쿨롱 힘 예제 문제

쿨롱 힘 관련 문제 9가지 예시

1. 세 개의 화물이 아래 그림과 같이 배치되어 있습니다. 전하 B가 받는 쿨롱 힘은 …. (k = 9 x 10)⁹ Nm²C^{- 2}, 1 μC = 10^{- 6} C)

A. 09 x 10 ¹ N을 전하 C에 전달

B. 09 x 10 ¹ N을 전하 A 에 가함

C. 18 x ^10¹ N을 전하 C에 가함

D. 18 x ^10¹ N의 전하 A

E. 36 x ^10¹ N을 전하 C에 전달

논의

알려진 바에 따르면 :

q _A = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ C = ^10⁻⁵ 쿨롬

q _B = 10 µC = 10 x 10 ^-6 = 10 ^-5 쿨롬

q _C = 20 µC = 20 x ^10⁻⁶ = 2 x ^10⁻⁵ 쿨롬

r _AB = 0,1미터 = ^10⁻¹ 미터

r _BC = 0,1미터 = ^10⁻¹ 미터

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

질문 : 전하 B가 받는 쿨롱 힘은 얼마입니까?

답변 :

전하 B에는 두 개의 쿨롱 힘 또는 전기력이 작용하는데, 하나는 전하 A와 B 사이의 쿨롱 힘(FAB ₎ 이고 다른 하나는 전하 B와 C 사이의 쿨롱 힘(FBC _{) 입니다. 전하 B가 받는 쿨롱 힘은 FAB} 와 FBC _의 합력입니다.

전하 A와 B 사이의 쿨롱 힘:

전하 A는 양전하이고 전하 B도 양전하이므로 F _AB는 전하 C 방향으로 작용합니다.

전하 B와 C 사이의 쿨롱 힘:

전하 B는 양전하이고 전하 C도 양전하이므로 전하 _BC는 전하 A 방향으로 작용합니다.

전하 B가 받는 쿨롱 힘:

F _B = F _BC – F _AB = 180-90 = 90 N

전하 B가 받는 쿨롱 힘(F _{B )의 크기는 90뉴턴입니다. F B} 의 방향은 F _BC 의 방향과 동일하며 , 즉 전하 A를 향합니다.

정답은 B입니다.

2. 전하 B에 작용 ^하는 쿨롱 힘의 크기와 방향은 다음과 같습니다. ( k = 9 x 10⁹ ^Nm²C⁻² , 1 μC = ^{10⁻⁶ C} )

A. 2,5 k Q ² r ^-2 왼쪽

B. 2,5 k Q ² r ^-2 오른쪽

C. 2 k Q ² r ^-2 왼쪽

D. 2 k Q ² r ^-2 오른쪽

E. 1 k Q ² r ^-2 왼쪽

논의

알려진 바에 따르면 :

전하량 A (q _A ) = +Q

전하 B (q _B ) = -2Q

전하 C (q _C ) = -Q

전하 A와 B 사이의 거리( _rAB ) = r

전하 B와 C 사이의 거리(r _BC ) = 2r

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

질문 : 전하 B에 작용하는 쿨롱 힘의 크기와 방향은 무엇입니까?

답변 :

전하 A와 전하 B 사이의 쿨롱 힘:

전하 A는 양전하이고 전하 B는 음전하이므로, 자기력 F _AB 의 방향은 전하 A를 향합니다.

전하 B와 전하 C 사이의 쿨롱 힘:

_{전하 B는 음전하이고 전하 C도 음전하이므로 전하 B와 전하 C 사이의 전하 분포 FBC} 의 방향은 전하 A를 향합니다.

전하 B에 작용하는 합력:

F = F _AB + F _BC = 2 k Q ² /r ² + 0,5 k Q ² /r ² = 2,5 k Q ² /r ² = 2,5 k Q ² r ^-2

쿨롱 힘의 방향은 전하 A를 향하거나 왼쪽 방향입니다.

정답은 A입니다.

3. 그림과 같이 두 개의 전하가 각각 따로 놓여 있습니다. 점 A의 전하는 8 µC이고, 두 전하에 작용하는 인력은 45 N입니다. 만약 전하 A를 오른쪽으로 1 cm 이동시키고, 인력 상수 k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 일 때, 두 전하에 작용하는 인력은 얼마입니까?

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

동 120 북

논의

알려진 바에 따르면 :

점 A에서의 전하량(qA ₎ = 8 µC = 8 x ^10⁻⁶ 쿨롬

두 전하 사이의 전기력(F) = 45 뉴턴

두 전하 사이의 거리(r _AB ) = 4cm = 0,04미터 = 4 x ^10⁻² 미터

상수(k) = 9 ^{x 10⁹} Nm² · ^C⁻²

질문 : 전하 A가 오른쪽으로 1cm(0,01m) 이동했을 때 두 전하 사이의 전기력은 얼마입니까?

답변 :

먼저 점 B의 전하량을 계산한 다음, 점 A의 전하량이 오른쪽으로 1cm 이동했을 때 두 전하 사이의 전기력을 계산하십시오.

B 지점의 전하량 :

공식 쿨롱 법칙 :

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F r ² = k (q _A )(q _B )

q _B = F r ² / k (q _A )

B에서의 전기 충전 :

q _B = (45)(4 x 10 ^-2 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(8 x 10 ^-6 )

q _B = (45)(16 x 10 ^-4 ) / 72 x 10 ³

q _B = (720 x 10 ^-4 ) / (72 x 10 ³ )

q _B = 10 x 10 ^-7 쿨롬

전하 A와 B 사이의 전기력 :

점 A에 있는 전하가 오른쪽으로 1cm 이동하면 두 전하 사이의 거리는 3cm = 0,03m = 3 x 10⁻²m ^가 됩니다 .

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F = (9 x 10⁹ ⁾ (8 x ^10⁻⁶ )(10 x ^10⁻⁷ ) / (3 x ^10⁻² ) ^²

F = (9 x 10 ⁹ )(80 x 10 ^-13 ) / (9 x 10 ^-4 )

F = (1 x 10 ⁹ )(80 x 10 ^-13 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = (80 x 10⁻⁴ ⁾ / (1 x ^10⁻⁴ )

F = 80 뉴턴

정답은 C입니다.

4. 서로 10cm 떨어져 있는 두 전하 P와 Q는 8N의 인력을 작용합니다. 만약 전하 Q를 전하 P 쪽으로 5cm 이동시키면 (1µC = 10⁻⁶C ^{, 전기력 k = 9 x 10⁹ Nm²·C⁻² )} , ^발생 하는 전기력 ^은 얼마입니까?

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

동 56 북

논의

알려진 바에 따르면 :

전하 P와 Q 사이의 거리(r _PQ ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x ^10⁻¹ m

전하 P와 Q 사이의 전기력(F) = 8 N

전하량 Q (q _Q ) = 40 µC = 40 x 10 ^-6 C

상수(k) = 9 ^{x 10⁹} Nm² · ^C⁻²

질문 : 전하 Q가 전하 P 쪽으로 5cm 이동했을 때, 전하 P와 Q 사이의 전기력은 얼마입니까?

답변 :

먼저 전하량 P를 계산하고, 그 다음 전하량 Q가 전하량 P 쪽으로 5cm 이동했을 때 두 전하 사이의 전기력을 계산하십시오.

전기 전하 P :

q _P = F r ² / k (q _Q )

q _P = (8)(1 x 10 ^-1 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(40 x 10 ^-6 )

q _P = (8)(1 x 10 ^-2 ) / 360 x 10 ³

q _P = (8 x 10 ^-2 ) / (36 x 10 ⁴ )

q _P = (1 x 10 ^-2 ) / (4,5 x 10 ⁴ )

q _P = (1/4,5) x 10 ^-6 쿨롬

전하 P와 Q 사이의 전기력 :

점 Q에 있는 전하를 왼쪽으로 5cm 이동시키면 두 전하 사이의 거리는 5cm = 0,05m = 5 x 10⁻²m ^가 됩니다 .

F = k (q _P )(q _Q ) / r ²

F = (9 x 10⁹ ⁾ ((1/4,5) x ^10⁻⁶ )(40 x ^10⁻⁶ ) / (5 x ^10⁻² ) ^²

F = (2 x 10 ³ )(40 x 10 ^-6 ) / (25 x 10 ^-4 )

F = (80 x 10⁻⁴ ⁾ / (25 x ^10⁻⁴ )

F = 3,2 x 10 ¹

F = 32 뉴턴

정답은 C입니다.

5. 다음 전하 그림을 보세요. 전하 qB가 받는 전기력은 8N(1µC = 10⁻⁶C)이고 전기력 계수는 ₍ k = 9.10⁹ Nm²·C⁻²)입니다 ^. 전하 ^qB 를 A ^에서 4cm 떨어진 곳으로 이동시키면 _qB 가 받는 전기력은 _{이제 얼마} ^가 될까요?

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

동 10 북

논의

알려진 바에 따르면 :

전하 A와 B 사이의 거리(rAB ₎ = 2cm = 0,02m = 2 x ^10⁻²m

전하 A와 B 사이의 전기력(F) = 8 N

전하량 A (qA ₎ = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ C

상수(k) = 9 ^{x 10⁹} Nm² · ^C⁻²

질문 : 두 전하 A와 B 사이의 거리가 4cm일 때, 두 전하 사이의 전기력은 얼마입니까?

답변 :

먼저 전하량 B를 계산한 다음, 두 전하 사이의 거리가 4cm = 0,04m = 4 x 10⁻²m일 때 두 전하 사이의 전기력을 계산 ^합니다.

전기 전하 B :

q _B = F r ² / k (q _A )

q _B = (8)(2 x 10 ^-2 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )

q _B = (8)(4 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

q _B = (32 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

q _B = (32/18) x 10 ^-7

q _B = (16/9) x 10 ^-7 쿨롬

전하 A와 B 사이의 전기력 :

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F = (9 x 10⁹ ⁾ (2 x ^10⁻⁶ )((16/9) x ^10⁻⁷ ) / (4 x ^10⁻² ) ^²

F = (18 x 10 ³ )( (16/9) x 10 ^-7 ) / (16 x 10 ^-4 )

F = (2 x 10 ³ )(16 x 10 ^-7 ) / (16 x 10 ^-4 )

F = (2 x 10 ³ )(1 x 10 ^-7 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = (2 x 10⁻⁴ ⁾ / (1 x ^10⁻⁴ )

F = 2 뉴턴

정답은 A입니다.

6. 변의 길이가 AB = BC = 20cm인 삼각형 ABC의 꼭짓점에 세 개의 전하가 놓여 있고, 각 전하의 크기는 그림과 같이 q = 2µC입니다(k = 9.10⁹ ^Nm² · C⁻² ^{, 1µC} = 10⁻⁶ ⁾ . 점 B에 작용하는 전기력의 크기는 얼마입니까?

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 N

동 0,4 북

논의

알려진 바에 따르면:

점 A에서의 전하량(qA ₎ = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ 쿨롬

점 B에서의 전하량(qB ₎ = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ 쿨롬

점 C에서의 전하량(qC ₎ = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ 쿨롬

점 B에서 점 C까지의 거리(r _BC ) = 20cm = 0,2미터 = 2 x ^10⁻¹ 미터

점 B에서 점 A까지의 거리(r _BA ) = 20cm = 0,2미터 = 2 x ^10⁻¹ 미터

k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2

질문: 점 B에 작용하는 전기력의 크기는 얼마입니까?

답변 :

점 B와 C에 있는 전하 사이의 전기력:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )(2 x 10 ^-6 ) / (2 x 10 ^-1 ) ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(4 x 10 ^-12 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BC = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BC = 9 x ^10⁻¹

F _BC = 0,9 뉴턴

점 B와 C의 전하는 양전하이므로 전기력 FBC의 방향은 _점 C에서 멀어지는 왼쪽 방향입니다.

점 B와 A에 있는 전하 사이의 전기력:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )(2 x 10 ^-6 ) / (2 x 10 ^-1 ) ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(4 x 10 ^-12 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BA = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BA = 9 x 10 ^-1

F _BA = 0,9 뉴턴

점 B와 A의 전하는 양전하이므로 전기력 FBA의 방향은 _점 A에서 멀어지는 아래쪽입니다.

두 전기력은 직각을 이루므로, 점 B에 작용하는 합력 전기력은 피타고라스 정리를 이용하여 계산할 수 있다.

정답은 B입니다.

7. 다음 그림을 보세요!

세 개의 전하 Q₁ _, Q₂ _, Q₃가 _직각 삼각형 ABC의 꼭짓점에 위치해 있습니다. AB와 BC의 길이는 30cm입니다. k = 9.10⁹ Nm²·C⁻²이고 μ = 10⁻⁶일 ^때 , 전하 ^{Q₁ 에} 작용 ^하는 알짜 쿨롱 힘은 _얼마 입니까?

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

동 12 북

논의

알려진 바에 따르면:

점 A에서의 전하량(qA ₎ = 3 µC = 3 x ^10⁻⁶ 쿨롬

점 B에서의 전하량(qB ₎ = -10 µC = -10 x ^10⁻⁶ 쿨롬

점 C에서의 전하량(qC ₎ = 4 µC = 4 x ^10⁻⁶ 쿨롬

점 B에서 점 C까지의 거리(r _BC ) = 30cm = 0,3미터 = 3 x ^10⁻¹ 미터

점 B에서 점 A까지의 거리(r _BA ) = 30cm = 0,3미터 = 3 x ^10⁻¹ 미터

k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2

질문: 점 B에서의 합력 쿨롱 힘

답변 :

점 B와 C에 있는 전하 사이의 전기력:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(10 x 10 ^-6 )(4 x 10 ^-6 ) / (3 x 10 ^-1 ) ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(40 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = (360 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = 40 x ^10⁻¹

F _BC = 4 뉴턴

점 B의 전하는 음전하이고 점 C의 전하는 양전하이므로 전기력 F _BC 의 방향은 점 C를 향하는 오른쪽 방향입니다.

점 B와 A에 있는 전하 사이의 전기력:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(10 x 10 ^-6 )(3 x 10 ^-6 ) / (3 x 10 ^-1 ) ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(30 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = (270 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = 30 x 10 ^-1

F _BA = 3 뉴턴

점 B의 전하는 음전하이고 점 A의 전하는 양전하이므로 전기력 F _BA 의 방향은 점 A를 향하는 위쪽 방향입니다.

두 전기력은 직각을 이루므로, 점 B에 작용하는 합력 전기력은 피타고라스 정리를 이용하여 계산할 수 있다.

정답은 B입니다.

8. 세 개의 전하가 변의 길이 AB = BC = 20cm인 삼각형 ABC의 꼭짓점에 위치하고 있으며, 각 전하의 크기는 측면 그림과 같이 q = 2µC이고, 전기 전도도 k = 9.10입니다.⁹ Nm².C^-2, 1 µ = 10^-6전기력의 크기) B 지점에서 일하는 것은…

1. 0,9√3 N
2. 0,9√2 N
3. 0,9 N
4. 0,81 N
5. 0,4 N

논의

알려진 바에 따르면:
A 지점의 전하량(q)_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 쿨롱
점 B에서의 전하량(q)_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 쿨롱
점 C에서의 전하량(q)_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 쿨롱
B에서 C까지의 거리(r)_BC) = 20cm = 0,2미터 = 2 x 10^-1 미터
B에서 A까지의 거리(r)_BA) = 20cm = 0,2미터 = 2 x 10^-1 미터
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
질문: 점 B에 작용하는 전기력의 크기
답변 :

점 B와 C에 있는 전하 사이의 전기력:
F_BC = k (q_B)(큐_C)/아르 자형_BC²
F_BC = (9 × 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BC = (9 × 10⁹)(4 x 10^-12) / (4 x 10^-2)
F_BC = (36 × 10^-3) / (4 x 10^-2)
F_BC = 9x10^-1
F_BC = 0,9 뉴턴
점 B와 C의 전하량은 양수이므로 전기력 F의 방향은 다음과 같습니다._BC C 지점에서 멀어지는 왼쪽 방향입니다.

점 B와 A에 있는 전하 사이의 전기력:
F_BA = k (q_B)(큐_A)/아르 자형_BA²
F_BA = (9 × 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BA = (9 × 10⁹)(4 x 10^-12) / (4 x 10^-2)
F_BA = (36 × 10^-3) / (4 x 10^-2)
F_BA = 9x10^-1
F_BA = 0,9 뉴턴
점 B와 A의 전하는 양전하이므로 전기력 F의 방향은 다음과 같습니다._BA 아래쪽, A 지점에서 멀어지는 방향.

두 전기력은 직각을 이루므로, 점 B에 작용하는 합력 전기력은 피타고라스 정리를 이용하여 계산할 수 있다.
정답은 B입니다.

9. 다음 그림을 보세요!
세 개의 전하 Q₁, 문₂그리고 Q₃ 점 은 직각삼각형 ABC의 꼭짓점에 있습니다. AB의 길이 = BC = 30cm입니다. 다음이 알려져 있습니다. k = 9.10⁹ Nm².C^-2 그리고 1 µ = 10^-6 그러면 전하 Q에 작용하는 결과적인 쿨롱 힘은 다음과 같습니다.₁ 이다….

1. 1 N
2. 5 N
3. 7 N
4. 10 N
5. 12 N

논의
알려진 바에 따르면:
A 지점의 전하량(q)_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 쿨롱
점 B에서의 전하량(q)_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 쿨롱
점 C에서의 전하량(q)_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 쿨롱
B에서 C까지의 거리(r)_BC) = 30cm = 0,3미터 = 3 x 10^-1 미터
B에서 A까지의 거리(r)_BA) = 30cm = 0,3미터 = 3 x 10^-1 미터
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
질문: 점 B에서의 합력 쿨롱력
답변 :
점 B와 C에 있는 전하 사이의 전기력:
F_BC = k (q_B)(큐_C)/아르 자형_BC²
F_BC = (9 × 10⁹)(10 x 10^-6)(4 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BC = (9 × 10⁹)(40 x 10^-12) / (9 x 10^-2)
F_BC = (360 × 10^-3) / (9 x 10^-2)
F_BC = 40x10^-1
F_BC = 4 뉴턴
점 B의 전하는 음전하이고 점 C의 전하는 양전하이므로 전기력 F의 방향은_BC 오른쪽 C 지점 방향으로.

점 B와 A에 있는 전하 사이의 전기력:
F_BA = k (q_B)(큐_A)/아르 자형_BA²
F_BA = (9 × 10⁹)(10 x 10^-6)(3 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BA = (9 × 10⁹)(30 x 10^-12) / (9 x 10^-2)
F_BA = (270 × 10^-3) / (9 x 10^-2)
F_BA = 30x10^-1
F_BA = 3 뉴턴
점 B의 전하는 음전하이고 점 A의 전하는 양전하이므로 전기력 F의 방향은 다음과 같습니다._BA A 지점을 향해 위로.
 
두 전기력은 직각을 이루므로, 점 B에 작용하는 합력 전기력은 피타고라스 정리를 이용하여 계산할 수 있다.
정답은 B입니다.

질문 출처:

고등학교/직업고등학교 물리 국가시험 문제