Электр заряды мен электр күшінің формуласы

Электр заряды мен электр күшіне арналған мысал сұрақтар мен формулалар

Электр заряды

1. Массасы m = 9√3 x 10 болатын екі бірдей заряд^-4 кг бір нүктеге ұзындығы l = 1 метр болатын арқанмен ілінген. Егер екі заряд бір-бірінен a = 1 метр қашықтықта орналасса, онда әрбір зарядтың шамасы ... болады.

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

Талқылау
Белгілі болғандай:
Екі бірдей заряд дегеніміз екі ұқсас заряд, мұнда ұқсас зарядтар бір-бірін тебеді.
Арқанның ұзындығы (л) = 1 метр
Екі зарядтың арақашықтығы (r) = 1 метр
Заряд массасы (м) = 9√3 x 10^-4 kg
Ауырлық күшіне байланысты үдеу (г) = 10 м/с²
Ауырлық күші (w) = мг = (9√3 x 10^-4 кг) (10 м/с²) = 9√3 x 10^-3 Ньютон
Сұралған Әрбір зарядтың шамасы (q)
Жауап:

Тақырып:
F = 1 және 2 жүктемелер арасындағы тебіліс электр күші
w₁ = Доптың салмағы 1
w₂ = Доптың салмағы 2
T₁ = Арқанның тартылу күші 1
T_1x = 1-арқанның x осі бойынша тартылу күшінің құрамдас бөлігі
T_1y = 1-арқанның у осі бойынша тартылу күшінің құрамдас бөлігі
T₂ = Арқанның тартылу күші 2
T_2x = 2-арқанның x осі бойынша тартылу күшінің құрамдас бөлігі
T_2y = 2-арқанның у осі бойынша тартылу күшінің құрамдас бөлігі
l₁ = арқанның ұзындығы 1
l_1x = x осі бойынша жол ұзындығының компоненті
l_1y = y осі бойынша жол ұзындығының компоненті

cos θ мәнін есептеңіз:

Арқанның тартылу күшін есептеңіз (T)₁):

sin θ мәнін есептеңіз:

Арқанның x осі бойынша тартылу күшінің компонентін есептеңіз (T_1x):

Екі шар тепе-теңдікте, сондықтан T_1x = F = 9 x 10^-3 Ньютон

Кулон заңының формуласын қолданып, әрбір шардың зарядын есептеңіз:

Әрбір зарядтың шамасы 1 x 10^-6 Кулон немесе 1 микрокулон.
Дұрыс жауап - C.

Затты электрлік зарядталған күйге келтіру

1. Затқа электр зарядын берудің екі жолы бар....
A. Үйкеліс және электромагнетизм
B. Индукция және электромагнетизм
C. Үйкелеу және индукция
D. Индукция және магниттелу
Талқылау
Затқа электр зарядын берудің екі жолы бар: үйкеліс және индукция.
Үйкелеу - затты басқа затпен үйкеу арқылы оң немесе теріс электр зарядына ие ету тәсілі, мысалы, шыны таяқшаны жүнмен үйкеу немесе пластикалық тарақты құрғақ шашпен үйкеу. Үйкеліс кезінде электрондар бір заттан екінші затқа ауысады, сондықтан бір затта электрондар артық болады (протондар жоқ), содан кейін теріс зарядталады, ал екінші затта электрондар жетіспейді (протондар жоқ), содан кейін оң зарядталады.
Индукция - зарядталған затты бейтарап металл шарға жақындату арқылы, бірақ оған тигізбей зарядталған зат жасау әдісі. Зарядталатын затта бос электрондар болуы керек, себебі бұл бос электрондар электрлік зарядталған затпен индукцияланған кезде қозғала алады. Металл заттарда әдетте бос электрондар болады. Шыны, пластик немесе ағаш сияқты заттарды индукция арқылы электрлік зарядтау мүмкін емес, себебі бұл заттарда бос электрондар болмайды.
Дұрыс жауап - C.

Электр зарядының түрлері

2. Төрт зарядталған дене (P, Q, R және S) келесідей әрекет етеді. P және Q бір-бірін тебеді, P және R бір-бірін тартады, R және S бір-бірін тебеді. Келесі тұжырымдардың қайсысы дұрыс?
A. Егер P теріс зарядталған болса, онда S теріс зарядталған болады.
B. Егер Q теріс зарядталған болса, онда S теріс зарядталған болады.
C. Егер R теріс зарядталған болса, онда P теріс зарядталған
D. Егер S теріс зарядталған болса, онда P оң зарядталған.
Талқылау
P және Q зарядтары бірдей болғандықтан, P және Q бір-бірін тебеді.
P және R бір-біріне тартылады, сондықтан P және R зарядтары әртүрлі
R және S бір-бірін тебеді, сондықтан R және S зарядтары бірдей

Сонымен, егер P және Q оң зарядталған болса, онда R және S теріс зарядталған немесе P және Q теріс зарядталған болса, R және S оң зарядталған.
Дұрыс жауап - D.

3. 2011 жылғы №59 Регенттік/қалалық деңгейдегі бастауыш мектептерге арналған ұлттық ғылым олимпиадасының сұрақтары
Егер ... болса, зат оң зарядталған деп аталады.
A. Нысан протондарды қабылдайды
B. Объектілер протондарды бөліп шығарады
C. Нысандар электрондарды қабылдайды
D. Заттар электрондарды бөліп шығарады
Талқылау
Протондар оң зарядталған, ал электрондар теріс зарядталған. Протондар атомдардың орталығында орналасқан, бұл олардың бір заттан екінші затқа ауысуына кедергі келтіреді. Ал электрондар атомдардың бетінде орналасқан, бұл олардың бір заттан екінші затқа ауысуына мүмкіндік береді. Заттар электрондарды босату немесе электрондарды қабылдау арқылы электрлік зарядталады. Егер зат электрондарды қабылдаса, онда электрондардың артық болуы (протондардың болмауы) теріс зарядқа әкеледі. Егер зат электрондарды босату болса, онда электрондардың артық болуы (протондардың артық болуы) оң зарядқа әкеледі.
Сонымен, жоғарыдағы сұраққа сүйене отырып, егер объект электрондарды шығарса, онда оң заряд бар деп айтылады.
Дұрыс жауап - D.

Электр күші

4. Әрқайсысы Q-ға тең екі электр заряды₁ және Q₂ R қашықтықта орналасқандықтан, оның 100 Н тебу күші бар. Егер екі зарядтың арақашықтығы 1/3 R-ге дейін азайса, онда электр зарядтарының тебу күші ... болады.
A. 33,33 N
B. 100 N
C. 300 N
D. 900 N
Талқылау
Белгілі болғандай:
Электр заряды 1 = Q₁
Электр заряды 2 = Q₂
Екі зарядтың арақашықтығы = R
Екі заряд арасындағы тебу күші (F) = 100 Ньютон
Тебіліс күші екі электр зарядының да бірдей типте, оң немесе теріс екенін білдіреді.
Сұрақ қойылды: Егер екі зарядтың арақашықтығы 1/3 R-ге дейін азайса, онда электр зарядының тебу күші... болады.
Жауап:
Кулон заңының формуласы:
F = k Q₁ Q₂ / R₂
Айталық, R = 1 болса, Q мәні₁.Q₂ есептеуге болады:

Егер екі зарядтың арақашықтығы 1/3 R дейін азайса, онда электр зарядының (F) тебу күші келесідей болады:

Дұрыс жауап - D.

5. Нүктелік заряд Q₁ = +4e және нүктелік заряд Q₂ = -3e бір-бірінен 0,3 м қашықтықта ұсталады, төмендегі суретте көрсетілгендей. Осылайша, Q зарядына әсер ететін электр күші₂ нөлге тең, нүктелік заряд Q₃ = +16e ... ішіне орналастырылуы керек.
A. Q-дан солға қарай 0,3 м₁
B. Q-дан оңға қарай 0,6 м₁
C. Q оң жағында 0,6 м₂
D. Q-дан солға қарай 0,9 м₂
Талқылау
Белгілі болғандай:
Электронның (-e) немесе протонның (+e) заряды = 1,60 x 10^-19 Кулон
Нүктелік заряд Q₁ = +4e
Нүктелік заряд Q₂ = -3e
Нүктелік заряд Q₃ = +16e
Нүктелік зарядтар арасындағы қашықтық Q₁ және Q нүктелік заряды₂ = 0,3 метр
Сұрақ: Q зарядына әсер ететін электр күші₂ нөлге тең, нүктелік заряд Q₃ = +16e ... ішіне орналастырылуы керек.
Жауап:
Зарядтар арасындағы электр күші Q₁ және Q заряды₂ :

Q заряды₁ оң және зарядты Q₂ теріс, сондықтан электр күшінің бағыты F₁₂ солға қарай (Q зарядына қарай)₁).

Осылайша, Q зарядына әсер ететін электр күші₂ нөлге тең болса, онда зарядтар арасындағы электр күшінің шамасы Q₂ және Q заряды₃ (F₃₂) = зарядтар арасындағы электр күшінің шамасы Q₁ және Q заряды₂ (F₁₂) және F бағыты₃₂ F бағытына қарама-қарсы болуы керек₁₂F бағыты₁₂ солға қарай, демек F бағыты₃₂ оңға қарай жүру керек. Q-ны есте сақтаңыз₃ оң және Q₂ теріс заряд болып табылады, сондықтан F бағыты₃₂ оңға қарай, содан кейін Q заряды₃ Q оң жағына орналастырылуы керек₂

Зарядтар арасындағы қашықтық Q₂ және Q заряды₃ Кулон заңының формуласы бойынша есептеледі:

Дұрыс жауап - C.

Сұрақ көзі:

Бастауыш мектеп физикасы OSN сұрақтары