Staattisen sähkön esimerkkikysymyksiä

20 esimerkkiä staattisen sähkön kysymyksistä

Sähkövoima

1. Piste A sijaitsee sähkökentässä . Sähkökentän voimakkuus pisteessä A on 0,5 NC ^-1 . Jos pisteeseen A asetetaan kappale, jonka varaus on 0,25 C, niin Coulombin voima ...

A. 0,125 N

B. 0,25 N

C. 0,35 N

D. 0,40 N

E. 0,70 N

Keskustelu

Tiedetään, että:

Sähkökentän voimakkuus pisteessä A = 0,5 NC ^-1

Sähkövaraus pisteessä A = 0,25 C

Kysymys: Sähköisesti varattuun kappaleeseen vaikuttava Coulombin voima

Vastaus:

Kaava, joka ilmaisee sähkövoiman (F), sähkökentän (E) ja sähkövarauksen (q) välisen suhteen, on:

F = q E

F = (0,25 °C)(0,5 °C ^-1 )

F = 0,125 N

Oikea vastaus on A.

2. Kaksi 5 C:n ja 4 C:n sähkövarausta ovat 3 metrin etäisyydellä toisistaan. Jos k = 9 × 10 ⁹ Nm ² C ^–2 , niin kahteen varaukseen kohdistuvan Couloumbin voiman suuruus on…

A. 2 × ^10⁻⁹ N

B. 60 × ^10⁻¹ N

C. 2 × 10 ¹⁰ N

D. 6 × ^10⁻¹⁴ N

E. 20 × 10 ¹⁰ N

Keskustelu

Tiedetään, että:

Varaus 1 (q² ₎ = 5 C

Varaus 2 (q² ₎ = 4 C

Kuormien 1 ja 2 välinen etäisyys (r) = 3 metriä.

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

Kysymys: Coulombin voiman suuruus (F)

Vastaus:

Oikea vastaus on C.

3. Sähkövaraukset +q1 ₌ 10 μC; + _q2 = 20 μC; ja q3 _erotetaan toisistaan ​​alla olevan kuvan mukaisesti. Siten varaukseen q2 vaikuttava Coulombin voima ₌ nolla; tällöin varaus q3 _on …

A. +2,5 μC

B. –2,5 μC

C. +25 μC

D. –25 μC

E. +4 μC

Keskustelu

Tiedetään, että:

Varaus 1 (q² ₎ = 10 μC = 10 x ^10⁻⁶ C

Varaus 2 (q² ₎ = 20 μC = 20 x ^10⁻⁶ C

Kysymys: Mikä on varaus q3 _, jotta varaukseen q2 vaikuttava Coulombin voima _on nolla (F2 ₌ 0).

Vastaus:

_{+q 2 :} een vaikuttaa kaksi voimaa.

Ensimmäinen voima on varauksen +q1 ja varauksen +q2 välinen hylkivä voima _, nimittäin _F12 , _joka suuntautuu oikealle.

_{Jotta q 2 :} een vaikuttava sähköinen voima olisi nolla, q _3:n on oltava negatiivisesti varautunut . Näin ollen toinen voima on varausten +q ₂ ja -q ₃ välinen vetovoima , nimittäin F _23, joka suuntautuu vasemmalle. Nämä kaksi q ₂ :een vaikuttavaa voimaa ovat suuruudeltaan samanlaisia, mutta vastakkaisiin suuntiin.

Resultanttivoima kohdasta +q² _on nolla.

Oikea vastaus on B.

4. Pisteiden A ja B sähkövaraukset ovat vastaavasti −10 μC ja +40 μC. Aluksi varaukset sijoitetaan 0,5 metrin etäisyydelle toisistaan, jolloin syntyy Coulomb F Newton -voima. Jos pisteiden A ja B välinen etäisyys muutetaan 1,5 metriin, syntyvä Coulomb-voima on...

A. ^1/9 F​_​

B. ^1/3 F​_​

C. ^3/2 F​_​

D. 3 F

E. 9 F

Keskustelu

Vertaa kysymykseen numero 9 liittyvää keskustelua.

A:n ja B:n välinen etäisyys muutetaan 1,5 metriin eli kolminkertaiseksi alkuperäiseen verrattuna.

Voima on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön:

Syntyvä Coulombin voima on 1/9 F.

Oikea vastaus on A.

5. Järjestelmä, jossa on kolme samankokoista vapaata varausta, on sijoitettu siten, että se on tasapainossa kuvan mukaisesti. Jos Q3 _siirretään 1/3 kertaa lähemmäs Q2 _{:ta , niin Coulombin voiman F2} :F1 _suuruuden suhde on….

A. 1:3

B. 2:3

C. 3:4

9. päivä: 1

E. 9:4

Keskustelu

Tiedetään, että :

Etäisyys q1 _:n ja q2 _:n välillä = x

Etäisyys q2 _:n ja q3 _:n välillä = 2/3 x

Kysyttiin : F2 _: F1 ₌ ….?

Vastaus :

Coulombin lain kaava:

Kuvaus: k = vakio, q1 ₌ varaus 1, q2 ₌ varaus 2, r = varausten 1 ja 2 välinen etäisyys

Coulombin voiman suuruuden vertailu

q1 , q2 _ja q3 _ovat yhtä suuret, joten ne jätetään pois yhtälöstä. k ja x2 ^ovat myös saman kokoisia ja sijaitsevat vasemmalla ja oikealla puolella, joten ne jätetään pois yhtälöstä_.

Oikea vastaus on E.

6. Katso alla olevaa kuvaa. Kolme sähkövarausta q1 _, q ja q2 _ovat samalla linjalla. Jos q = 5,0 μC ja d = 30 cm, niin varaukseen q vaikuttavan sähkövoiman suuruus ja suunta ovat… (k = 9 x ¹⁰⁹ Nm2C - ^{2 )}

A. 7,5 N q:n suuntaan₁

B. 7,5 N kohti q _2:ta

C. 15 N kohti q _1:tä

D. 22,5 N q _{1 :n suuntaan}

E. 22,5 N kohti q _2:ta

Keskustelu

Tiedetään, että:

Varaus 1 (q² ₎ = 30 μC = 30 x ^10⁻⁶ C

Varaus 2 (q² ₎ = 60 μC = 60 x ^10⁻⁶ C

Varaus 3 (q) = 5 μC = 5 x ^10⁻⁶ C

Etäisyys q _1:n ja q = d:n välillä

Etäisyys q² _:n ja q = 2d:n välillä

d = 30 cm = 0,3 metriä

d² = (0,3) ^{² =} 0,09

Coulombin vakio (k) = 9 ^{x 10⁻⁹} N ^m² C⁻²

Kysymys: Sähkövaraukseen vaikuttavan sähkövoiman suuruus ja suunta

Vastaus:

Q:han vaikuttaa kaksi voimaa: F1 _on oikealla (q ja q1 _ovat positiivisesti varautuneita, joten _F1 on poispäin q:sta ja q1 _:stä ) ja F2 _on vasemmalla (q ja q2 _ovat positiivisesti varautuneita, joten F2 _on poispäin q:sta ja q2 _:sta ). Laske ensin _F1 ja _F2.

Tuloksena oleva voima:

Σ F = 15 – 7,5 = 7,5

Tuloksena oleva voima on 7,5 Newtonia. Sen suunta on sama kuin F1 _:llä eli oikealle kohti q2 _:ta.

Oikea vastaus on B.

Sähkökenttä

7. Pistevaraus q on pisteessä P varauksen (+) synnyttämässä sähkökentässä siten, että se kokee 0,05 N:n voiman varausta kohti. Jos kentänvoimakkuus pisteessä P on 2 x 10⁻² ^NC⁻¹ , ⁿⁱⁱⁿ kentän synnyttävän varauksen suuruus ja tyyppi ovat…

A. 5,0 C, positiivinen

B. 5,0 °C, negatiivinen

C. 3,0 C, positiivinen

D. 2,5 °C, negatiivinen

E. 2,5 C, positiivinen

Keskustelu

Tiedetään, että:

Sähköinen voima (F) = 0,05 N

Sähkökentän voimakkuus (E) = 2 x ^{10⁻² NC⁻¹} = 0,02 ^NC⁻¹

Kysymys: Kentän luovan varauksen koko ja tyyppi

Vastaus:

Sähkövaraus lasketaan kaavalla, joka ilmaisee sähkövoiman (F), sähkökentän (E) ja sähkövarauksen (q) välisen suhteen:

F = q E

q = F / E = 0,05 N / 0,02 NC ^–1 = 2,5 Coulombia

Varaukseen q vaikuttaa sähkövoima (+)-varauksen suuntaan, mikä luo sähkökentän, joten varauksella q on negatiivinen etumerkki.

Oikea vastaus on D.

8. Kahden varauksen A ja B välinen etäisyys on 4 m. Piste C on varausten välissä, 1 metrin päässä pisteestä A. Jos Q _A = –300 μC, Q _B = 600 μC. 1/4 π ε ₀ = 9 × 10 ⁹ N m ² C ^–2 , niin sähkökentän voimakkuus pisteessä C kahden varauksen vaikutuksesta on…

A. 9 × 10 ⁵ NC ^–1

B. 18 × 10 ⁵ NC ^–1

C. 33 × 10 ⁵ NC ^–1

D. 45 × 10 ⁵ NC ^–1

E. 54 × 10 ⁵ NC ^–1

Keskustelu

Tiedetään, että:

Kuormien A ja B välinen etäisyys (r _AB ) = 4 metriä

Pisteen C ja varauksen A välinen etäisyys (r _AC ) = 1 metri

Pisteen C ja varauksen B välinen etäisyys (r _BC ) = 3 metriä

Varaus A (q _A ) = –300 μC = -300 x ^10⁻⁶ C = -3 x ^10⁻⁴ Coulomb

Varaus B (q _B ) = 600 μC = 600 x ^10⁻⁶ C = 6 x ^10⁻⁴ Coulomb

Vakio ( k) = 9 × ^{10⁻⁹ N⁻⁹} m⁻² ^C⁻²

Kysymys: sähkökentän voimakkuus pisteessä C

Vastaus:

Varauksen A pisteessä C synnyttämä sähkökenttä:

Varaus A on negatiivinen, joten sähkökentän suunta on varausta A kohti ja varauksesta B poispäin (vasemmalle).

Varauksen B pisteessä C synnyttämä sähkökenttä:

Varaus B on positiivinen, joten sähkökentän suunta on poispäin varauksesta B ja kohti varausta A (vasemmalle).

Tuloksena oleva sähkökenttä pisteessä A:

E _A ja E _B ovat samaan suuntaan, joten ne lasketaan yhteen.

E = E _A + E _B

E = (27 x 10⁻¹ ⁾ + (6 x ^10⁻¹ )

E = 33 x 10⁻⁶ ^N /C

Sähkökentän suunta on kohti varausta A ja poispäin varauksesta B (vasemmalle).

Oikea vastaus on C.

9. Yhden milligramman painoinen pölyhiukkanen voi leijua ilmassa sitä pidättävän sähkökentän ansiosta. Jos pölyn varaus on 0,5 μC ja painovoimakiihtyvyys on 10 m/s2 ^, määritä pölyä pidättävän sähkökentän suuruus.

A. 5 Ei koske

B. 10 Ei koske

C. 20 Yleinen

D. 25 Yleinen

E. 40 Yleinen

Keskustelu

Tiedetään, että:

Pölyn massa (m) = 1 milligramma = 1 x ^10⁻⁶ kg

Pölyvaraus (q) = 0,5 μC = 0,5 x ^10⁻⁶ C

Painovoiman kiihtyvyys (g) = 10 m/ ^s²

Kysymys: Pölyä pidättävän sähkökentän voimakkuus

Vastaus:

Painon kaava:

w = mg

Kuvaus: w = pölyn paino, m = pölyn massa, g = painovoiman kiihtyvyys

Pölyyn tai pölyn painoon vaikuttava painovoima lasketaan painokaavalla:

w = mg = (1 x 10⁻⁶ ^kg )(10 m/s² ⁾ = 10 x ^10⁻⁶ kg m/s² ⁼ 10 x ^10⁻⁶ Newtonia

Sähkökentän voimakkuuden kaava:

E = F/q

Kuvaus: E = sähkökentän voimakkuus, F = sähkövoima, q = sähkövaraus

Pöly leijuu ilmassa, joten pölyyn vaikuttavan resultanttivoiman on oltava nolla. Pölyn painovoima suuntautuu alaspäin, joten sähkövoiman on suunnattava ylöspäin, ja pölyn painovoiman suuruuden on oltava yhtä suuri kuin sähkövoiman suuruus, jotta pölyyn kohdistuva resultanttivoima on nolla. Näin ollen sähkökentän voimakkuuskaavan F voidaan korvata painokaavan w:llä.

E = F/q = w/q

E = (10 x ^10⁻⁶ N) / (0,5 x ^10⁻⁶ C)

E = 10 N / 0,5 C

E = 20 °C

Oikea vastaus on C.

10. Kaksi varausta, q1 ₌ 32 μC ja q2 ₌ -214 μC, ovat toisistaan ​​etäisyydellä x, kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty. Jos pisteessä p, joka on 10 cm:n päässä q2:sta _, resultantti sähkökentän voimakkuus on nolla. Tällöin x:n suuruus on….

A. 20 cm

S. 30 cm

Noin 40 cm

S. 50 cm

E. 60 cm

Keskustelu

Tiedetään, että:

Varaus 1 (Q1 ₎ = 32 μC

Varaus 2 (Q2 ₎ = -214 μC

Pisteen p etäisyys q:sta ₁ = x + 10 cm

Pisteen p etäisyys q² : _stä = 10 cm

Kysytty: x

Vastaus:

E1 on varauksen _Q1 synnyttämä sähkökenttä . Sähkökentän suunta on poispäin Q1:stä, _{koska Q1} on _{positiivisesti} varautunut. _{E2 on varauksen Q2} synnyttämä sähkökenttä . Sähkökentän suunta on kohti Q2 _:ta, koska Q2 _on negatiivisesti varautunut.

Pisteessä p, joka on 10 cm:n päässä Q2:sta _, resultanttisähkökentän voimakkuus on nolla.

Käytä ABC-kaavaa:

11. Piste, jonka varaus on q, on pisteessä P varauksen (+) luomassa sähkökentässä, johon vaikuttaa 0,05 N:n voima. Jos varauksen suuruus on +5 × l0 ^–6 Coulombia, niin sähkökentän suuruus pisteessä P on…

A. 2,5 × ¹⁰³ NC ^–1

B. 3.0 × ¹⁰³ NC ^–1

C. 4,5 × l0 ³ NC ^–1

D. 8,0 × ¹⁰³ NC ^–1

E. 10 ⁴ NC ^–1

Keskustelu

Tiedetään, että:

Sähkövoima (F) = 0,05 Newtonia

Sähkövaraus (Q) = +5 × l0 ^–6 Coulomb = 0,000005

Kysymys: Mikä on sähkökentän voimakkuus pisteessä P?

Vastaus:

Kaava, joka ilmaisee sähkökentän, sähkövoiman ja sähkövarauksen välisen suhteen:

E = F / Q

E = 0,05 Newtonia / 0,000005 Coulombia

E = 5 Newtonia / 0,0005 Coulombia

E = 10 000 Newtonia/Coulomb

E = 10 ⁴ N/C

E = 10 ⁴ NC ^-1

Oikea vastaus on E.

Coulombin laki

12. Kolme varausta on järjestetty alla olevan kuvan mukaisesti. Varaukseen B vaikuttava Coulombin voima on …. (k = 9 x 10⁻⁹ Nm² C⁻² ^, 1 ^{μC =} 10⁻⁶ ^C )

A. 09 x 10¹ N-C-lataus
B. 09 x 10¹ N veloittaa A:n
Noin 18 x 10¹ N-C-lataus
Halkaisija 18 x 10¹ N veloittaa A:n
E. 36 x 10¹ N-C-lataus

Keskustelu
Se tiedetään :
q_A = 10 µC = 10 x 10^-6 C = 10^-5 Coulomb
q_B = 10 µC = 10 x 10^-6 = 10^-5 Coulomb
q_C = 20 µC = 20 x 10^-6 = 2 x 10^-5 Coulomb
r_AB = 0,1 metriä = 10^-1 mittari
r_BC = 0,1 metriä = 10^-1 mittari
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Kysytty Coulombin voima, jonka varaus B kokee
Jawab :

Varaukseen B vaikuttaa kaksi Coulomb-voimaa eli sähköistä voimaa: varausten A ja B välinen Coulomb-voima (F _AB ) ja varausten B ja C välinen Coulomb-voima (F _{BC ). Varaukseen B vaikuttava Coulomb-voima on F AB:n} ja F _BC: n resultantti.

Coulombin voima varausten A ja B välillä:
Varauksella A on positiivinen merkki ja varauksella B on positiivinen merkki, joten F_AB kohti latausta C.

Coulombin voima varausten B ja C välillä:
Varaus B on positiivinen ja varaus C on positiivinen, joten F_BC kohti syytettä A.

Varauksen B kokema Coulombin voima:
F_B =F_BC - F_AB = 180 – 90 = 90 N
Varauksen B (F_B) on 90 Newtonia. F:n suunta_B sama kuin suunta F_BC nimittäin kohti syytettä A.
Oikea vastaus on B.

13. Varaukseen B vaikuttavan Coulombin voiman suuruus ja suunta ovat... (k = 9 x 10⁻⁹ Nm² C⁻² ^{, 1} μC ⁼ 10⁻⁶ ^C )

A. 2,5 tuhatta Q² r^-2 vasemmalle
B. 2,5 tuhatta Q² r^-2 oikealle
C. 2k Q² r^-2 vasemmalle
D. 2k Q² r^-2 oikealle
E. 1 k Q² r^-2 vasemmalle

Keskustelu
Se tiedetään :
Varaus A (q_A) = +Q
Varaus B (q_B) = -2Q
Varaus C (q_C) = -Q
Varausten A ja B välinen etäisyys (r_AB) = r
Varausten B ja C välinen etäisyys (r_BC) = 2r
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Kysytty : varaukseen B kohdistuvan Coulombin voiman suuruus ja suunta
Jawab :
Coulombin voima varauksen A ja varauksen B välillä:
Varaus A on positiivinen ja varaus B negatiivinen, joten suunta on F_AB kohti maksua A
  
Coulombin voima varausten B ja C välillä:
Varaus B on negatiivinen ja varaus C on negatiivinen, joten F:n suunta on_BC kohti maksua A

Varaukseen B vaikuttava resultanttivoima:
F = F_AB + F_BC  = 2 k Q²/r² + 0,5 tuhatta Q²/r² = 2,5 k Q²/r² = 2,5 k Q² r^-2
Coulombin voiman suunta on kohti varausta A eli vasemmalle.
Oikea vastaus on A.

Sähkökenttä
14. Katso alla olevaa kuvaa kahdesta pistevarauksesta! Missä piste P sijaitsee, jotta sähkökentän voimakkuus pisteessä P on nolla? (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)
A. aivan Q:n keskellä₁ ja Q₂
B. 6 cm Q:n oikealla puolella₂
C. 6 cm Q:n vasemmalle puolelle₁
D. 2 cm Q:n oikealle puolelle₂
E. 2 cm Q:n vasemmalle puolelle₁
Keskustelu
Sähkökentän voimakkuuden laskemiseksi pisteessä P oletetaan, että pisteessä P on positiivinen testivaraus. Q₁ positiivinen ja Q₂ negatiivinen, joten pisteen P on oltava Q:n oikealla puolella₂ tai Q:n vasemmalle puolelle₁. Jos piste P on Q:n vasemmalla puolella₁pisteen Q synnyttämä sähkökenttä₁ pisteessä P suunta on vasemmalle (poispäin Q:sta)₁) ja syntyvä sähkökenttä Q₂ pisteessä P suunta on oikealle (kohti Q:ta)₁). Koska sähkökentän suunta on vastakkainen, ne kumoavat toisensa, joten sähkökentän voimakkuus pisteessä P on nolla.
Se tiedetään :
Q₁ = +9 μC = +9 x 10^-6 C
Q₂ = -4 μC = -4 x 10^-6 C
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Varauksen 1 ja varauksen 2 välinen etäisyys = 3 cm
Etäisyys Q:n välillä₁ ja piste P (r_1P) = a
Etäisyys Q:n välillä₂ ja piste P (r_2P) = 3 + a
Kysytty Missä piste P sijaitsee, jotta sähkökentän voimakkuus pisteessä P on nolla?
Jawab :
Piste P on Q:n vasemmalla puolella₁.
Q:n synnyttämä sähkökenttä₁ pisteessä P :
Positiivinen testivaraus ja Q₁ positiivinen, joten sähkökentän suunta on vasemmalle.
Q:n synnyttämä sähkökenttä₂ pisteessä P :
Positiivinen testivaraus ja Q₂ negatiivinen, joten sähkökentän suunta on oikealle.
Tuloksena oleva sähkökenttä pisteessä A :
E₁ ja E₂ vastakkaiseen suuntaan.
E₁ - E₂ = 0
E₁ = E₂
Käytä ABC-kaavaa määrittääksesi a:n arvon.
a = -1,25, b = -13,5, c = -20,25
Se ei voi olla negatiivinen asia.
Etäisyys Q:n välillä₂ ja piste P (r_2P) = 3 + a = 3 – 1,8 = 1,2 cm.
Piste P on 1,2 cm etäisyydellä Q:sta oikealla.₂.

15. Katso seuraavaa kuvaa! Lataus q₃ sijoitettu 5 cm etäisyydelle q:stä₂, niin sähkökentän voimakkuus varauksessa q₃ on… (1 µC = 10^-6 C)

A. 4,6 x 10⁷ NC^-1
B. 3,6 x 10⁷ NC^-1
Noin 1,6 x 10⁷ NC^-1
Halkaisija 1,4 x 10⁷ NC^-1
E. 1,3 x 10⁷ NC^-1

Keskustelu

Lataus q₃ sijoitettu 5 cm etäisyydelle q:stä₂, eli ei q:n vasemmalla puolella₂ mutta oikealla puolella q₂Jos vasemmalla puolella on q₂ niin resultantti sähkökenttä on nolla. Tämä johtuu siitä, että varausten välinen etäisyys q₃ varauksella q₁ ja q₂ on 5 cm ja varauksen suuruus on q₁ yhtä suuri kuin varaus q₂.

Koska varaus q3 _{on positiivinen,} sähkökentän suunta varauksessa q3 _on kohti negatiivista varausta q2 ₍ E2 ₎ ja poispäin positiivisesta varauksesta q1 ₍ E1 ₎ . Tuloksena oleva sähkökenttä on sähkökentän voimakkuuksien E1 _ja E2 _summa.

Se tiedetään :
Lataus q₁ = 5 µC = 5 x 10^-6 Coulomb
Lataus q₂ = 5 µC = -5 x 10^-6 Coulomb
Varausten välinen etäisyys q₁ ja varaus q₃ (r₁) = 15 cm = 0,15 m = 15 x 10^-2 mittari
Varausten välinen etäisyys q₂ ja varaus q₃ (r₂) = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10^-2 mittari
k = 9 x 10⁹ Nro m² C^-2
Kysytty Sähkökentän voimakkuus varauksessa q₃
Jawab :

Sähkökentän voimakkuus 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-
Sähkökentän voimakkuus 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-
Tuloksena oleva sähkökentän voimakkuus
Tuloksena oleva sähkökentän voimakkuus varauksella q₃ adalah:
E = E₂ - E₁ = (1,8 x 10⁷)– (0,2 x 10⁷) = 1,6 x 10⁷ N / C-
Sähkökentän suunta on vasemmalle eli E:n suuntaan.₂.
Oikea vastaus on C.

16. Kaksi sähkövarausta on erotettu toisistaan ​​kuvan osoittamalla tavalla. Kentänvoimakkuus pisteessä P on… (k = 9 x 10⁹ Nro m² C^-2)

A. 9,0 x 10⁹ NC^-1
B. 4,5 x 10⁹ NC^-1
Noin 3,6 x 10⁹ NC^-1
Halkaisija 5,4 x 10⁹ NC^-1
E. 4,5 x 10⁹ NC^-1

Keskustelu

Se tiedetään :
Lataus q_A = +2,5 °C
Lataus q_B = -2 °C
Varausten välinen etäisyys q_A ja piste P (r_A) = 5 m
Varausten välinen etäisyys q_B ja piste P (r_B) = 2 m
k = 9 x 10⁹ Nro m² C^-2
Kysytty Sähkökentän voimakkuus pisteessä P
Jawab :
Sähkökentän voimakkuus 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-
Sähkökentän voimakkuus 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-
Tuloksena oleva sähkökentän voimakkuus
Tuloksena oleva sähkökentän voimakkuus pisteessä P on:
E = E_B - E_A = (4,5 – 0,9) × 10⁹ = 3,6 x 10⁹ N / C-
Sähkökentän suunta on vasemmalle eli E:n suuntaan._B.
Oikea vastaus on C.

17. Kahdella sähkövarauksella on kummallakin varaus Q.₁ = -40 µC ja Q₂ = +5 µC sijaitsee kuvassa esitetyssä kohdassa (k = 9 x 10⁹ nm².C^-2 ja 1 µC = 10^-6 C), sähkökentän voimakkuus pisteessä P on…
A. 2,25 x 10⁶ NC^-1
B. 2,45 x 10⁶ NC^-1
Noin 5,25 x 10⁶ NC^-1
Halkaisija 6,75 x 10⁶ NC^-1
E. 9,00 x 10⁶ NC^-1
Keskustelu

Se tiedetään :
Lataus q₁ = -40 µC = -40 x 10^-6 C
Lataus q₂ = +5 µC = +5 x 10^-6 C
Varausten välinen etäisyys q₁ ja piste P (r₁) = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
Varausten välinen etäisyys q₂ ja piste P (r₂) = 10 cm = 0,1 = 1 × 10^-1 m
k = 9 x 10⁹ Nro m² C^-2
Kysytty Sähkökentän voimakkuus pisteessä P
Jawab :
Sähkökentän voimakkuus 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-
Sähkökentän voimakkuus 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-
Tuloksena oleva sähkökentän voimakkuus
Tuloksena oleva sähkökentän voimakkuus pisteessä P on:
E = E₂ - E₁ = (45 – 22,5) × 10⁵ = 22,5 x 10⁵ N / C-
E = 2,25 x 10⁶ N / C-
Sähkökentän suunta on oikealle eli E:n suuntaan.₂.
Oikea vastaus on A.

18. Kaksi sähkövarausta on sijoitettu erikseen kuvan mukaisesti. Varaus pisteessä A on 8 µC ja molempiin varauksiin vaikuttava vetovoima on 45 N. Jos varaus A siirtyy oikealle 1 cm ja k = 9.10⁹ Nm².C^-2, niin kahteen varaukseen vaikuttava vetovoima on...

A. 45 N
B. 60 N
C. 80 N
D. 90 N
E. 120 N

Keskustelu
Se tiedetään :
Sähkövaraus pisteessä A (q_A) = 8 µC = 8 x 10^-6 Coulomb
Kahden varauksen välinen sähkövoima (F) = 45 Newtonia
Kahden varauksen välinen etäisyys (r_AB) = 4 cm = 0,04 metriä = 4 x 10^-2 mittari
Vakio (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Kysytty Sähköinen voima kahden varauksen välillä, jos varaus A siirtyy oikealle 1 cm tai 0,01 metriä
Jawab :

Laske ensin sähkövaraus pisteessä B ja sitten sähkövarausten välinen sähkövoima, jos pisteen A sähkövaraus on siirtynyt oikealle 1 cm.
Sähkövaraus pisteessä B :
Coulombin lain kaava :
F = k (q_A)(q_B) /r²
F r² = k (q_A)(q_B)
q_B = F r² / k (q_A)
Sähkövaraus pisteessä B :
q_B = (45)(4 × 10^-2)² / (9x10⁹)(8 x 10^-6)
q_B = (45)(16 × 10^-4) / 72 x 10³
q_B = (720 x 10^-4) / (72 x 10³)
q_B = 10 x 10^-7 Coulomb
Sähkövarausten A ja B välinen sähkövoima :
Jos pisteen A varaus siirtyy oikealle 1 cm, kahden varauksen välinen etäisyys on 3 cm = 0,03 metriä = 3 x 10^-2 mittari
F = k (q_A)(q_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 Newtonia
Oikea vastaus on C.

19. Kaksi sähkövarausta P ja Q, jotka ovat 10 cm:n etäisyydellä toisistaan, kohtaavat 8 N:n vetovoiman. Jos varausta Q siirretään 5 cm varausta P kohti (1 µC = 10^-6 C ja k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2), niin syntyvä sähkövoima on...

A. 8 N
B. 16 N
C. 32 N
D. 40 N
E. 56 N

Keskustelu
Se tiedetään :
Varausten P ja Q välinen etäisyys (r_PQ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10^-1 m
Varausten P ja Q välinen sähkövoima (F) = 8 N
Sähkövaraus Q (q_Q) = 40 µC = 40 x 10^-6 C
Vakio (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Kysytty Sähköinen voima varausten P ja Q välillä, jos varaus Q siirtyy 5 cm varausta P kohti
Jawab :
Laske ensin sähkövaraus P ja sen jälkeen sähkövarausten välinen sähkövoima, jos sähkövaraus Q siirtyy 5 cm varausta P kohti.
Sähkövaraus P :
q_P = F r² / k (q_Q)
q_P = (8)(1 × 10^-1)² / (9x10⁹)(40 x 10^-6)
q_P = (8)(1 × 10^-2) / 360 x 10³
q_P = (8 x 10^-2) / (36 x 10⁴)
q_P = (1 x 10^-2) / (4,5 x 10⁴)
q_P = (1/4,5) × 10^-6 Coulomb
Sähkövarausten P ja Q välinen sähkövoima :
Jos Q-pisteen varausta siirretään vasemmalle 5 cm, kahden varauksen välinen etäisyys on 5 cm = 0,05 metriä = 5 x 10^-2 mittari
F = k (q_P)(q_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 Newtonia
Oikea vastaus on C.

20. Katso seuraavaa kuvaa sähkövarauksesta. Varaukseen q vaikuttava sähkövoima on_B on 8 N (1 µC = 10^-6 C) ja (k = 9.10⁹ nm².C^-2). Jos varaus q_B siirrettynä 4 cm:n päähän pisteestä A, niin koettu sähköinen voima on q_B nyt on…
A. 2 N
B. 4 N
C. 6 N
D. 8 N
E. 10 N
Keskustelu
Se tiedetään :
Varausten A ja B välinen etäisyys (r_AB) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10^-2 m
Varausten A ja B välinen sähkövoima (F) = 8 N
Sähkövaraus A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 C
Vakio (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Kysytty Sähköinen voima varausten A ja B välillä, jos niiden välinen etäisyys on 4 cm
Jawab :
Laske ensin sähkövaraus B ja sen jälkeen sähkövarausten välinen sähkövoima, jos niiden välinen etäisyys on 4 cm = 0,04 metriä = 4 x 10^-2 metri.
Sähkövaraus B :
q_B = F r² / k (q_A)
q_B = (8)(2 × 10^-2)² / (9x10⁹)(2 x 10^-6)
q_B = (8)(4 × 10^-4)/ (18 x 10³)
q_B = (32 x 10^-4) / (18 x 10³)
q_B = (32/18) × 10^-7
q_B = (16/9) × 10^-7 Coulomb
Varausten A ja B välinen sähkövoima :
F = k (q_A)(q_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 Newtonia
Oikea vastaus on A.

Kysymyksen lähde:

Fysiikan kansalliset tenttikysymykset lukiolle/ammatilliseen lukioon