Kulona spēka piemēru jautājumi

9 Kulona spēka jautājumu piemēri

1. Trīs kravas ir izvietotas, kā parādīts attēlā zemāk. Kulona spēks, ko piedzīvo lādiņš B, ​​ir … (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10 ¹ N, lai uzlādētu C

B. 09 x 10 ¹ N, lai uzlādētu A

C. 18 x 10 ¹ N, lai uzlādētu C

D. 18 x 10 ¹ N, lai uzlādētu A

E. 36 x 10 ¹ N, lai uzlādētu C

Diskusija

Ir zināms, ka :

q _A = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ C = ^10⁻⁶ Kuloni

q _B = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ = ^10⁻⁶ Kuloni

q _C = 20 µC = 20 x ^10⁻⁶ = 2 x ^10⁻⁶ Kuloni

r _AB = 0,1 metrs = ^10⁻¹ metri

r _BC = 0,1 metrs = ^10⁻¹ metri

k = 9 × ^10⁻⁹ Nm² ^{C −2}

Jautāts : Kulona spēks, ko iedarbojas uz lādiņu B

Atbilde :

Uz lādiņu B iedarbojas divi Kulona spēki jeb elektriskie spēki, proti, Kulona spēks starp lādiņiem A un B (F _AB ) un Kulona spēks starp lādiņiem B un C (F _{BC ). Kulona spēks, kas iedarbojas uz lādiņu B, ir F AB} un F _BC rezultējošais spēks.

Kulona spēks starp lādiņiem A un B:

Lādiņa A un lādiņa B ir pozitīvas, tāpēc F _AB virzās uz lādiņu C.

Kulona spēks starp lādiņiem B un C:

Lādiņi B un C ir pozitīvi, tāpēc F _BC virzās uz lādiņu A.

Kulona spēks, ko ietekmē lādiņš B:

F _B = F _BC – F _AB = 180-90 = 90 N

Kulona spēka lielums, ko piedzīvo lādiņš B (FB _{) , ir 90 ņūtoni. FB} virziens ir tāds pats kā _FBC virziens , proti, lādiņa A virzienā.

Pareizā atbilde ir B.

2. Kulona spēka lielums un virziens uz lādiņu B ir... ( k = 9 x 10⁻⁹ ^Nm² C⁻² ^{, 1} μC = 10⁻⁶ ^C )

A. 2,5 k Q ² r ^-2 pa kreisi

B. 2,5 k Q ² r ^-2 pa labi

C. 2 k Q ² r ^-2 pa kreisi

D. 2 k Q ² r ^-2 pa labi

E. 1 k Q ² r ^-2 pa kreisi

Diskusija

Ir zināms, ka :

Lādiņa A (q _A ) = +Q

Lādiņa B (q _B ) = -2Q

Lādiņš C (q _C ) = -Q

Attālums starp lādiņiem A un B (r _AB ) = r

Attālums starp lādiņiem B un C (r _BC ) = 2r

k = 9 × ^10⁻⁹ Nm² ^{C −2}

Jautāts : Kulona spēka lielums un virziens uz lādiņu B?

Atbilde :

Kulona spēks starp lādiņu A un lādiņu B:

_{Lādiņš A ir pozitīvs, un lādiņš B ir negatīvs, tāpēc FAB} virziens ir lādiņa A virzienā.

Kulona spēks starp lādiņu B un lādiņu C:

_{Lādiņi B un C ir negatīvi, tāpēc F BC} virziens ir lādiņa A virzienā.

Rezultējošais spēks, kas iedarbojas uz lādiņu B:

F = F ^AB ₊ F _BC = 2k Q² ^/ r² ⁺ 0,5k Q² /r² = 2,5k Q² ^/ r² ⁼ 2,5k Q² ^/ r² ⁼ 2,5k ^Q²r -2

Kulona spēka virziens ir lādiņa A virzienā jeb pa kreisi.

Pareizā atbilde ir A.

3. Divi elektriskie lādiņi ir novietoti atsevišķi, kā parādīts attēlā. Lādiņa A temperatūra ir 8 µC, un pievilkšanās spēks, kas iedarbojas uz abiem lādiņiem, ir 45 N. Ja lādiņš A ir nobīdīts pa labi par 1 cm un k = 9.10⁻¹⁶ ^Nm² · C⁻² ^{, tad} pievilkšanās spēks, kas iedarbojas uz abiem lādiņiem, ir…

A. 45 Z

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 Z

E. 120 N

Diskusija

Ir zināms, ka :

Elektriskais lādiņš pie A (q _A ) = 8 µC = 8 x ^10⁻⁶ kuloni

Elektriskais spēks starp abiem lādiņiem (F) = 45 ņūtoni

Attālums starp abiem lādiņiem (r _AB ) = 4 cm = 0,04 metri = 4 x ^10⁻² metri

Konstante (k) = 9 ^{x 10⁻⁹} Nm² · ^C⁻²

Jautājums : Elektriskais spēks starp abiem lādiņiem, ja lādiņš A tiek nobīdīts pa labi par 1 cm jeb 0,01 metru?

Atbilde :

Vispirms aprēķiniet elektrisko lādiņu punktā B, pēc tam aprēķiniet elektrisko spēku starp abiem elektriskajiem lādiņiem, ja elektriskais lādiņš punktā A ir nobīdīts pa labi par 1 cm.

Elektriskais lādiņš pie B :

Formula Kulona likums :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

Fr2 = k( _qA ) ⁽ _qB )

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

Elektriskais lādiņš pie B :

q _B = (45)(4 x 10⁻² ⁾ ² ^/ (9 x ^10⁻¹ )(2 x ^10⁻³ )

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 Kulons

Elektriskais spēks starp elektriskajiem lādiņiem A un B :

Ja lādiņš punktā A tiek nobīdīts pa labi par 1 cm, attālums starp abiem lādiņiem kļūst 3 cm = 0,03 metri = 3 x 10⁻² ^metri.

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

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

F = (9 x 10⁻³ ⁾ (80 x ^10⁻⁷ ) / (9 x ^10⁻⁴ )

F = (1 x 10⁻³ ⁾ (80 x ^10⁻⁷ ) / (1 x ^10⁻⁴ )

F = (80 x 10⁻⁴ ⁾ / (1 x ^10⁻⁴ )

F = 80 ņūtoni

Pareizā atbilde ir C.

4. Divi elektriskie lādiņi P un Q, kas atrodas 10 cm attālumā viens no otra ^, piedzīvo 8 N pievilkšanās spēku. Ja lādiņš Q tiek nobīdīts par 5 cm lādiņa P virzienā (1 µC = 10⁻⁶ ^C un k = 9 x ^10⁶ Nm² · ^C⁻² ), tad radušais elektriskais spēks ir...

A. 8 Z

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 Z

E. 56 N

Diskusija

Ir zināms, ka :

Attālums starp lādiņiem P un Q (r _PQ ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10 ^-1 m

Elektriskais spēks starp lādiņiem P un Q (F) = 8 N

Elektriskais lādiņš Q (q _Q ) = 40 µC = 40 x ^10⁻⁶ C

Konstante (k) = 9 ^{x 10⁻⁹} Nm² · ^C⁻²

Jautājums : Elektriskais spēks starp lādiņiem P un Q, ja lādiņš Q ir nobīdīts par 5 cm lādiņa P virzienā?

Atbilde :

Vispirms aprēķiniet elektrisko lādiņu P, pēc tam aprēķiniet elektrisko spēku starp abiem elektriskajiem lādiņiem, ja elektriskais lādiņš Q ir nobīdīts par 5 cm lādiņa P virzienā.

Elektriskais lādiņš P :

qP = Fr² ^/ k _{( qQ} )

qP ₌ (8)(1 × ^10⁻¹ ) ^² / (9 × ^10⁻¹ )(40 × ^10⁻³ )

qP ₌ (8)(1 × ^10⁻² ) / 360 × ^10⁻³

qP ₌ (8 x ^10⁻² ) / (36 x ^10⁻² )

qP ₌ (1 x ^10⁻² ) / (4,5 x ^10⁻² )

q _P = (1/4,5) x ^10⁻⁶ Kulons

Elektriskais spēks starp elektriskajiem lādiņiem P un Q :

Ja lādiņš pie Q tiek nobīdīts pa kreisi par 5 cm, attālums starp abiem lādiņiem kļūst 5 cm = 0,05 metri = 5 x 10⁻² ^metri.

F = k(qP ₎ ( _qQ )/ ^r²

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

F = (2 x 10⁻³ ⁾ (40 x ^10⁻⁷ ) / (25 x ^10⁻⁴ )

F = (80 x 10⁻⁴ ⁾ / (25 x ^10⁻⁴ )

F = 3,2 x ^10⁻¹

F = 32 ņūtoni

Pareizā atbilde ir C.

5. Apskatiet sekojošo elektrisko lādiņu attēlu. Elektriskais spēks, ko piedzīvo lādiņš q _B, ir 8 N (1 µC = 10⁻⁶ ^C ) un (k = 9.10⁶ ⁹ Nm² ^· C⁻² ). Ja lādiņš q _B tiek nobīdīts 4 cm attālumā no A, tad elektriskais spēks, ko piedzīvo q _B, ^tagad ir…

A. 2 Z

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 Z

E. 10 N

Diskusija

Ir zināms, ka :

Attālums starp lādiņiem A un B (r _AB ) = 2 cm = 0,02 m = 2 x ^10⁻² m

Elektriskais spēks starp lādiņiem A un B (F) = 8 N

Elektriskais lādiņš A (q _A ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ C

Konstante (k) = 9 ^{x 10⁻⁹} Nm² · ^C⁻²

Jautājums : Elektriskais spēks starp lādiņiem A un B, ja attālums starp abiem lādiņiem ir 4 cm?

Atbilde :

Vispirms aprēķiniet elektrisko lādiņu B, pēc tam aprēķiniet elektrisko spēku starp abiem elektriskajiem lādiņiem, ja attālums starp abiem elektriskajiem lādiņiem ir 4 cm = 0,04 metri = 4 x 10⁻² ^metri.

Elektriskais lādiņš B :

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

q _B = (8)(2 x 10⁻² ⁾ ² ^/ (9 x ^10⁻¹ )(2 x ^10⁻³ )

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 kuloni

Elektriskais spēks starp lādiņiem A un B :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

F = (9 x 10⁻⁶ ⁾ (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 ņūtoni

Pareizā atbilde ir A.

6. Trīs elektriskie lādiņi ir novietoti trijstūra ABC stūra punktos, kura malas garums AB = BC = 20 cm un lādiņa lielums (q = 2µC) ir tāds pats kā attēlā blakus (k = 9.10 ⁹ Nm ² · C ^-2 , 1 µ = 10 ^-6 ). Elektriskā spēka lielums, kas iedarbojas uz punktu B, ir….

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 Z

E. 0,4 N

Diskusija

Ir zināms, ka:

Lādiņa enerģija punktā A (q _A ) = 2 µC = 2 x 10⁻⁶ ^Kulona enerģija

Lādiņa masa B punktā (q _B ) = 2 µC = 2 x 10⁻⁶ ^Kulona enerģija

Lādiņa masa C punktā (q _C ) = 2 µC = 2 x 10⁻⁶ ^Kulona lādiņš

Attālums no B līdz C (r _BC ) = 20 cm = 0,2 metri = 2 x ^10⁻¹ metri

Attālums no B līdz A (r _BA ) = 20 cm = 0,2 metri = 2 x ^10⁻¹ metri

^k = 9.10 ⁹ Nm² ^C⁻²

Jautājums: Elektriskā spēka lielums, kas iedarbojas uz punktu B?

Atbilde:

Elektriskais spēks starp lādiņiem punktos B un C:

F _BC = k (q ^B ₎ (q _C ) / r _BC2

F _BC = (9 x 10⁻¹ ⁾ (2 x ^10⁻³ )(2 x ^10⁻³ ) / (2 x ^10⁻¹ ) ^²

F _BC = (9 x 10⁻⁶ ⁾ (4 x ^10⁻¹⁴ ) / (9 x ^10⁻² )

F _BC = (36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

F _BC = 9 x ^10⁻¹

F _BC = 0,9 ņūtoni

_{Elektriskais lādiņš punktos B un C ir pozitīvs, tāpēc elektriskā spēka F BC} virziens ir pa kreisi, prom no punkta C.

Elektriskais spēks starp lādiņiem punktos B un A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

FBA ₌ (9 x 10⁻¹ ⁾ (2 x ^10⁻³ )(2 x ^10⁻³ ) / (2 x ^10⁻¹ ) ^²

FBA ₌ (9 x 10⁻⁶ ⁾ (4 x ^10⁻¹⁴ ) / (9 x ^10⁻² )

FBA = ₍ 36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

F _BA = 9 x ^10⁻¹

F _BA = 0,9 ņūtoni

_{Elektriskais lādiņš punktos B un A ir pozitīvs, tāpēc elektriskā spēka FBA} virziens ir uz leju, prom no punkta A.

Abi elektriskie spēki veido taisnu leņķi, tāpēc iegūto elektrisko spēku, kas iedarbojas uz B punktu, aprēķina, izmantojot Pitagora formulu.

Pareizā atbilde ir B.

7. Apskatiet šo attēlu!

Trīs lādiņi Q1 _, Q2 _un Q3 _atrodas taisnleņķa trijstūra ABC galos. AB garums = BC = 30 cm. Dots k = 9.10 ⁹ Nm ² C⁻² un 1 µ = ^{10⁻⁶, tad} iegūtais Kulona spēks, kas iedarbojas uz lādiņu Q1 _, ir….

A. 1 Z

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 Z

E. 12 N

Diskusija

Ir zināms, ka:

Lādiņa enerģija punktā A (q _A ) = 3 µC = 3 x 10⁻⁶ ^Kulona enerģija

Lādiņa vērtība B punktā (q _B ) = -10 µC = -10 x ^10⁻⁶ Kulona

Lādiņa masa C punktā (q _C ) = 4 µC = 4 x 10⁻⁶ ^Kulona lādiņš

Attālums no B līdz C (r _BC ) = 30 cm = 0,3 metri = 3 x ^10⁻¹ metri

Attālums no B līdz A (r _BA ) = 30 cm = 0,3 metri = 3 x ^10⁻¹ metri

^k = 9.10 ⁹ Nm² ^C⁻²

Jautājums: Rezultējošais Kulona spēks B punktā

Atbilde:

Elektriskais spēks starp lādiņiem punktos B un C:

F _BC = k (q ^B ₎ (q _C ) / r _BC2

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

F _BC = (9 x 10⁻⁶ ⁾ (40 x ^10⁻¹⁴ ) / (9 x ^10⁻² )

F _BC = (360 x 10⁻³ ⁾ / (9 x ^10⁻² )

F _BC = 40 x ^10⁻¹

F _BC = 4 ņūtoni

_{Elektriskais lādiņš punktā B ir negatīvs, un elektriskais lādiņš punktā C ir pozitīvs, tāpēc elektriskā spēka F BC} virziens ir pa labi uz punktu C.

Elektriskais spēks starp lādiņiem punktos B un A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

FBA ₌ (9 x 10⁻¹ ⁾ (10 x ^10⁻³ )(3 x ^10⁻³ ) / (3 x ^10⁻¹ ) ^²

FBA ₌ (9 x 10⁻⁶ ⁾ (30 x ^10⁻¹⁴ ) / (9 x ^10⁻² )

FBA = ₍ 270 x 10⁻³ ⁾ / (9 x ^10⁻² )

F _BA = 30 x ^10⁻¹

F _BA = 3 ņūtoni

_{Elektriskais lādiņš punktā B ir negatīvs, un elektriskais lādiņš punktā A ir pozitīvs, tāpēc elektriskā spēka FBA} virziens ir uz augšu punkta A virzienā.

Abi elektriskie spēki veido taisnu leņķi, tāpēc iegūto elektrisko spēku, kas iedarbojas uz B punktu, aprēķina, izmantojot Pitagora formulu.

Pareizā atbilde ir B.

8. Trīs elektriskie lādiņi ir novietoti trijstūra ABC stūra punktos, kura malas garums AB = BC = 20 cm un lādiņa lielums (q = 2µC) ir tāds pats kā attēlā blakus (k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µ = 10^-6). Elektriskā spēka lielums Darbs B punktā ir…

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

Diskusija

Ir zināms, ka:
Lādiņa A punktā (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Kulons
Lādiņa B punktā (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Kulons
Lādiņa C punktā (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Kulons
Attālums no B līdz C (r_BC) = 20 cm = 0,2 metri = 2 x 10^-1 metrs
Attālums no B līdz A (r_BA) = 20 cm = 0,2 metri = 2 x 10^-1 metrs
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Jautāja: Elektriskā spēka lielums, kas darbojas B punktā
Atbilde:

Elektriskais spēks starp lādiņiem punktos B un C:
F_BC = k (q_B)(q_C)/r_BC²
F_BC = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BC = (9 x 10⁹)(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 ņūtoni
Elektriskais lādiņš punktos B un C ir pozitīvs, tāpēc elektriskā spēka F virziens ir_BC pa kreisi, prom no C punkta.

Elektriskais spēks starp lādiņiem punktos B un A:
F_BA = k (q_B)(q_A)/r_BA²
F_BA = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BA = (9 x 10⁹)(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 ņūtoni
Elektriskais lādiņš punktos B un A ir pozitīvs, tāpēc elektriskā spēka F virziens ir_BA lejup, prom no punkta A.

Abi elektriskie spēki veido taisnu leņķi, tāpēc iegūto elektrisko spēku, kas iedarbojas uz B punktu, aprēķina, izmantojot Pitagora formulu.
Pareizā atbilde ir B.

9. Apskatiet šo attēlu!
Trīs lādiņi Q₁,Q₂un Q₃ atrodas taisnleņķa trijstūra ABC virsotnē. AB garums = BC = 30 cm. Ir zināms, ka k = 9.10⁹ Nm².C^-2 un 1 µ = 10^-6 tad iegūtais Kulona spēks uz lādiņu Q₁ ir….

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

Diskusija
Ir zināms, ka:
Lādiņa A punktā (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Kulons
Lādiņa B punktā (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Kulons
Lādiņa C punktā (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Kulons
Attālums no B līdz C (r_BC) = 30 cm = 0,3 metri = 3 x 10^-1 metrs
Attālums no B līdz A (r_BA) = 30 cm = 0,3 metri = 3 x 10^-1 metrs
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Jautāja: Rezultējošais Kulona spēks B punktā
Atbilde:
Elektriskais spēks starp lādiņiem punktos B un C:
F_BC = k (q_B)(q_C)/r_BC²
F_BC = (9 x 10⁹)(10 x 10^-6)(4 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BC = (9 x 10⁹)(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 ņūtoni
Elektriskais lādiņš punktā B ir negatīvs, un elektriskais lādiņš punktā C ir pozitīvs, tāpēc elektriskā spēka F virziens ir_BC pa labi uz punktu C.

Elektriskais spēks starp lādiņiem punktos B un A:
F_BA = k (q_B)(q_A)/r_BA²
F_BA = (9 x 10⁹)(10 x 10^-6)(3 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BA = (9 x 10⁹)(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 ņūtoni
Elektriskais lādiņš punktā B ir negatīvs, un elektriskais lādiņš punktā A ir pozitīvs, tāpēc elektriskā spēka F virziens ir_BA augšup uz punktu A.
 
Abi elektriskie spēki veido taisnu leņķi, tāpēc iegūto elektrisko spēku, kas iedarbojas uz B punktu, aprēķina, izmantojot Pitagora formulu.
Pareizā atbilde ir B.

Jautājuma avots:

Valsts eksāmena fizikas jautājumi vidusskolai/profesionālajai vidusskolai