Coulomb törvénye példakérdések

10 példa Coulomb törvényére

1. Két töltés az alábbi ábrán látható módon helyezkedik el. Az A pontban a töltés +8 mikroCoulomb, a B pontban pedig -5 mikroCoulomb. A két töltésre ható Coulomb-erő nagysága ^… ( k = 9 x 10⁻⁹ Nm² ^C⁻² , ¹ mikroCoulomb = 10⁻⁶ ^C )

Vita
Ismert :

Kérdezte A két töltésre ható elektromos erő nagysága
Jawab :

Coulomb törvényének képlete :

A két töltésre ható elektromos erő nagysága :

2. A P = +10 mikroCoulomb elektromos töltés és a Q = +20 mikroCoulomb elektromos töltés az ábrán látható módon elkülönül. A két töltésre ható Coulomb-erő nagysága…

Vita
Ismert :

Kérdezte A Coulomb-erő nagysága, amely mindkét töltésre hat
Jawab :

A Coulomb-erő, vagyis a mindkét töltésre ható elektromos erő nagysága 125 Newton.

3. Három elektromos töltést helyezünk el külön-külön, ahogy az a képen látható! A töltés = -5 mikroCoulomb, B töltés = +10 mikroCoulomb és C töltés = -12 mikroCoulomb. A B töltésre ható elektromos erő nagysága és iránya…

Vita
Ismert :

Kérdezte A B töltésre ható elektromos erő nagysága és iránya
Jawab :
A B töltésre ható elektromos erő az A és B töltések közötti elektromos erő, valamint a B és C töltések közötti elektromos erő eredője.
Az A és B töltések közötti elektromos erő :

Az A töltés negatív, a B töltés pedig pozitív, így a Coulomb-erő iránya az A töltés felé és a B töltéstől elfelé (balra) van.
A B és C töltések közötti elektromos erő :

A B töltés pozitív, a C töltés pedig negatív, így a Coulomb-erő iránya a C töltés felé és a B töltéstől elfelé (jobbra) van.
Eredő elektromos erő a B töltésen :
F irány_AB balra és F irányba_BC jobbra.
F_B =F_AB - F_BC = 675 N – 125 N = 550 Newton.
A B töltésre ható elektromos erő iránya (F_B) = az F elektromos erő iránya_AB, nevezetesen a C töltés felé (jobbra).

_{4. A + Q1} = 10 mikroCoulomb, +Q2 ₌ 50 mikroCoulomb és Q3 _elektromos töltések az ábrán látható módon elkülönülnek. Tehát, ha a _Q2 töltésre ható elektromos erő = nulla, akkor a Q3 _töltés …

Vita
Ismert :
1. töltés (q₁) = +10 μC = +10 x 10^-6 ampermásodperc
2. töltés (q₂) = +50 μC = +50 x 10^-6 ampermásodperc
A 1-es és 2-as töltések közötti távolság (r₁₂) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10^-2 m
A 2-es és 3-as töltések közötti távolság (r₂₃) = 6 cm = 0,06 m = 6 x 10^-2 m
A 2. töltésen ható eredő elektromos erő (F₂) = 0
Kérdezte : 3. töltet (q₃)
Jawab :
A 2-es töltésre ható elektromos erő az 1-es és 2-es töltések közötti elektromos erő, valamint a 2-es és 3-as töltések közötti elektromos erő eredője.
A 1-es és 2-as töltések közötti elektromos erő :

Az 1. és a 2. töltés is pozitív, tehát az irány F.₁₂ a 3. töltés felé van (jobbra).
A 2-es és 3-as töltések közötti elektromos erő :

Az 2. és a 3. töltés is pozitív, tehát az irány F.₂₃ az 1. töltés felé van (balra).
Eredő elektromos erő a 2. töltésen = 0 :
F irány₁₂ jobbra és F irányba₂₃ balra.

5. Az oldalsó képen a két töltés által tapasztalt taszítóerő 144 N, tehát a két töltés közötti távolság… (1 μC = 10⁻⁶ ^C és k = ^9.10⁶ Nm² ^· C⁻² ⁾

A. 4 cm

Kb. 5 cm

Kb. 8 cm

D. 10 cm

E. 12 cm

Vita

Köztudott, hogy:

Elektromos erő (F12 ₎ = 144 N

1. töltet (q² ₎ = 10 μC = 10 x ^10⁻⁶ C

2. töltet (q² ₎ = 4 μC = 4 x ^10⁻⁶ C

^{Coulomb-állandó (} k) = 9 × ^10⁻⁹ Nm² ^· C⁻²

C = Coulomb, N = Newton, m = méter

Kérdés: A két töltés közötti távolság (r)

Válasz:

Coulomb törvényének képlete:

Leírás: F = elektromos erő, k = Coulomb-állandó, q = elektromos töltés, r = a két elektromos töltés közötti távolság.

A két töltés közötti távolság (r) = 5 x 10⁻² ^méter = 5 x ^10⁻² x 10⁻² ^centiméter = 5 centiméter.

A helyes válasz a B.

6. Két elektromos töltés látható az alábbi ábrán. Ha a két töltésre ható Coulomb-erő 3,6 N, akkor a két töltés közötti távolság… ( 1 μC = 10⁻⁶ ^C és k = ^9.10⁶ Nm² ^· C⁻² ⁾

A. 30,0 cm

Kb. 27,0 cm

Kb. 9,0 cm

D. 3,0 cm

E. 0,3 cm

E. 12 cm

Vita

Köztudott, hogy:

Elektromos erő (F12 ₎ = 3,6 N

1. töltet (q² ₎ = 9 μC = 9 x ^10⁻⁶ C

2. töltet (q² ₎ = 4 μC = 4 x ^10⁻⁶ C

^{Coulomb-állandó (} k) = 9 × ^10⁻⁹ Nm² ^· C⁻²

C = Coulomb, N = Newton, m = méter

Kérdés: A két töltés közötti távolság (r)

Válasz:

Coulomb törvényének képlete:

Leírás: F = elektromos erő, k = Coulomb-állandó, q = elektromos töltés, r = a két elektromos töltés közötti távolság.

A két töltés közötti távolság (r) = 0,3 méter = 0,3 x 100 centiméter = 30 centiméter.

A helyes válasz az A.

7. Három ponttöltés helyezkedik el egy háromszög csúcsain, ahogy az ábrán is látható. A Coulomb-erő nagysága az A pontban… (k = 9.10⁻⁶ ^{Nm² ·} C⁻² ; ¹ μ = ^10⁻⁶ )

A. 10 É

B. 60 É

C. 90 É

D. 90 √2 N

E. 100 √2 N

Vita

Köztudott, hogy:

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

Töltet B (q _B ) = 8 μC = 8 x ^10⁻⁶ C

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

^{Coulomb-állandó (} k) = 9 × ^10⁻⁹ Nm² ^· C⁻²

Az A és B töltések közötti távolság (r _AB ) = 4 cm = 4 x ^10⁻² méter

Az A és C töltések közötti távolság (r _AC ) = 3 cm = 3 x ^10⁻² méter

C = Coulomb, N = Newton, m = méter

Kérdés: Elektromos erő az A pontban

Válasz:

Coulomb törvényének képlete:

Leírás: F = elektromos erő, k = Coulomb-állandó, q = elektromos töltés, r = a két elektromos töltés közötti távolság.

Elektromos erő az A pontban:

Az F _AB és az F _AC derékszöget zár be, így az eredő erőt a Pitagorasz-képlet segítségével számítjuk ki.

A helyes válasz a D.

8. Két tárgy, amelyek elektromos töltéssel rendelkeznek Q-val₁ és Q₂ r cm távolságban 10 N taszítóerőt hoz létre. Ekkor a Q töltés₁ úgy tolódik el, hogy a keletkező erő 40 N legyen. A k állandó = 9 x 10⁹ nm².C^-2, akkor a Q töltés₁ mozgatni kell…

A. 1/2 r távolságra a _{2. negyedtől}

B. 1/2 r közeledik Q _{2- höz}

C. 1 r eltávolodik Q-tól ₂

D. 2 r közeledik Q _{2- höz}

E. 2 r eltávolodik Q _{2- től}

Vita

Köztudott, hogy:

_Q1 és Q2 _közötti távolság = r cm

Taszítóerő (F) = 10 N

Ha a Q1 töltés _eltolódik , a taszítóerő (F) = 40 N

Állandó (k) = 9 ^{× 10⁻⁹} Nm² · ^C⁻²

Kérdés: a Q _{1 töltetet} el kell mozgatni...

Válasz:

Elektromos erő képlete:

^F = k _Q1 Q2 _/ r2

A távolság (r) fordítottan arányos az erővel (F). Ez azt jelenti, hogy ha nagyobb az erő, a töltések közötti távolság kisebb lesz. Tehát a Q1 töltést _közelebb kell helyezni _a Q2 töltéshez.

A helyes válasz a B.

9. Elektromos töltés +q₃ = 20 μC, +q₂ = 10 μC és q₁ szétválasztva, ahogy a képen látható. Tehát a q töltésre ható Coulomb-erő₂ = nulla, akkor a töltés q₁ van …
A. +2 μC
B. –2 μC
C. +5 μC
D. –5 μC
E. +8 μC
Megbeszélés:
Ismert :
+q₃ = 20 μC
+q₂ = 10 μC
Kérdezte :
q₁ =?
Jawab :
Töltésnél q₂ F munkaerő₂₃ és F.₂₁, ahol F₂₃ balra irányul. Tehát a q-ra ható eredő erő₂ nulla, akkor q₁ pozitívnak kell lennie, hogy az F erő₂₁ jobbra tartva.
Töltés q₁ = +5 μC.
A helyes válasz a C.

10. Három elektromos töltés: +q1 ₌ 5 μC, +q2 ₌ 10 μC és +q3 ₌ 10 μC egy vonalban helyezkedik el. Ha a = 10 cm , akkor a _q2 töltésre ható elektromos erő nagysága és iránya … (k = 9 x ¹⁰⁹ Nm2C - ^{2 )}

A. 7,5 É q irányban₁
B. 11,25 É q felé₂
C. 15 É q felé₁
D. 22,5 É q felé₁
K. 78,75 É q felé₁
Megbeszélés:
Ismert :
q₁= 5 μC, q₂ = 10 μC és q₃ = 10 μC
a = 0,1 m

Kérdezte :
A q-ra ható Coulomb-erő nagysága és iránya₂ ?
Jawab :
Két Coulomb-erő hat q-ra₂, nevezetesen F₂₁ és F.₂₃, ahol e két erő iránya ellentétes. q₁ pozitív és q₂ pozitív, így az F erő₂₁ jobbra haladva (q felé)₃).q₂ pozitív és q₃ pozitív, így az F erő₂₃ balra haladva (q felé)₁).

Az eredő elektromos erő nagysága = 90 N – 11,25 N = 78,75 N.
Az eredő erő iránya megegyezik az F erő irányával.₂₃, q felé₁.
A helyes válasz az E.