Цахилгаан цэнэг ба цахилгаан хүчний томъёо

Цахилгаан цэнэг ба цахилгаан хүчний жишээ асуултууд ба томъёонууд

Цахилгаан цэнэг

1. Тус бүр нь m = 9√3 x 10 масстай хоёр ижил цэнэг^-4 кг жинг l = 1 метр урттай олс ашиглан нэг цэгт өлгөв. Хэрэв хоёр цэнэг нь a = 1 метрийн зайтай байвал цэнэг бүрийн хэмжээ нь ... байна.

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

Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байгаа зүйл:
Хоёр ижил цэнэг гэдэг нь хоёр ижил цэнэг гэсэн үг бөгөөд ижил төстэй цэнэгүүд бие биенээ түлхдэг.
Олсны урт (л) = 1 метр
Хоёр цэнэгийн хоорондох зай (r) = 1 метр
Цэнэгийн масс (м) = 9√3 x 10^-4 kg
Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с²
Хүндийн хүч (w) = мг = (9√3 x 10^-4 кг)(10 м/с²) = 9√3 x 10^-3 Ньютон
Асуусан : Цэнэг бүрийн хэмжээ (q)
Хариулт:

Тайлбар:
F = 1 ба 2-р ачааллын хоорондох түлхэлтийн цахилгаан хүч
w₁ = Бөмбөгний таталцал 1
w₂ = Бөмбөгний таталцал 2
T₁ = Олсны таталтын хүч 1
T_1x = x тэнхлэг дээрх олс 1-ын таталтын хүчний бүрэлдэхүүн хэсэг
T_1y = y тэнхлэг дээрх олс 1-ын таталтын хүчний бүрэлдэхүүн хэсэг
T₂ = Олсны таталтын хүч 2
T_2x = x тэнхлэг дээрх олс 2-ын таталтын хүчний бүрэлдэхүүн хэсэг
T_2y = y тэнхлэг дээрх олс 2-ын таталтын хүчний бүрэлдэхүүн хэсэг
l₁ = олсны урт 1
l_1x = x тэнхлэг дээрх тэмдэгт мөрийн уртын бүрэлдэхүүн хэсэг
l_1y = y тэнхлэг дээрх тэмдэгт мөрийн уртын бүрэлдэхүүн хэсэг

Cos θ-ийн утгыг тооцоол:

Олсны таталтын хүчийг тооцоол (T)₁):

sin θ-ийн утгыг тооцоол:

x тэнхлэг (T) дээрх олсны таталтын хүчний бүрэлдэхүүн хэсгийг тооцоол_1x):

Хоёр бөмбөг тэнцвэрт байдалд байгаа тул Т_1x = F = 9 x 10^-3 Ньютон

Кулоны хуулийн томъёог ашиглан бөмбөг бүрийн цэнэгийг тооцоолно уу:

Цэнэг бүрийн хэмжээ нь 1 x 10 байна^-6 Кулон эсвэл 1 микроКулон.
Зөв хариулт нь C.

Объектыг цахилгаан цэнэгтэй болгох

1. Биетэд цахилгаан цэнэг өгөх хоёр арга бол...
А. Үрэлт ба цахилгаан соронзон
B. Индукц ба цахилгаан соронзон
C. Үрэлт ба индукц
D. Индукц ба соронзонжуулалт
Хэлэлцүүлэг
Объектод цахилгаан цэнэг өгөх хоёр арга бол үрэлт ба индукц юм.
Үрэлт гэдэг нь биетийг өөр биетээр үрэх замаар эерэг эсвэл сөрөг цахилгаан цэнэгтэй болгох арга юм. Жишээлбэл, шилэн савааг ноосоор үрэх эсвэл хуванцар самыг хуурай үсээр үрэх гэх мэт. Үрэлтийн үед электронууд нэг биетээс нөгөө биет рүү шилждэг тул нэг биет илүүдэл электронтой (протонгүй) бөгөөд дараа нь сөрөг цэнэгтэй болдог бол нөгөө биет электрон дутагдалтай (протонгүй) бөгөөд дараа нь эерэг цэнэгтэй болдог.
Индукц гэдэг нь цэнэглэгдсэн объектыг төвийг сахисан металл бөмбөлөгт ойртуулж, харин түүнд хүрэлгүйгээр объектыг цэнэглэх арга юм. Цэнэглэгдэх объект нь чөлөөт электронтой байх ёстой, учир нь эдгээр чөлөөт электронууд нь цахилгаан цэнэгтэй объектоор өдөөгдөхөд хөдөлж чаддаг. Металл объектууд ерөнхийдөө чөлөөт электронтой байдаг. Шил, хуванцар, мод зэрэг объектуудыг индукцээр цахилгаан цэнэгтэй болгож чадахгүй, учир нь эдгээр объектууд чөлөөт электронгүй байдаг.
Зөв хариулт нь C.

Цахилгаан цэнэгийн төрлүүд

2. Дөрвөн цэнэгтэй биет (P, Q, R ба S) дараах байдлаар ажиллана. P ба Q бие биенээ түлхдэг, P ба R бие биенээ татдаг, R ба S бие биенээ түлхдэг. Дараах мэдэгдлүүдийн аль нь зөв бэ?
А. Хэрэв P сөрөг цэнэгтэй бол S сөрөг цэнэгтэй байна.
B. Хэрэв Q сөрөг цэнэгтэй бол S сөрөг цэнэгтэй байна.
C. Хэрэв R сөрөг цэнэгтэй бол P сөрөг цэнэгтэй байна
D. Хэрэв S сөрөг цэнэгтэй бол P эерэг цэнэгтэй байна.
Хэлэлцүүлэг
P ба Q нь ижил цэнэгтэй тул P ба Q нь бие биенээ түлхдэг.
P ба R нь бие биенээ татдаг тул P ба R нь өөр өөр цэнэгтэй байдаг
R ба S бие биенээ түлхдэг тул R ба S нь ижил цэнэгтэй байдаг

Тиймээс хэрэв P ба Q эерэг цэнэгтэй бол R ба S сөрөг цэнэгтэй эсвэл P ба Q сөрөг цэнэгтэй бол R ба S эерэг цэнэгтэй байна.
Зөв хариулт нь D.

3. 2011 оны 59-р түвшний бага сургуулийн сурагчдад зориулсан улсын шинжлэх ухааны олимпиадын асуултууд
Хэрэв ... бол объектыг эерэг цэнэгтэй гэж нэрлэдэг.
А. Объект нь протон хүлээн авдаг
B. Объектууд протон ялгаруулдаг
C. Объектууд электрон хүлээн авдаг
D. Объектууд электрон ялгаруулдаг
Хэлэлцүүлэг
Протонууд эерэг цэнэгтэй, харин электронууд сөрөг цэнэгтэй байдаг. Протонууд нь атомуудын төвд байрладаг тул нэг объектоос нөгөө объект руу шилжихээс сэргийлдэг. Нөгөөтэйгүүр, электронууд нь атомуудын гадаргуу дээр байрладаг тул нэг объектоос нөгөө объект руу шилжих боломжийг олгодог. Объектууд электрон ялгаруулах эсвэл электрон авах замаар цахилгаан цэнэгтэй болдог. Хэрэв объект электрон авбал илүүдэл электронтой (протон дутагдалтай) бөгөөд сөрөг цэнэг үүсдэг. Хэрэв объект электрон ялгаруулах бол илүүдэл электронтой (протоны илүүдэл) бөгөөд эерэг цэнэг үүсдэг.
Тиймээс дээрх асуултад үндэслэн хэрэв объект электрон ялгаруулбал эерэг цэнэгтэй гэж үздэг.
Зөв хариулт нь D.

Цахилгаан хүч

4. Тус бүр нь Q гэсэн хоёр цахилгаан цэнэг₁ болон Q₂ R зайд байх үед 100 Н түлхэх хүч байна. Хэрэв хоёр цэнэгийн хоорондох зайг 1/3 R болгон багасгавал цахилгаан цэнэгийн түлхэх хүч ... болно.
А. 33,33 Н
Б. 100 Н
C. 300 N
D. 900 N
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байгаа зүйл:
Цахилгаан цэнэг 1 = Q₁
Цахилгаан цэнэг 2 = Q₂
Хоёр цэнэгийн хоорондох зай = R
Хоёр цэнэгийн хоорондох түлхэлтийн хүч (F) = 100 Ньютон
Түлхэх хүч гэдэг нь хоёр цахилгаан цэнэг хоёулаа ижил төрлийн, хоёулаа эерэг эсвэл хоёулаа сөрөг гэсэн үг юм.
Асуулт: Хэрэв хоёр цэнэгийн хоорондох зайг 1/3 R хүртэл багасгавал цахилгаан цэнэгийн түлхэх хүч ... болно.
Хариулт:
Кулоны хуулийн томъёо:
F = k Q₁ Q₂ / Р₂
R = 1 гэж үзье, тэгвэл Q-ийн утга₁.Q₂ тооцоолж болно:

Хэрэв хоёр цэнэгийн хоорондох зайг 1/3 R хүртэл багасгавал цахилгаан цэнэгийн түлхэх хүч (F) нь дараах байдалтай болно.

Зөв хариулт нь D.

5. Цэгийн цэнэг Q₁ = +4e ба цэгийн цэнэг Q₂ = -3e нь доорх зурагт үзүүлсэн шиг бие биенээсээ 0,3 м зайд байрлана. Ингэснээр Q цэнэгт үйлчлэх цахилгаан хүч₂ тэг, цэгийн цэнэг Q₃ = +16e-г ... дотор байрлуулах хэрэгтэй.
А. Q-ээс зүүн тийш 0,3 м₁
B. Q-ээс баруун тийш 0,6 м₁
C. Q-ээс баруун тийш 0,6 м₂
D. Q-ээс зүүн тийш 0,9 м₂
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байгаа зүйл:
Электрон (-e) эсвэл протоны цэнэг (+e) = 1,60 x 10^-19 Кулон
Цэгийн цэнэг Q₁ = +4e
Цэгийн цэнэг Q₂ = -3e
Цэгийн цэнэг Q₃ = +16e
Цэгийн цэнэгийн хоорондох зай Q₁ ба цэгийн цэнэг Q₂ = 0,3 метр
Асуулт: Ингэснээр Q цэнэг дээр үйлчилдэг цахилгаан хүч₂ тэг, цэгийн цэнэг Q₃ = +16e-г ... дотор байрлуулах хэрэгтэй.
Хариулт:
Q цэнэгүүдийн хоорондох цахилгаан хүч₁ мөн Q цэнэглэлт₂ :

Q цэнэглэлт₁ эерэг ба Q цэнэг₂ сөрөг байхаар цахилгаан хүчний чиглэл F₁₂ зүүн тийш (Q цэнэг рүү)₁).

Ингэснээр Q цэнэг дээр үйлчилдэг цахилгаан хүч үүснэ₂ тэг бол Q цэнэгийн хоорондох цахилгаан хүчний хэмжээ₂ мөн Q цэнэглэлт₃ (F₃₂) = цэнэгүүдийн хоорондох цахилгаан хүчний хэмжээ Q₁ мөн Q цэнэглэлт₂ (F₁₂) ба чиглэл F₃₂ F-ийн чиглэлийн эсрэг байх ёстой₁₂F чиглэл₁₂ зүүн тийш, тиймээс F чиглэл₃₂ баруун тийшээ явах ёстой. Q-г санаарай₃ эерэг ба Q байна₂ нь сөрөг цэнэг тул F-ийн чиглэл₃₂ баруун тийш, дараа нь Q цэнэг₃ Q-ийн баруун талд байрлуулах ёстой₂

Q цэнэгийн хоорондох зай₂ мөн Q цэнэглэлт₃ Кулоны хуулийн томъёог ашиглан тооцоолсон:

Зөв хариулт нь C.

Асуултын эх сурвалж:

Бага сургуулийн физикийн OSN асуултууд