AC muodostavat suoran kulman, joten resultanttivoima lasketaan Pythagoraan kaavalla.

Oikea vastaus on D.

8. Kaksi kappaletta, joilla on sähkövaraus Q₁ ja Q₂ r cm etäisyydellä se luo 10 N:n hylkivän voiman. Tällöin varaus Q₁ siirretään siten, että syntyväksi voimaksi tulee 40 N. Vakio k = 9 x 10⁹ nm².C^-2, niin varaus Q₁ on siirrettävä…

A. 1/2 oikean pisteen päässä Q _{2: sta}

B. 1/2 r lähestyy Q _2:ta

C. 1 r liikkuu poispäin Q:sta ₂

D. 2 r lähestyy Q:ta ₂

E. 2 r liikkuu poispäin Q:sta ₂

Keskustelu

Tiedetään, että:

_{Etäisyys Q1 :n} ja Q2 _:n välillä = r cm

Hylkivä voima (F) = 10 N

Jos varaus Q1 _siirtyy , hylkivä voima (F) = 40 N

Vakio (k) = 9 ^{x 10⁻⁹} Nm² ^· C⁻²

Kysymys: latausta Q ₁ on siirrettävä...

Vastaus:

Sähkövoiman kaava:

^F = k _Q1 Q2 _/ r2

Etäisyys (r) on kääntäen verrannollinen voimaan (F). Tämä tarkoittaa, että jos voima on suurempi, varausten välinen etäisyys on pienempi. Joten varaus Q1 _on siirrettävä lähemmäs varausta _Q2.

Oikea vastaus on B.

9. Sähkövaraus +q₃ = 20 μC, +q₂ = 10 μC ja q₁ erotettuna kuvan mukaisesti. Siten varaukseen q vaikuttava Coulombin voima₂ = nolla, niin varaus q₁ on …
A. +2 μC
B. –2 μC
C. +5 μC
D. –5 μC
E. +8 μC
Keskustelu:
Se tiedetään :
+q₃ = 20 μC
+q₂ = 10 μC
Kysytty :
q₁ =?
Jawab :
Varauksella q₂ työvoima F₂₃ ja F₂₁, jossa F₂₃ vasemmalle. Niin että q:hen vaikuttava resultanttivoima₂ on nolla, niin q₁ täytyy olla positiivinen, jotta voima F₂₁ oikealle päin.
Lataus q₁ = +5 μC.
Oikea vastaus on C.

10. Kolme sähkövarausta +q1 ₌ 5 μC, +q2 ₌ 10 μC ja +q3 ₌ 10 μC ovat samalla linjalla. Jos a = 10 cm , niin varaukseen _q2 vaikuttavan sähkövoiman suuruus ja suunta ovat… (k = 9 x ¹⁰⁹ Nm2C - ^{2 )}

A. 7,5 N q:n suuntaan₁
B. 11,25 N q:n suuntaan₂
C. 15 N q:n suuntaan₁
D. 22,5 N q:n suuntaan₁
E. 78,75 N q:n suuntaan₁
Keskustelu:
Se tiedetään :
q₁= 5 μC, q₂ = 10 μC ja q₃ = 10 μC
a = 0,1 m

Kysytty :
Resultanttina olevan Coulombin voiman suuruus ja suunta q:lle₂ ?
Jawab :
Q-arvoon vaikuttaa kaksi Coulombin voimaa.₂, nimittäin F₂₁ ja F₂₃, jossa näiden kahden voiman suunnat ovat vastakkaiset. q₁ positiivinen ja q₂ positiivinen, niin että voima F₂₁ oikealle (kohti q:ta)₃). q₂ positiivinen ja q₃ positiivinen, niin että voima F₂₃ vasemmalle (kohti q:ta)₁).

Tuloksena olevan sähkövoiman suuruus = 90 N – 11,25 N = 78,75 N.
Tuloksena olevan voiman suunta on sama kuin voiman F suunta₂₃, kohti q:ta₁.
Oikea vastaus on E.