Кулон заңының мысал сұрақтары

Кулон заңының 10 мысалы

1. Төмендегі суретте көрсетілгендей екі заряд орналасқан. А нүктесіндегі заряд +8 микрокулонға, ал В нүктесіндегі заряд -5 микрокулонға тең. Кулон күші екі зарядқа да әсер ететін күш... (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 микро Кулон = 10^-6 C)

Талқылау
Ол белгілі :

Сұралған Екі зарядқа да әсер ететін электр күшінің шамасы
Джаваб :

Формула Кулон заңы :

Үлкен электр күші екі жүктемеге де әсер етеді:

2. Электр заряды P = +10 микро Кулон және электр заряды Q = +20 микро Кулондар суретте көрсетілгендей бөлінген. Екі зарядқа да әсер ететін Кулон күшінің шамасы...

Талқылау
Ол белгілі :

Сұралған Екі зарядқа да әсер ететін Кулон күшінің шамасы
Джаваб :

Екі зарядқа да әсер ететін Кулон күшінің немесе электр күшінің шамасы 125 Ньютонға тең.

3. Суретте көрсетілгендей, үш электр заряды бөлек орналасқан! А заряды = -5 микрокулон, В заряды = +10 микрокулон және С заряды = -12 микрокулон. В зарядына әсер ететін электр күшінің шамасы мен бағыты...

Талқылау
Ол белгілі :

Сұралған B зарядына әсер ететін электр күшінің шамасы мен бағыты
Джаваб :
В зарядына әсер ететін электр күші А және В зарядтары арасындағы электр күшінің және В және С зарядтары арасындағы электр күшінің нәтижесі болып табылады.
А және В зарядтары арасындағы электр күші :

А заряды теріс, ал В заряды оң, сондықтан Кулон күшінің бағыты А зарядына қарай және В зарядынан алыс (солға қарай).
В және С зарядтары арасындағы электр күші :

B заряды оң, ал C заряды теріс, сондықтан Кулон күшінің бағыты C зарядына қарай және B зарядынан алыс (оңға қарай).
B зарядына әсер ететін электр күші :
F бағыты_AB солға және F бағытына_BC оңға қарай.
F_B =F_AB - F_BC = 675 Н – 125 Н = 550 Ньютон.
B (F) зарядына әсер ететін электр күшінің бағыты_B) = электр күшінің бағыты F_AB, атап айтқанда C зарядына қарай (оңға қарай).

4. Электр заряды +Q₁ = 10 микро Кулон, +Q₂ = 50 микро Кулон және Q₃ суретте көрсетілгендей бөлінген. Осылайша Q зарядына әсер ететін электр күші₂ = нөл, онда Q заряды₃ болып табылады...

Талқылау
Ол белгілі :
1-заряд (q₁) = +10 мкКл = +10 x 10^-6 Кулон
2-заряд (q₂) = +50 мкКл = +50 x 10^-6 Кулон
1 және 2 зарядтарының арақашықтығы (r₁₂) = 2 см = 0,02 м = 2 x 10^-2 m
2 және 3 зарядтарының арақашықтығы (r₂₃) = 6 см = 0,06 м = 6 x 10^-2 m
2 зарядына (F) әсер ететін электр күші₂) = 0
Сұралған : заряд 3 (q₃)
Джаваб :
2-зарядқа әсер ететін электр күші 1 және 2 зарядтар арасындағы электр күшінің 2 және 3 зарядтар арасындағы электр күшімен нәтижесі болып табылады.
1 және 2 зарядтар арасындағы электр күші :

1-заряд оң, ал 2-заряд оң, сондықтан бағыты F₁₂ 3-ші зарядқа қарай (оң жақта).
2 және 3 зарядтар арасындағы электр күші :

2-заряд оң, ал 3-заряд оң, сондықтан бағыты F₂₃ 1-зарядқа қарай (солға қарай).
2 зарядына әсер ететін электр күші = 0 :
F бағыты₁₂ оңға және F бағытына₂₃ Солға.

5. Бүйірдегі суретте екі зарядтың әсер ететін тебу күші 144 Н, сондықтан екі зарядтың арақашықтығы... (1 μC = 10^-6 C және k = 9.10⁹ Nm².C^-2)

A. 4 см

B. 5 см

C. 8 см

D. 10 см

E. 12 см

Талқылау

Белгілі болғандай:

Электр күші (F)₁₂) = 144 Н

1-заряд (q₁) = 10 мкК = 10 x 10^-6 C

2-заряд (q₂) = 4 мкК = 4 x 10^-6 C

Кулон тұрақтысы (k) = 9 х 10⁹ Nm².C^-2

C = Кулон, N = Ньютон, м = метр

Сұрақ қойылды: Екі зарядтың арақашықтығы (r)

Жауап:

Кулон заңының формуласы:

Сипаттамасы: F = электр күші, k = kКулон тұрақтысы, q = электр заряды, r = екі электр зарядының арасындағы қашықтық.

Екі зарядтың арақашықтығы (r) = 5 x 10^-2 метр = 5 x 10^-2 x 10² сантиметр = 5 сантиметр.

Дұрыс жауап - B.

6. Төмендегі суретте екі электр заряды көрсетілген. Егер екі зарядқа да әсер ететін Кулон күші 3,6 Н болса, онда екі зарядтың арақашықтығы... (1 μC = 10^-6 C және k = 9.10⁹ Nm².C^-2)

A. 30,0 см

B. 27,0 см

C. 9,0 см

D. 3,0 см

E. 0,3 см

E. 12 см

Талқылау

Белгілі болғандай:

Электр күші (F)₁₂) = 3,6 Н

1-заряд (q₁) = 9 мкК = 9 x 10^-6 C

2-заряд (q₂) = 4 мкК = 4 x 10^-6 C

Кулон тұрақтысы (k) = 9 х 10⁹ Nm².C^-2

C = Кулон, N = Ньютон, м = метр

Сұрақ қойылды: Екі зарядтың арақашықтығы (r)

Жауап:

Кулон заңының формуласы:

Сипаттамасы: F = электр күші, k = kКулон тұрақтысы, q = электр заряды, r = екі электр зарядының арасындағы қашықтық.

Екі зарядтың арақашықтығы (r) = 0,3 метр = 0,3 x 100 сантиметр = 30 сантиметр.

Дұрыс жауап - А.

7. Суретте көрсетілгендей, үш нүктелі зарядтар үшбұрыштың бұрыштарында орналасқан. А нүктесіндегі Кулон күшінің шамасы… (k = 9.10⁹ Nm².C^-2; 1 μ = 10^-6)

A. 10 N

B. 60 N

C. 90 N

D. 90√2 N

E. 100 ж√2 N

Талқылау

Белгілі болғандай:

Заряд A (q_A) = -2 мкКл = -2 x 10^-6 C

B заряды (q_B) = 8 мкК = 8 x 10^-6 C

Заряд C (q_C) = 4,5 мкК = 4,5 x 10^-6 C

Кулон тұрақтысы (k) = 9 х 10⁹ Nm².C^-2

А және В зарядтары арасындағы қашықтық (r_AB) = 4 см = 4 x 10^-2 Метр

А және С зарядтары арасындағы қашықтық (r_AC) = 3 см = 3 x 10^-2 Метр

C = Кулон, N = Ньютон, м = метр

Сұрақ қойылды: А нүктесіндегі электр күші

Жауап:

Кулон заңының формуласы:

Сипаттамасы: F = электр күші, k = kКулон тұрақтысы, q = электр заряды, r = екі электр зарядының арасындағы қашықтық.

А нүктесіндегі электр күші:

F_AB және F_AC түзу бұрыш жасайды, сондықтан пайда болған күш формуланы пайдаланып есептеледі Пифагор.

Дұрыс жауап - D.

8. Q электр заряды бар екі зат₁ және Q₂ r см қашықтықта 10 Н тебу күшін тудырады. Сонда Q заряды₁ пайда болатын күш 40 Н болатындай етіп ығысты. k = 9 x 10 тұрақтысы⁹ Nm².C^-2, содан кейін Q заряды₁ жылжыту керек...

A. Q-дан 1/2 r қашықтықта₂

B. 1/2 r Q тәсілдері₂

C. 1 r Q нүктесінен алыстайды₂

D. 2 r Q тәсілдері₂

E. 2 r Q нүктесінен алыстайды₂

Талқылау

Белгілі болғандай:

Q қашықтығы₁ және Q₂ = r см

Тебу күші (F) = 10 Н

Егер Q заряды болса₁ ығысқан, тебу күші (F) = 40 Н

Тұрақты (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

Сұрақ қойылды: Q заряды₁ жылжыту керек...

Жауап:

Электр күшінің формуласы:

F = k Q₁ Q₂ / r²

Қашықтық (r) күшке (F) кері пропорционал. Бұл күш үлкен болса, зарядтар арасындағы қашықтық кішірек болатынын білдіреді. Сондықтан Q заряды₁ жылжыту керек тәсіл Q заряды₂.

Дұрыс жауап - B.

9. Электр заряды +q₃ = 20 мкКл, +q₂ = 10 мкК және q₁ суретте көрсетілгендей бөлінген. Сонымен, q зарядына әсер ететін Кулон күші₂ = нөл, онда заряд q₁ болып табылады …
A. +2 мкКл
B. –2 мкКл
C. +5 мкКл
D. –5 мкКл
E. +8 мкКл
Талқылау:
Ол белгілі :
+q₃ = 20 мкКл
+q₂ = 10 мкКл
Сұралған :
q₁ =?
Джаваб :
Зарядтау кезінде q₂ жұмыс күші F₂₃ және F₂₁мұндағы F₂₃ солға бағытталған. Осылайша, q-ға әсер ететін нәтижелік күш₂ нөлге тең, содан кейін q₁ F күші оң болуы керек₂₁ оңға қарай бет алу.
Заряд q₁ = +5 мкКл.
Дұрыс жауап - C.

10. Үш электр заряды +q₁= 5 мкКл, +q₂ = 10 мкКл және +q₃ = 10 мкКл сызықта. Егер a = 10 см болса, онда q зарядына әсер ететін электр күшінің шамасы мен бағыты₂ болып табылады… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2)

A. q бағытында 7,5 N₁
B. q бағытында 11,25 N₂
C. q бағытында 15 N₁
D. q бағытында 22,5 N₁
E. q бағытында 78,75 N₁
Талқылау:
Ол белгілі :
q₁= 5 мкКл, q₂ = 10 мкК және q₃ = 10 мкКл
а = 0,1 м

Сұралған :
q-ға әсер ететін Кулон күшінің шамасы мен бағыты₂ ?
Джаваб :
q бетіне екі Кулон күші әсер етеді₂, атап айтқанда F₂₁ және F₂₃, мұндағы бұл екі күштің бағыттары қарама-қарсы. q₁ оң және q₂ оң, сондықтан F күші₂₁ оңға қарай (q бағытында)₃). q₂ оң және q₃ оң, сондықтан F күші₂₃ солға қарай (q бағытында)₁).

Нәтижесінде пайда болған электр күшінің шамасы = 90 Н – 11,25 Н = 78,75 Н.
Қорытынды күштің бағыты F күшінің бағытымен бірдей₂₃, q бағытында₁.
Дұрыс жауап - Е.