Az elektromos töltés és az elektromos erő képlete

Példakérdések és képletek az elektromos töltésre és az elektromos erőre

Elektromos töltés

^{1. Két azonos, m = 9√3 x 10⁻⁴} kg tömegű töltetet l = 1 méter hosszú kötéllel lógattunk ugyanazon a ponton. Ha a két töltés távolsága a = 1 méter, akkor mindkét töltés nagysága….

A. 4 mikrocoulomb
B. 2 mikrocoulomb
C. 1 mikrocoulomb
D. 0,5 mikrocoulomb

Vita
Köztudott, hogy:
Két azonos töltés két hasonló töltést jelent, ahol a hasonló töltések taszítják egymást.
Kötélhossz (l) = 1 méter
A két töltés közötti távolság (r) = 1 méter
Töltet tömege (m) = 9√3 x 10^-4 kg
Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/s²
Gravitáció (w) = mg = (9√3 x 10^-4 kg)(10 m/s²) = 9√3 × 10^-3 Newton
Kérdezte Az egyes töltések nagysága (q)
Válasz:

Felirat:
F = Az 1. és 2. terhelés között fellépő taszító elektromos erő
w₁ = A 1. golyó gravitációja
w₂ = A 2. golyó gravitációja
T₁ = Kötélfeszítő erő 1
T_1x = A 1. kötél feszítőerejének x tengelyre eső komponense
T_1y = A 1. kötél húzóerejének komponense az y tengelyen
T₂ = Kötélfeszítő erő 2
T_2x = A 2. kötél feszítőerejének x tengelyre eső komponense
T_2y = A 2. kötél húzóerejének komponense az y tengelyen
l₁ = az 1. kötél hossza
l_1x = a húr hosszának az x tengelyen elfoglalt komponense
l_1y = a húr hosszának az y tengelyen elfoglalt komponense

Számítsd ki a cos θ értékét:

Számítsa ki a kötél feszítőerejét (T1 ₎ :

Számítsd ki a sin θ értékét:

Számítsd ki a kötélre ható feszítőerő x tengely menti komponensét (T _1x ):

A két golyó egyensúlyban van, tehát T _1x = F = 9 x ^10⁻³ Newton.

Számítsd ki az egyes golyók töltését Coulomb törvényének képletével:

Az egyes töltések nagysága 1 x 10^-6 Coulomb vagy 1 mikroCoulomb.
A helyes válasz a C.

Tárgy elektromos feltöltése

1. Kétféleképpen adhatunk elektromos töltést egy tárgynak:….
A. Dörzsölés és elektromágnesesség
B. Indukció és elektromágnesesség
C. Dörzsölés és indukció
D. Indukció és mágnesezettség
Vita
Kétféleképpen adhatunk elektromos töltést egy tárgynak: súrlódás és indukció.
A dörzsölés egy olyan módszer, amellyel egy tárgyat pozitív vagy negatív elektromos töltéssel lehet felruházni úgy, hogy a tárgyat egy másik tárggyal dörzsöljük, például egy üvegrudat gyapjúval dörzsölünk, vagy egy műanyag fésűt száraz hajjal dörzsölünk. Súrlódás során az elektronok egyik tárgyról a másikra mozognak, így az egyik tárgy elektronfelesleget kap (protonok hiányoznak belőle), és negatív töltésűvé válik, a másik tárgy pedig elektronhiányossá válik (protonok hiányoznak belőle), és pozitív töltésűvé válik.
Az indukció egy olyan módszer, amelynek során egy tárgyat úgy töltünk fel, hogy a töltött tárgyat egy semleges fémgömb közelébe hozzuk anélkül, hogy megérintenénk. A töltendő tárgynak szabad elektronokkal kell rendelkeznie, mivel ezek a szabad elektronok elmozdulhatnak, ha egy elektromosan töltött tárgy indukálja őket. A fémes tárgyak általában tartalmaznak szabad elektronokat. Az olyan tárgyak, mint az üveg, a műanyag vagy a fa, nem tehetők elektromosan töltődve indukcióval, mivel ezek a tárgyak nem rendelkeznek szabad elektronokkal.
A helyes válasz a C.

Az elektromos töltés típusai

2. Négy töltéssel rendelkező test (P, Q, R és S) a következőképpen viselkedik. P és Q taszítja egymást, P és R vonzza egymást, R és S taszítja egymást. Melyik állítás helyes az alábbi állítások közül?
A. Ha P negatív töltésű, akkor S is negatív töltésű.
B. Ha Q negatív töltésű, akkor S is negatív töltésű.
C. Ha R negatív töltésű, akkor P negatív töltésű
D. Ha S negatív töltésű, akkor P pozitív töltésű.
Vita
A P és a Q taszítja egymást, mivel a P és a Q azonos töltésűek.
P és R vonzzák egymást, ezért P és R töltései eltérőek
R és S taszítják egymást, ezért R és S azonos töltésűek

Tehát, ha P és Q pozitív töltésűek, akkor R és S negatív töltésűek, vagy ha P és Q negatív töltésűek, akkor R és S is pozitív töltésűek.
A helyes válasz a D.

3. 2011. évi Országos Természettudományi Olimpia kérdései Regency/Városi szintű Általános Iskolák Számára, 59. sz.
Egy tárgyat pozitív töltésűnek nevezünk, ha...
A. A tárgy protonokat kap
B. A tárgyak protonokat szabadítanak fel
C. A tárgyak elektronokat vesznek fel
D. A tárgyak elektronokat bocsátanak ki
Vita
A protonok pozitív töltésűek, míg az elektronok negatív töltésűek. A protonok az atomok középpontjában helyezkednek el, megakadályozva, hogy egyik tárgyról a másikra mozogjanak. Az elektronok ezzel szemben az atomok felületén helyezkednek el, lehetővé téve számukra, hogy egyik tárgyról a másikra mozogjanak. A tárgyak elektromos töltésűvé válnak elektronok felszabadulásával vagy felvételével. Ha egy tárgy elektronokat vesz fel, akkor elektronfelesleg keletkezik benne (protonok hiánya), ami negatív töltést eredményez. Ha egy tárgy elektronokat bocsát ki, akkor elektronfelesleg keletkezik benne (protonok feleslege), ami pozitív töltést eredményez.
Tehát a fenti kérdés alapján egy tárgyról azt mondjuk, hogy pozitív töltésű, ha elektronokat bocsát ki.
A helyes válasz a D.

Elektromos erő

4. Két Q elektromos töltés₁ és Q₂ R távolságra van, 100 N taszítóerővel bír. Ha a két töltés közötti távolságot R 1/3-ára csökkentjük, akkor az elektromos töltések taszítóereje… lesz.
A. 33,33 É
B. 100 É
C. 300 É
D. 900 É
Vita
Köztudott, hogy:
Elektromos töltés 1 = Q₁
Elektromos töltés 2 = Q₂
A két töltés közötti távolság = R
A két töltés közötti taszítóerő (F) = 100 Newton
A taszítóerő azt jelenti, hogy mindkét elektromos töltés azonos típusú, mindkettő pozitív vagy mindkettő negatív.
Kérdés: Ha a két töltés közötti távolságot 1/3 R-re csökkentjük, akkor az elektromos töltés taszító ereje...
Válasz:
Coulomb törvényének képlete:
F = k Q₁ Q₂ / R₂
Tegyük fel, hogy R = 1, akkor Q értéke₁.Q₂ kiszámítható:

Ha a két töltés közötti távolságot R 1/3-ára csökkentjük, akkor az elektromos töltés taszító ereje (F) a következővé válik:

A helyes válasz a D.

5. Pontszerű töltés Q₁ = +4e és pontszerű töltés Q₂ = -3e töltéseket 0,3 m távolságra tartjuk egymástól, ahogy az az alábbi ábrán látható. Így a Q töltésre ható elektromos erő₂ nulla, a pontszerű töltés Q₃ = +16e-t kell beírni…-ba.
A. Q-tól 0,3 m-re balra₁
B. Q-tól 0,6 m-rel jobbra₁
C. Q-tól 0,6 m-rel jobbra₂
D. Q-tól balra 0,9 m-rel₂
Vita
Köztudott, hogy:
Egy elektron (-e) vagy proton (+e) töltése = 1,60 x 10^-19 ampermásodperc
Ponttöltés Q₁ = +4e
Ponttöltés Q₂ = -3e
Ponttöltés Q₃ = +16e
A pontszerű töltések közötti távolság Q₁ és a pontszerű töltés Q₂ = 0,3 méter
Kérdés: Tehát a Q töltésre ható elektromos erő₂ nulla, a pontszerű töltés Q₃ = +16e-t kell beírni…-ba.
Válasz:
A töltések közötti elektromos erő Q₁ és töltse fel Q-t₂ :

A Q1 töltés _pozitív , a Q2 töltés pedig _{negatív , így az F12} elektromos erő iránya balra van (a Q1 töltés felé ₎.

Tehát a Q töltésre ható eredő elektromos erő₂ nulla, akkor a töltések közötti elektromos erő nagysága Q₂ és töltse fel Q-t₃ (F₃₂) = a töltések közötti elektromos erő nagysága Q₁ és töltse fel Q-t₂ (F₁₂) és F irány₃₂ ellentétesnek kell lennie az F irányával₁₂F irány₁₂ balra, tehát az F irány₃₂ jobbra kell mennie. Emlékezz a Q-ra₃ pozitív és Q₂ negatív töltésű, így az F iránya₃₂ jobbra, majd a Q töltés₃ Q-tól jobbra kell helyezni₂

_{A Q2} és Q3 _töltések közötti távolságot Coulomb törvényének képletével számítjuk ki:

A helyes válasz a C.

Kérdés forrása:

Általános iskolai fizika OSN kérdések