Elektrisite estatik - pwoblèm ak solisyon

Elektrisite estatik - pwoblèm ak solisyon

Fòs elektrik

1. Pwen A nan yon chan elektrik . Magnitud chan elektrik la nan pwen A = 0.5 NC ^-1 . Si yo mete yon chaj 0.25-C nan pwen A, ki fòs elektrik ki egzèse sou chaj la?

Li te ye:

Chan elektrik nan pwen A = 0.5 NC ^-1

Chaj elektrik nan pwen A = 0.25 C

Rechèch: Fòs elektrik

Solisyon:

F = q E

F = (0.25 C)(0.5 NC ^-1 )

F = 0.125N

2. De chaj 5 C ak 4 C separe pa yon distans 3 mèt. Si konstan Coulomb la se 9 × 10 ⁹ Nm ² C ^–2 , ki mayitid fòs elektrik de chaj yo sibi a?

Li te ye:

Chaj 1 (q1 ₎ = 5C

Chaj 2 (q2 ₎ = 4C

Distans ant chaj 1 ak chaj 2 (r) = 3 mèt

Konstan Koulomb lan (k) = 9 × 10 ⁹ Nm ² C ^–2

Ou vle: Magnitud fòs elektrik la (F)

Solisyon:

3. Chaj elektrik +q1 ₌ 10 μC; + _q2 = 20 μC; ak q3 _yo separe, jan yo montre nan figi ki anba a. Si fòs elektrik ki egzèse sou chaj q2 ₌ 0, ki chaj _q3?

Li te ye:

Chaj 1 (q1 ₎ = 10 μC = 10 x ^10-6 C

Chaj 2 (q2 ₎ = 20 μC = 20 x ^10-6 C

Kesyon an se: Ki chaj q _{3 la?}

Solisyon:

Gen de fòs k ap aji sou + _q2.

Premye fòs la se fòs repulsif ant chaj +q1 _ak chaj +q2 _ki se _F12 , adwat.

Si fòs elektrik nèt la aji sou q2 ₌ 0, alò q3 _dwe negatif.

Dezyèm fòs la se fòs atraksyon ant chaj +q2 _ak -q3 _ki se _F23 , agoch.

Toulede fòs sa yo aji sou q2 _, yo gen menm mayitid men direksyon opoze.

Fòs nèt la aji sou +q2 ₌ 0.

4. Twa chaj q1 _, q, ak q2 _yo nan yon liy. Si q = 5.0 μC ak d = 30 cm, alò ki mayitid ak direksyon fòs elektrik la k ap aji sou chaj q la.

Li te ye:

Chaj 1 (q1 ₎ = 30 μC = 30 x ^10-6 C

Chaj 2 (q2 ₎ = 60 μC = 60 x ^10-6 C

Chaj 3 (q) = 5 μC = 5 x 10 ^-6 C

Distans ant q1 _ak q = d

Distans ant q² _ak q = 2d

d = 30 santimèt = 0.3 mèt

d2 = (0.3) ^{2 =} 0.09

Konstan Koulomb lan (k) = 9 x 10 ⁹ N m ² C ^-2

Kesyon ou bezwen: Magnitud ak direksyon fòs elektrik la k ap aji sou chaj elektrik la.

Solisyon:

Gen de fòs k ap aji sou q ki F1 _adwat (q ak q1 _pozitif kidonk F1 _lwen q ak q1 ₎ ak F2 _agoch ​​(q ak q2 _pozitif kidonk F2 _lwen q ak q2 ₎ . Premyèman, yo kalkile _F1 ak _F2.

Fòs nèt la se 7.5 Newton. Direksyon fòs nèt la = direksyon F la₁, pwen adwat pou chaj q₂.

Jaden elektrik

5. Yon chaj ponktyèl q nan pwen P nan chan elektrik chaj la (+) pwodui a, sa fè li sibi yon fòs 0.05 N nan direksyon chaj la. Si mayitid chan elektrik la nan pwen P a se 2 x 10 ^-2 NC ^-1 , alò ki mayitid ak kalite chaj ki lakòz chan elektrik la.

Li te ye:

Fòs elektrik (F) = 0.05 N

Chan elektrik (E) = 2 x 10 ^–2 NC ^–1 = 0.02 NC ^–1

Sa ou vle: mayitid ak kalite chaj elektrik la

Solisyon:

Yo kalkile chaj elektrik la lè l sèvi avèk yon fòmil ki eksprime relasyon ki genyen ant fòs elektrik (F), chan elektrik la (E) ak chaj elektrik la (q):

F = q E

q = F / E = 0.05 N / 0.02 NC ^–1 = 2.5 Koulomb

Chaj q a sibi yon fòs elektrik nan direksyon chaj (+) ki pwodui yon chan elektrik, kidonk chaj q a negatif.

6. Chaj A ak B yo separe pa yon distans 4 mèt. Pwen C a ant tou de chaj yo, 1 mèt soti nan pwen A. Si Q _A = –300 μC, Q _B = 600 μC. 1/4 π ε ₀ = 9 × 10 ⁹ N m ² C– 2, alò ki mayitid chan elektrik la nan pwen C ki pwodui pa tou de chaj yo.

Li te ye:

Distans ant chaj A ak B (r _AB ) = 4 mèt

Distans ant pwen C ak chaj A (r _AC ) = 1 mèt

Distans ant pwen C ak chaj B (r _BC ) = 3 mèt

Chaj A (q _A ) = –300 μC = -300 x 10 ^-6 C = -3 x 10 ^-4 Koulomb

Chaj B (q _B ) = 600 μC = 600 x 10 ^-6 C = 6 x 10 ^-4 Koulomb

Konstan (k) = 9 × ¹⁰⁹ N ^m2 C ^–2

Rechèch: Chan elektrik nan pwen C

Solisyon:

Chan elektrik ki pwodui pa chaj A nan pwen C:

Chaj A negatif, kidonk direksyon chan elektrik la ap montre chaj A epi li lwen chaj B (agoch).

Chan elektrik ki pwodui pa chaj B nan pwen C a:

Chaj B pozitif, kidonk direksyon chan elektrik la ale nan direksyon chaj B epi li montre chaj A (agoch).

Rezilta chan elektrik la nan pwen A a:

E = E _A + E _B

E = (27 x 10⁻⁵ ⁾ + (6 x ^10⁻⁵ )

E = 33 x 105 ^N /C

Direksyon chan elektrik la ap montre chaj A epi li lwen chaj B (agoch).

7. Yon pousyè 1 mg ap flote nan lè a. Si chaj pousyè a se 0.5 μC epi akselerasyon akòz gravite a se 10 m/s2, detèmine mayitid chan elektrik ki sipòte pousyè a.

Li te ye:

Mas pousyè (m) = 1 mg = 1 x 10 ^-6 kg

Chaj pousyè (q) = 0.5 μC = 0.5 x 10 ^-6 C

Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/ ^s²

Rechèch: Chan elektrik

Solisyon:

w = mg

w = pwa pousyè a, m = mas pousyè a, g = akselerasyon akòz gravite a

Fòs gravitasyon an aji sou pousyè:

w = mg = (1 x 10 ^-6 kg)(10 m/s² ⁾ = 10 x 10 ^-6 kg m/s² ⁼ 10 x 10 ^-6 Newton

Ekwasyon chan elektrik la:

E = F/q

E = chan elektrik, F = fòs elektrik, q = chaj elektrik

Ranplase F nan ekwasyon chan elektrik la ak w nan ekwasyon pwa a:

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 N/C

8. De chaj _q1 = 32 μC ak q2 ₌ -214 μC separe pa yon distans x, jan yo montre nan figi ki anba a. Pa gen okenn chan elektrik nan pwen P ki sitiye a 10 cm de q2 _. Jwenn x.

Li te ye:

Chaj 1 (Q1 ₎ = 32 μC

Chaj 2 (Q2 ₎ = -214 μC

Distans pwen P apati q ₁ = x + 10 cm

Distans pwen P apati q2 ₌ 10 cm

Rechèch: x

Solisyon:

E ₁ = chan elektrik ki pwodui pa chaj Q _1. Direksyon chan elektrik la se lwen Q ₁ paske Q ₁ pozitif. E ₂ = chan elektrik ki pwodui pa Q _2. Direksyon chan elektrik la montre Q ₂ paske Q ₂ negatif.

Pa gen fòs nèt nan pwen p ki sitiye a 10 cm de _Q2

Sèvi ak fòmil kwadratik la:

9. Yon pwen chaje q sitiye nan pwen P nan chan elektrik chaj la (+) pwodui a, kidonk li gen yon fòs 0.05 N. Si chaj la se +5 × l0 ^–6 Coulomb, alò ki mayitid chan elektrik la nan pwen C.

Li te ye:

Fòs elektrik (F) = 0.05 Newton

Chaj elektrik (Q) = +5 × l0 ^–6 Koulomb = 0.000005

Rechèch: Chan elektrik nan pwen P

Solisyon:

E = F / Q

E = 0.05 Newton / 0.000005 Koulomb

E = 5 Newton / 0.0005 Koulomb

E = 10,000 Newton/Coulomb

E = 10 ⁴ N/C

E = 10 ⁴ NC ^-1

1. Ki sa ki elektrisite estatik? ReponnElektrisite estatik refere a akimilasyon chaj elektrik sou sifas objè yo. Yo rele l "estatik" paske chaj yo rete nan yon sèl zòn olye pou yo deplase oswa koule tankou nan elektrisite aktyèl.
2. Ki jan elektrisite estatik pwodui? ReponnElektrisite estatik souvan pwodui atravè pwosesis chaj triboelektrik, kote sèten materyèl vin chaje lè yo antre an kontak friksyon ak yon lòt materyèl. Fwote yon balon sou cheve oswa mache sou yon tapi ak soulye ki gen semel kawoutchou ka lakòz akimilasyon chaj estatik.
3. Poukisa pafwa ou pran yon chòk lè ou touche yon manch pòt apre ou fin mache sou yon tapi? ReponnMache sou yon tapi, sitou nan kondisyon sèk, ka lakòz yon akimilasyon chaj estatik sou kò ou. Lè ou touche yon manch pòt oswa yon lòt kondiktè, chaj yo ka dechaje byen vit, sa ki lakòz yon chòk estatik.
4. Ki jan imidite afekte elektrisite estatik? ReponnImidite gen tandans diminye akimilasyon elektrisite estatik. Molekil dlo ki nan lè a ka ede disipe chaj elektrik yo. Nan jou ki pi sèk, gen plis chans pou w fè eksperyans akimilasyon elektrisite estatik ak chòk.
5. Poukisa gen kèk materyèl ki gen plis tandans pou devlope chaj estatik pase lòt? ReponnMateryèl yo diferan nan kapasite yo pou kenbe oswa transfere elektwon. Gen kèk materyèl, tankou kawoutchou oswa sèten plastik, ki gen tandans pou pran oswa pèdi elektwon pi fasil pase lòt, sa ki fè yo gen plis tandans pou akimilasyon chaj estatik.
6. Ki prensip ki dèyè yon elektwoskòp? ReponnYon elektwoskòp se yon aparèy yo itilize pou detekte prezans yon chaj estatik. Li tipikman konsiste de yon baton metal ki konekte ak de fèy mens an papye metal. Lè yo pwoche yon objè chaje toupre baton an, fèy yo deplase youn kont lòt akòz repitasyon chaj ki sanble yo, sa ki endike prezans elektrisite estatik.
7. Kijan koneksyon a tè elimine chaj estatik? ReponnKoneksyon a tè a bay yon chemen pou chaj anplis la deplase sou Latè, ki se yon gwo rezèvwa chaj. Lè yon objè ki chaje estatikman konekte a tè, chaj anplis yo netralize, sa diminye oswa elimine akimilasyon estatik la.
8. Poukisa ou ta ka wè etensèl nan yon silo grenn oswa pandan y ap mete gaz nan yon avyon, e poukisa sa danjere? ReponnGrenn k ap deplase oswa k ap fwote sou sifas yo ka jenere elektrisite estatik, epi menm bagay la tou pou koule gaz la. Si gen yon akimilasyon chaj estatik, li ka dechaje kòm yon etensèl. Nan anviwònman ki gen gaz, pousyè oswa likid ki ka pran dife (tankou nan yon silo grenn oswa pandan avyon ap mete gaz nan gaz), etensèl sa yo ka limen materyèl ki ka pran dife a, sa ki ka lakòz eksplozyon.
9. Ki jan espre oswa pwodui antiestatik yo fonksyone? ReponnEspre ak pwodui antiestatik yo tipikman gen sibstans ki fè sifas yo yon ti jan kondiktif. Lè yo fè sa, yo anpeche akimilasyon chaj estatik oswa ede disipe nenpòt chaj ki akimile.

10. Ki sa seri triboelektrik la ye? Repons : Seri triboelektrik la se yon lis ki klase materyèl yo dapre tandans yo genyen pou yo vin chaje pozitivman oswa negatifman lè yo fwote kont yon lòt materyèl. Materyèl ki anlè lis la gen tandans pou yo vin chaje pozitivman, alòske sa yo ki anba a gen tandans pou yo vin chaje negatifman.