Beispillfroen fir statesch Elektrizitéit

20 Beispiller vu Froen iwwer statesch Elektrizitéit

Elektresch Kraaft

1. De Punkt A läit an engem elektresche Feld . D'Stäerkt vum elektresche Feld um Punkt A ass 0,5 NC ^-1 . Wann en Objet mat enger Ladung vun 0,25 C um Punkt A placéiert gëtt, dann trëtt eng Coulomb- Kraaft vun... op.

A. 0,125 N.

B. 0,25 N.

C. 0,35 N.

D. 0,40 N.

E. 0,70 N

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Elektresch Feldstäerkt um Punkt A = 0,5 NC ^-1

Elektresch Ladung am Punkt A = 0,25 C

Fro: D'Coulomb-Kraaft, déi op en elektresch geluedenen Objet wierkt

Äntwert:

D'Formel, déi d'Bezéiung tëscht elektrescher Kraaft (F), elektreschem Feld (E) an elektrescher Ladung (q) uginn, ass:

F = q E

F = (0,25 C)(0,5 NC ^-1 )

F = 0,125 N

Déi richteg Äntwert ass A.

2. Zwou Ladungen vun 5 C an 4 C sinn 3 m vuneneen ewech. Wann k = 9 × 10 ⁹ Nm ² C ^{–2 ass} , dann ass d'Gréisst vun der Coulomb-Kraaft, déi vun deenen zwou Ladungen erlieft gëtt, ...

A. 2 × ¹⁰⁹ N

B. 60 × ¹⁰⁹ N

C. 2 × 10 ¹⁰ N

D. 6 × 10 ¹⁰ N

O. 20 × 10 ¹⁰ N

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Ladung 1 (q² ₎ = 5 C

Ladung 2 (q² ₎ = 4 C

Den Ofstand tëscht de Lasten 1 an 2 (r) = 3 Meter.

Coulomb-Konstant (k) = 9 × ^10⁻⁶ Nm² C ^{– 2}

Fro: D'Gréisst vun der Coulomb-Kraaft (F)

Äntwert:

Déi richteg Äntwert ass C.

3. Déi elektresch Ladungen +q1 ₌ 10 μC; + _q2 = 20 μC; an q3 _sinn getrennt, wéi an der Figur hei ënnendrënner gewisen. Sou datt d'Coulomb-Kraaft, déi op d'Ladung q2 wierkt ₌ Null ass; dann ass d'Ladung _q3 …

A. +2,5 μC

B. –2,5 μC

C. +25 μC

D. –25 μC

E. +4 μC

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Ladung 1 (q² ₎ = 10 μC = 10 x ^10⁻⁶ C

Ladung 2 (q² ₎ = 20 μC = 20 x ^10⁻⁶ C

Fro: Wéi eng Ladung q3 ass _, fir datt d'Coulomb-Kraaft, déi op d'Ladung q2 wierkt, _gläich Null ass (F2 ₌ 0).

Äntwert:

Et wierken zwou Kräften op + _q2.

Déi éischt Kraaft ass déi ofstoussend Kraaft tëscht der Ladung +q1 _an der Ladung +q2 _, nämlech F12 _, déi no riets geriicht ass.

Fir datt déi resultéierend elektresch Kraaft, déi op q₂ wierkt _{, null} ass, muss q₃ negativ gelueden sinn . Dofir ass déi zweet Kraaft d'Attraktiounskraaft tëscht de Ladungen +q₂ _an -q₃ _, nämlech F₂3 _, déi no lénks geriicht ass. Dës zwou Kräften, déi op q₂ wierken _, hunn déiselwecht Gréisst, awer géigneresch Richtungen.

Déi resultéierend Kraaft op +q₂ _ass gläich Null.

Déi richteg Äntwert ass B.

4. D'Punkten A an B hunn eng elektresch Ladung vun −10 μC respektiv +40 μC. Ufanks sinn déi zwou Ladungen 0,5 Meter vuneneen ewech placéiert, sou datt eng Coulomb F Newton Kraaft entsteet. Wann den Ofstand tëscht A a B op 1,5 Meter geännert gëtt, dann ass d'Coulomb Kraaft, déi entsteet...

A. ¹ / ₉ F

B. ¹ / ₃ F

C. ³ / ₂ F

D. 3 F

E. 9 F

Diskussioun

Vergläicht d'Diskussioun iwwer Fro Nummer 9.

Den Ofstand tëscht A a B gëtt op 1,5 Meter oder dat dräimol sou grouss wéi den ursprénglechen Ofstand geännert.

D'Kraaft ass ëmgekéiert proportional zum Quadrat vun der Distanz:

D'Coulomb-Kraaft, déi entsteet, ass 1/9 F.

Déi richteg Äntwert ass A.

5. E System mat 3 fräie Ladungen vun der selwechter Gréisst gëtt sou placéiert, datt et ausgeglach ass, wéi op der Foto gewisen. Wann Q3 _{ëm 1/3 Mol méi no bei Q2} verréckelt gëtt , dann gëtt d'Verhältnes vun der Gréisst vun der Coulomb-Kraaft F2 _: F1 _….

A. 1: 3

B. 2 : 3

C. 3:4

D. 9 : 1

E. 9 : 4

Diskussioun

Et ass bekannt, datt :

D'Distanz tëscht q1 _an q2 ₌ x

Den Ofstand tëscht q² _an q³ ₌ 2/3 x

Gefrot : F2 _: F1 ₌ ….?

Äntwert :

Formel vum Coulomb-Gesetz:

Beschreiwung: k = konstant, q1 ₌ Ladung 1, q2 ₌ Ladung 2, r = Distanz tëscht Ladung 1 an Ladung 2

Vergläich vun der Gréisst vun der Coulomb-Kraaft

q1 , q2 _an q3 _{si gläich grouss ,} dofir gi se aus der Equatioun eliminéiert. k an x2 ^si gläichzäiteg grouss a leien op der lénkser a rietser Säit, dofir gi se aus der Equatioun eliminéiert.

Déi richteg Äntwert ass E.

6. Kuckt Iech d'Bild hei ënnendrënner un. Déi dräi elektresch Ladungen q1 _, q, a q2 _sinn an enger Linn. Wann q = 5,0 μC an d = 30 cm ass , dann sinn d'Gréisst an d'Richtung vun der elektrescher Kraaft, déi op d'Ladung q wierkt… (k = 9 x ¹⁰⁹ Nm2C - ^{2 )}

A. 7,5 N Richtung q₁

B. 7,5 N Richtung q ₂

C. 15 N Richtung q ₁

D. 22,5 N Richtung q ₁

E. 22,5 N Richtung q ₂

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Ladung 1 (q² ₎ = 30 μC = 30 x ^10⁻⁶ C

Ladung 2 (q² ₎ = 60 μC = 60 x ^10⁻⁶ C

Ladung 3 (q) = 5 μC = 5 x ^10⁻⁶ C

D'Distanz tëscht q1 _an q = d

Den Ofstand tëscht q² _an q = 2d

d = 30 cm = 0,3 Meter

d² = (0,3) ^{² =} 0,09

Coulomb-Konstant (k) = 9 x 10⁻⁶ ^N m² ^C - ²

Fro: D'Gréisst an d'Richtung vun der elektrescher Kraaft, déi op eng elektresch Ladung wierkt

Äntwert:

Et ginn zwou Kräften, déi op q wierken, nämlech F1 _ass riets (q an q1 _si positiv gelueden, sou datt _F1 ewech vun q an q1 ass ₎ an F2 _ass lénks (q an q2 _si positiv gelueden, sou datt _F2 ewech vun q an q2 ass ₎ . Berechent als éischt _F1 an _F2.

Resultéierend Kraaft:

Σ F = 15 – 7,5 = 7,5

Déi resultéierend Kraaft ass 7,5 Newton. Hir Richtung ass déiselwecht wéi F1 _, nämlech no riets a Richtung _q2.

Déi richteg Äntwert ass B.

Elektrescht Feld

7. Eng Punktladung q ass um Punkt P an engem elektresche Feld, dat vun enger Ladung (+) generéiert gëtt, sou datt se eng Kraaft vun 0,05 N a Richtung vun der Ladung erlieft. Wann d'Feldstäerkt um Punkt P 2 x 10⁻² ^NC⁻¹ ass , dann sinn d'Gréisst an d'Aart vun der Ladung, déi d'Feld generéiert, ^…

A. 5,0°C, positiv

B. 5,0 C, negativ

C. 3,0 C, positiv

D. 2,5 C, negativ

E. 2,5°C, positiv

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Elektresch Kraaft (F) = 0,05 N

Elektresch Feldstäerkt (E) = 2 x 10 ^–2 NC ^–1 = 0,02 NC ^–1

Gefrot: D'Gréisst an d'Aart vun der Ladung, déi d'Feld erstellt

Äntwert:

D'elektresch Ladung gëtt mat enger Formel berechent, déi d'Bezéiung tëscht elektrescher Kraaft (F), elektreschem Feld (E) an elektrescher Ladung (q) uginn:

F = q E

q = F / E = 0,05 N / 0,02 NC ^–1 = 2,5 Coulomb

D'Ladung q erlieft eng elektresch Kraaft a Richtung vun der (+) Ladung, déi en elektrescht Feld erstellt, sou datt d'Ladung q e negativt Zeechen huet.

Déi richteg Äntwert ass D.

8. D'Distanz tëscht zwou Ladungen A a B ass 4 m. De Punkt C ass tëscht den zwou Ladungen, 1 m vun A ewech. Wann Q _A = –300 μC, Q _B = 600 μC. 1/4 π ε ₀ = 9 × 10 ⁹ N m ² C ^–2 , dann ass d'elektrescht Feldstäerkt um Punkt C wéinst dem Afloss vun den zwou Ladungen…

A. 9 × 10 ⁵ NC ^–1

B. 18 × 10 ⁵ NC ^–1

C. 33 × 10 ⁵ NC ^–1

D. 45 × ¹⁰⁵ NC ^–1

E. 54 × 10 ⁵ NC ^–1

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Den Ofstand tëscht de Lasten A a B (r _AB ) = 4 Meter

D'Distanz tëscht dem Punkt C an der Ladung A (r _AC ) = 1 Meter

D'Distanz tëscht dem Punkt C an der Ladung B (r _BC ) = 3 Meter

Ladung A (qA ₎ = –300 μC = -300 x ^10⁻⁶ C = -3 x ^10⁻⁶ Coulomb

Ladung B(qB ₎ = 600 μC = 600 x ^10⁻⁶ C = 6 x ^10⁻⁴ Coulomb

Konstant (k) = 9 × ^10⁻⁶ N ^m² C ^–2

Fro: elektresch Feldstäerkt um Punkt C

Äntwert:

D'elektrescht Feld, dat duerch d'Ladung A am Punkt C generéiert gëtt:

D'Ladung A ass negativ, dofir ass d'Richtung vum elektresche Feld a Richtung Ladung A a ewech vun der Ladung B (no lénks).

D'elektrescht Feld, dat duerch d'Ladung B am Punkt C generéiert gëtt:

D'Ladung B ass positiv, dofir ass d'Richtung vum elektresche Feld ewech vun der Ladung B a Richtung Ladung A (no lénks).

Resultéierend elektrescht Feld um Punkt A:

E _A an E _B sinn an déiselwecht Richtung, dofir gi se zesummegefügt.

E = E _A + E _B

E = (27 x 10⁻⁶ ⁾ + (6 x ^10⁻⁶ )

E = 33 x 10⁻⁶ ^N /C

D'Richtung vum elektresche Feld ass a Richtung Ladung A a ewech vun der Ladung B (no lénks).

Déi richteg Äntwert ass C.

9. E Stëbskär mat engem Gewiicht vun 1 Milligramm kann an der Loft schwiewen wéinst dem elektresche Feld, dat de Stëbs hält. Wann d'Ladung vum Stëbs 0,5 μC an d'Schwéierkraaftbeschleunigung 10 m/s² ass ^, bestëmmt d'Gréisst vum elektresche Feld, dat de Stëbs hält.

A. 5 Net-Kontakt

B. 10 Net-Kontakt

C. 20 N/C

D. 25 N/C

E. 40 N/C

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Mass vum Stëbs (m²) = 1 Milligramm = 1 x ^10⁻⁶ kg

Stëbsladung (q) = 0,5 μC = 0,5 x ^10⁻⁶ C

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 m/ ^s²

Fro: D'Stäerkt vum elektresche Feld, dat de Stëbs hält

Äntwert:

Gewiichtsformel:

w = mg

Beschreiwung: w = Gewiicht vum Stëbs, m = Mass vum Stëbs, g = Beschleunigung duerch d'Schwéierkraaft

D'Gravitatiounskraaft, déi op de Stëbs wierkt, oder d'Gewiicht vum Stëbs gëtt mat der Gewiichtsformel berechent:

w = mg = (1 x ^10⁻⁶ kg)(10 m/s² ⁾ = 10 x ^10⁻⁶ kg m/s² ⁼ 10 x ^10⁻⁶ Newton

Formel fir d'Stäerkt vum elektresche Feld:

E = F/q

Beschreiwung: E ​​= elektresch Feldstäerkt, F = elektresch Kraaft, q = elektresch Ladung

Stëbs schwëmmt an der Loft, dofir muss déi resultéierend Kraaft, déi op de Stëbs wierkt, null sinn. D'Schwéierkraaft vum Stëbs ass no ënnen geriicht, dofir muss déi elektresch Kraaft no uewen geriicht sinn, an d'Gréisst vun der Schwéierkraaft vum Stëbs muss gläich wéi d'Gréisst vun der elektrescher Kraaft sinn, sou datt déi resultéierend Kraaft op de Stëbs null ass. Dofir kann F an der Formel fir d'elektresch Feldstäerkt duerch w an der Gewiichtsformel ersat ginn.

E = F/q = w/q

E = (10 x 10⁻⁶ ^N ) / (0,5 x ^10⁻⁶ C)

E = 10 N / 0,5 C

E = 20 N/C

Déi richteg Äntwert ass C.

10. Zwou Ladungen, q1 ₌ 32 μC an q2 ₌ -214 μC, sinn duerch en Ofstand x vuneneen getrennt, wéi an der Figur uewen gewisen. Wann um Punkt p, deen 10 cm vum q2 ewech ass _, déi resultéierend elektresch Feldstäerkt null ass. Dann ass d'Gréisst vun x….

A. 20 cm

B. 30 cm

C. 40 cm

D. 50 cm

E. 60 cm

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Ladung 1 (Q1 ₎ = 32 μC

Ladung 2 (Q² ₎ = -214 μC

Distanz vum Punkt p vun q ₁ = x + 10 cm

Distanz vum Punkt p vum q² ₌ 10 cm

Gefrot: x

Äntwert:

E1 ass dat elektrescht Feld, dat duerch d'Ladung Q1 generéiert gëtt _. D'Richtung vum elektresche Feld ass ewech vu Q1, _{well Q1} positiv _gelueden ass. E2 _ass dat elektrescht Feld, dat duerch d'Ladung Q2 generéiert gëtt _. D'Richtung vum elektresche Feld ass a Richtung Q2, _well Q2 _negativ gelueden ass.

Um Punkt p, deen 10 cm vu Q2 ewech ass _, ass déi resultéierend elektresch Feldstäerkt null.

Benotzt d'ABC-Formel:

11. E Punkt mat enger Ladung q ass um Punkt P an engem elektresche Feld, dat duerch eng Ladung (+) entsteet, sou datt en eng Kraaft vun 0,05 N erlieft. Wann d'Gréisst vun der Ladung +5 × l0 ^–6 Coulomb ass, dann ass d'Gréisst vum elektresche Feld um Punkt P…

A. 2,5 × ^10³ NC ^–1

B. 3.0 × ^10³ NC ^–1

C. 4,5 × ^l0³ NC ^–1

D. 8,0 × ^10³ NC ^–1

E. 10 ⁴ NC ^–1

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Elektresch Kraaft (F) = 0,05 Newton

Elektresch Ladung (Q) = +5 × l0 ^–6 Coulomb = 0,000005

Fro: Wéi grouss ass den elektresche Feld am Punkt P?

Äntwert:

D'Formel, déi d'Bezéiung tëscht elektreschem Feld, elektrescher Kraaft an elektrescher Ladung uginn:

E = F / Q

E = 0,05 Newton / 0,000005 Coulomb

E = 5 Newton / 0,0005 Coulomb

E = 10.000 Newton/Coulomb

E = 10⁻⁴ ^N /C

^E = ^10⁻⁴NC -1

Déi richteg Äntwert ass E.

Coulomb säi Gesetz

12. Dräi Ladungen sinn arrangéiert wéi an der Figur hei ënnendrënner gewisen. D'Coulomb-Kraaft, déi vun der Ladung B erlieft gëtt, ass …. (k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

A. 09 x 10¹ N op C Ladung
B. 09 x 10¹ N fir A ze laden
C. 18 x 10¹ N op C Ladung
D. 18 x 10¹ N fir A ze laden
E. 36 x 10¹ N op C Ladung

Diskussioun
Et ass bekannt :
q_A = 10 µC = 10 x 10^-6 C = 10^-5 Coulomb
q_B = 10 µC = 10 x 10^-6 = 10^-5 Coulomb
q_C = 20 µC = 20 x 10^-6 = 2 x 10^-5 Coulomb
r_AB = 0,1 Meter = 10^-1 Meter
r_BC = 0,1 Meter = 10^-1 Meter
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Gefrot Coulomb-Kraaft, déi vun der Ladung B erlieft gëtt
Jawab :

Et ginn zwou Coulomb-Kräften oder elektresch Kräften, déi op d'Ladung B wierken, nämlech d'Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen A a B (FAB ₎ an d'Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen B an C (FBC ₎ . D'Coulomb-Kraaft, déi d'Ladung B erlieft, ass d'Resultat vun _FAB an _FBC.

Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen A a B:
Ladung A huet e positivt Zeechen an d'Ladung B huet e positivt Zeechen, dofir ass F_AB Richtung Charge C.

Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen B an C:
Ladung B ass positiv an Ladung C ass positiv, sou datt F_BC Richtung Uklo A.

Coulomb-Kraaft, déi vun der Ladung B erlieft gëtt:
F_B = F an_BC - F_AB = 180 – 90 = 90 N
D'Gréisst vun der Coulomb-Kraaft, déi vun der Ladung B (F) erlieft gëtt_B) ass 90 Newton. D'Richtung vun F_B d'selwecht wéi Richtung F_BC nämlech géintiwwer der Charge A.
Déi richteg Äntwert ass B.

13. D'Gréisst an d'Richtung vun der Coulomb-Kraaft op d'Ladung B sinn... (k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{−2 ,} 1 μC = 10 ^{^6} C)

A. 2,5 k Q² r^-2 lénks
B. 2,5 k Q² r^-2 riets
C. 2 k Q² r^-2 lénks
D. 2 k Q² r^-2 riets
E. 1 k Q² r^-2 lénks

Diskussioun
Et ass bekannt :
Ladung A (q_A) = +Q
Ladung B (q_B) = -2Q
Ladung C (q_C) = -Q
D'Distanz tëscht de Ladungen A a B (r_AB) = r
D'Distanz tëscht de Ladungen B an C (r_BC) = 2r
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Gefrot d'Gréisst an d'Richtung vun der Coulomb-Kraaft op d'Ladung B
Jawab :
Coulomb-Kraaft tëscht Ladung A a Ladung B:
Ladung A ass positiv an Ladung B ass negativ, dofir ass d'Richtung F_AB Richtung Charge A
  
Coulomb-Kraaft tëscht Ladung B a Ladung C:
Ladung B ass negativ an Ladung C ass negativ, dofir ass d'Richtung vun F_BC Richtung Charge A

Déi resultéierend Kraaft, déi op d'Ladung B wierkt:
F = F_AB + F._BC  = 2 k Q²/r² + 0,5 k Q²/r² = 2,5 k Q²/r² = 2,5 k Q² r^-2
D'Richtung vun der Coulomb-Kraaft ass a Richtung vun der Ladung A oder no lénks.
Déi richteg Äntwert ass A.

Elektrescht Feld
14. Kuckt Iech d'Bild vun zwou Punktladungen hei ënnendrënner un! Wou ass de Punkt P sou placéiert, datt d'elektrescht Feldstäerkt um Punkt P gläich Null ass? (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)
A. genau an der Mëtt vum Q₁ an Q₂
B. 6 cm riets vum Q₂
C. 6 cm lénks vum Q₁
D. 2 cm riets vum Q₂
E. 2 cm lénks vum Q₁
Diskussioun
Fir d'elektrescht Feldstäerkt um Punkt P ze berechnen, huelt un, datt et eng positiv Testladung um Punkt P gëtt. Q₁ positiv an Q₂ negativ, dofir muss de Punkt P riets vu Q leien₂ oder lénks vun Q₁. Wann de Punkt P lénks vu Q läit₁; dat elektrescht Feld, dat um Punkt Q generéiert gëtt₁ Um Punkt P ass d'Richtung no lénks (ewech vun Q)₁) an dat generéiert elektrescht Feld Q₂ Um Punkt P ass d'Richtung no riets (a Richtung Q)₁Well d'Richtung vum elektresche Feld entgéintgesat ass, annuléieren déi zwee sech géigesäiteg, sou datt d'Stäerkt vum elektresche Feld um Punkt P Null ass.
Et ass bekannt :
Q₁ = +9 μC = +9 x 10^-6 C
Q₂ = -4 μC = -4 x 10^-6 C
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Den Ofstand tëscht Ladung 1 an Ladung 2 = 3 cm
D'Distanz tëscht Q₁ an de Punkt P (r_1P) = a
D'Distanz tëscht Q₂ an de Punkt P (r_2P) = 3 + a
Gefrot Wou läit de Punkt P, sou datt d'elektrescht Feldstäerkt um Punkt P gläich Null ass?
Jawab :
De Punkt P ass lénks vum Q₁.
D'elektrescht Feld, dat duerch Q generéiert gëtt₁ um Punkt P :
Positiv Testladung a Q₁ positiv, sou datt d'Richtung vum elektresche Feld no lénks ass.
D'elektrescht Feld, dat duerch Q generéiert gëtt₂ um Punkt P :
Positiv Testladung a Q₂ negativ, sou datt d'Richtung vum elektresche Feld no riets ass.
Resultéierend elektrescht Feld um Punkt A :
E₁ an E₂ entgéintgesate Richtung.
E₁ - E₂ = 0
E₁ = E an₂
Benotzt d'ABC-Formel fir de Wäert vun a ze bestëmmen.
a = -1,25, b = -13,5, c = -20,25
Et kann net negativ sinn.
D'Distanz tëscht Q₂ an de Punkt P (r_2P) = 3 + a = 3 – 1,8 = 1,2 cm.
De Punkt P ass 1,2 cm riets vum Punkt Q ewech.₂.

15. Kuckt Iech déi folgend Bild un! Ladung q₃ op enger Distanz vu 5 cm vun q placéiert₂, dann d'elektrescht Feldstäerkt bei der Ladung q₃ ass… (1 µC = 10^-6 C)

A. 4,6 x 10⁷ NC^-1
B. 3,6 x 10⁷ NC^-1
C. 1,6 x 10⁷ NC^-1
D. 1,4 x 10⁷ NC^-1
E. 1,3 x 10⁷ NC^-1

Diskussioun

Ladung q₃ op enger Distanz vu 5 cm vun q placéiert₂, dat heescht net lénks vun q₂ awer op der rietser Säit q₂Wann op der lénkser Säit q₂ dann ass dat resultéierend elektrescht Feld null. Dëst ass well den Ofstand tëscht de Ladungen q₃ mat der Ladung q₁ an q₂ ass 5 cm an d'Gréisst vun der Ladung ass q₁ gläich wéi d'Ladung q₂.

Well d'Ladung q3 _positiv ass, ass d'Richtung vum elektresche Feld bei der Ladung q3 _a Richtung vun der negativer Ladung q2 ₍ E2 ₎ a vun der positiver Ladung q1 (E1) ewech _. Dat _{resultéierend} elektrescht Feld ass d'Zomm vun den elektresche Feldstäerkten _E1 an _E2.

Et ass bekannt :
Ladung q₁ = 5 µC = 5 x 10^-6 Coulomb
Ladung q₂ = 5 µC = -5 x 10^-6 Coulomb
D'Distanz tëscht de Ladungen q₁ an d'Ladung q₃ (r₁) = 15 cm = 0,15 m = 15 x 10^-2 Meter
D'Distanz tëscht de Ladungen q₂ an d'Ladung q₃ (r₂) = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10^-2 Meter
k = 9 x 10⁹ N m² C^-2
Gefrot D'elektrescht Feldstäerkt bei der Ladung q₃
Jawab :

Elektresch Feldstäerkt 1
E₁ = kq₁ /r₁²
E₁ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (15 x 10^-2)²
E₁ = (45 x 10³) / (225 x 10^-4)
E₁ = 0,2 x 10⁷ N / C
Elektresch Feldstäerkt 2
E₂ = kq₂ /r₂²
E₂ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (5 x 10^-2)²
E₂ = (45 x 10³) / (25 x 10^-4)
E₂ = 1,8 x 10⁷ N / C
Resultéierend elektresch Feldstäerkt
Resultant elektresch Feldstäerkt bei Ladung q₃ adalah:
E = E₂ - E₁ = (1,8 x 10⁷)– (0,2 x 10⁷) = 1,6 x 10⁷ N / C
D'Richtung vum elektresche Feld ass lénks oder a Richtung E₂.
Déi richteg Äntwert ass C.

16. Zwee elektresch Ladungen sinn getrennt, wéi an der Figur gewisen. D'Feldstäerkt um Punkt P ass… (k = 9 x 10⁹ N m² C^-2)

A. 9,0 x 10⁹ NC^-1
B. 4,5 x 10⁹ NC^-1
C. 3,6 x 10⁹ NC^-1
D. 5,4 x 10⁹ NC^-1
E. 4,5 x 10⁹ NC^-1

Diskussioun

Et ass bekannt :
Ladung q_A = +2,5°C
Ladung q_B = -2 C.
D'Distanz tëscht de Ladungen q_A an de Punkt P (r_A) = 5 m
D'Distanz tëscht de Ladungen q_B an de Punkt P (r_B) = 2 m
k = 9 x 10⁹ N m² C^-2
Gefrot Elektresch Feldstäerkt um Punkt P
Jawab :
Elektresch Feldstäerkt A
E_A = kq_A /r_A²
E_A = (9 x 10⁹)(2,5) / (5)²
E_A = (22,5 x 10⁹) / 25 ewechzekréien
E_A = 0,9 x 10⁹ N / C
Elektresch Feldstäerkt B
E_B = kq_B /r_B²
E_B = (9 x 10⁹)(2) / (2)²
E_B = (18 x 10⁹) / 4 ewechzekréien
E_B = 4,5 x 10⁹ N / C
Resultéierend elektresch Feldstäerkt
Déi resultéierend elektresch Feldstäerkt um Punkt P ass:
E = E_B - E_A = (4,5 – 0,9) x 10⁹ = 3,6 x 10⁹ N / C
D'Richtung vum elektresche Feld ass lénks oder a Richtung E_B.
Déi richteg Äntwert ass C.

17. Zwee elektresch Ladungen hunn all eng Ladung Q.₁ = -40 µC an Q₂ = +5 µC ass op der Positioun wéi an der Figur gewisen (k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2 an 1 µC = 10^-6 C), d'elektrescht Feldstäerkt um Punkt P ass…
A. 2,25 x 10⁶ NC^-1
B. 2,45 x 10⁶ NC^-1
C. 5,25 x 10⁶ NC^-1
D. 6,75 x 10⁶ NC^-1
E. 9,00 x 10⁶ NC^-1
Diskussioun

Et ass bekannt :
Ladung q₁ = -40 µC = -40 x 10^-6 C
Ladung q₂ = +5 µC = +5 x 10^-6 C
D'Distanz tëscht de Ladungen q₁ an de Punkt P (r₁) = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
D'Distanz tëscht de Ladungen q₂ an de Punkt P (r₂) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10^-1 m
k = 9 x 10⁹ N m² C^-2
Gefrot Elektresch Feldstäerkt um Punkt P
Jawab :
Elektresch Feldstäerkt 1
E₁ = kq₁ /r₁²
E₁ = (9 x 10⁹)(40 x 10^-6) / (4 x 10^-1)²
E₁ = (360 x 10³) / (16 x 10^-2)
E₁ = 22,5 x 10⁵ N / C
Elektresch Feldstäerkt 2
E₂ = kq₂ /r₂²
E₂ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (1 x 10^-1)²
E₂ = (45 x 10³) / 1 x 10^-2
E₂ = 45 x 10⁵ N / C
Resultéierend elektresch Feldstäerkt
Déi resultéierend elektresch Feldstäerkt um Punkt P ass:
E = E₂ - E₁ = (45 – 22,5) x 10⁵ = 22,5 x 10⁵ N / C
E = 2,25 x 10⁶ N / C
D'Richtung vum elektresche Feld ass no riets oder a Richtung E₂.
Déi richteg Äntwert ass A.

18. Zwou elektresch Ladungen sinn getrennt placéiert, wéi an der Figur gewisen. D'Ladung bei A ass 8 µC an d'Attraktiounskraaft, déi op béid Ladungen wierkt, ass 45 N. Wann d'Ladung A ëm 1 cm no riets verréckelt gëtt a k = 9.10⁹ Nm².C^-2, dann ass d'Unzéiungskraaft, déi op déi zwou Ladungen wierkt, ...

A. 45 N.
B. 60 N.
C. 80 N.
D. 90 N.
E. 120 N

Diskussioun
Et ass bekannt :
Déi elektresch Ladung bei A (q_A) = 8 µC = 8 x 10^-6 Coulomb
Déi elektresch Kraaft tëscht den zwou Ladungen (F) = 45 Newton
D'Distanz tëscht den zwou Ladungen (r_AB) = 4 cm = 0,04 Meter = 4 x 10^-2 Meter
Konstant (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Gefrot Déi elektresch Kraaft tëscht den zwou Ladungen, wann d'Ladung A ëm 1 cm oder 0,01 Meter no riets verréckelt gëtt.
Jawab :

Berechent als éischt d'elektresch Ladung bei B, dann d'elektresch Kraaft tëscht den zwou elektresche Ladungen, wann d'elektresch Ladung bei A ëm 1 cm no riets verréckelt ass.
Elektresch Ladung bei B :
Formel vum Coulomb-Gesetz :
F = k (q_A)(q_B) /r²
Fr.² = k (q_A)(q_B)
q_B = F r² / k (q_A)
Elektresch Ladung bei B :
q_B = (45)(4 x 10^-2)² / (9x10⁹)(8 x 10^-6)
q_B = (45)(16 x 10^-4) / 72 x 10³
q_B = (720 x 10^-4) / (72 x 10³)
q_B = 10 x 10^-7 Coulomb
D'elektresch Kraaft tëscht den elektresche Ladungen A a B :
Wann d'Ladung bei A ëm 1 cm no riets verréckelt gëtt, gëtt den Ofstand tëscht den zwou Ladungen 3 cm = 0,03 Meter = 3 x 10^-2 Meter
F = k (q_A)(q_B) /r²
F = (9 x 10⁹)(8 x 10^-6)(10 x 10^-7) / (3 x 10^-2)²
F = (9 x 10⁹)(80 x 10^-13) / (9 x 10^-4)
F = (1 x 10⁹)(80 x 10^-13) / (1 x 10^-4)
F = (80 x 10^-4) / (1 x 10^-4)
F = 80 Newton
Déi richteg Äntwert ass C.

19. Zwou elektresch Ladungen P an Q, déi 10 cm vuneneen ewech sinn, erliewen eng Attraktiounskraaft vun 8 N. Wann d'Ladung Q 5 cm a Richtung Ladung P verréckelt gëtt (1 µC = 10^-6 C an k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2), dann ass déi elektresch Kraaft, déi optrëtt, ...

A. 8 N.
B. 16 N.
C. 32 N.
D. 40 N.
E. 56 N

Diskussioun
Et ass bekannt :
D'Distanz tëscht de Ladungen P an Q (r_PQ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10^-1 m
Déi elektresch Kraaft tëscht de Ladungen P an Q (F) = 8 N
Elektresch Ladung Q (q_Q) = 40 µC = 40 x 10^-6 C
Konstant (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Gefrot Déi elektresch Kraaft tëscht de Ladungen P a Q, wann d'Ladung Q 5 cm a Richtung vun der Ladung P verréckelt gëtt.
Jawab :
Berechent als éischt d'elektresch Ladung P, duerno berechent Dir d'elektresch Kraaft tëscht den zwou elektresche Ladungen, wann d'elektresch Ladung Q 5 cm a Richtung vun der Ladung P verréckelt gëtt.
Elektresch Ladung P :
q_P = F r² / k (q_Q)
q_P = (8)(1 x 10^-1)² / (9x10⁹)(40 x 10^-6)
q_P = (8)(1 x 10^-2) / 360 x 10³
q_P = (8 x 10^-2) / (36 x 10⁴)
q_P = (1 x 10^-2) / (4,5 x 10⁴)
q_P = (1/4,5) x 10^-6 Coulomb
D'elektresch Kraaft tëscht den elektresche Ladungen P a Q :
Wann d'Ladung bei Q ëm 5 cm no lénks verréckelt gëtt, gëtt den Ofstand tëscht den zwou Ladungen 5 cm = 0,05 Meter = 5 x 10^-2 Meter
F = k (q_P)(q_Q) /r²
F = (9 x 10⁹)((1/4,5) x 10^-6)(40 x 10^-6) / (5 x 10^-2)²
F = (2 x 10³)(40 x 10^-6) / (25 x 10^-4)
F = (80 x 10^-3) / (25 x 10^-4)
F = 3,2 x 10¹
F = 32 Newton
Déi richteg Äntwert ass C.

20. Kuckt Iech dat folgend Bild vun der elektrescher Ladung un. Déi elektresch Kraaft, déi vun der Ladung q erlieft gëtt, ass_B ass 8 N (1 µC = 10^-6 C) an (k = 9.10⁹ Nm².C^-2Wann d'Ladung q_B op 4 cm vun A verréckelt, dann ass déi elektresch Kraaft, déi erlieft gëtt, q_B elo ass…
A. 2 N.
B. 4 N.
C. 6 N.
D. 8 N.
E. 10 N
Diskussioun
Et ass bekannt :
D'Distanz tëscht de Ladungen A a B (r_AB) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10^-2 m
Déi elektresch Kraaft tëscht de Ladungen A a B (F) = 8 N
Elektresch Ladung A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 C
Konstant (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Gefrot Déi elektresch Kraaft tëscht de Ladungen A a B, wann den Ofstand tëscht den zwou Ladungen 4 cm ass.
Jawab :
Berechent als éischt d'elektresch Ladung B, duerno berechent Dir d'elektresch Kraaft tëscht den zwou elektresche Ladungen, wann den Ofstand tëscht den zwou elektresche Ladungen 4 cm = 0,04 Meter = 4 x 10 ass.^-2 Meter.
Elektresch Ladung B :
q_B = F r² / k (q_A)
q_B = (8)(2 x 10^-2)² / (9x10⁹)(2 x 10^-6)
q_B = (8)(4 x 10^-4)/ (18 x 10³)
q_B = (32 x 10^-4) / (18 x 10³)
q_B = (32/18) x 10^-7
q_B = (16/9) x 10^-7 Coulomb
D'elektresch Kraaft tëscht de Ladungen A a B :
F = k (q_A)(q_B) /r²
F = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)((16/9) x 10^-7) / (4 x 10^-2)²
F = (18 x 10³)((16/9) x 10^-7) / (16 x 10^-4)
F = (2 x 10³)(16 x 10^-7) / (16 x 10^-4)
F = (2 x 10³)(1 x 10^-7) / (1 x 10^-4)
F = (2 x 10^-4) / (1 x 10^-4)
F = 2 Newton
Déi richteg Äntwert ass A.

Quell vun der Fro:

Froen zur nationaler Physikprüfung fir de Lycée/Beruffslycée