1. Punt A bevindt zich op een afstand van 5 cm van een lading van +10 microcoulomb. De grootte en richting van het elektrische veld op punt A zijn… (k = 9 x 109 Nm2C-2, 1 microcoulomb = 10-6 C)
Discussie
Het is bekend :
gevraagd Grootte en richting van het elektrische veld op punt A
Antwoorden :
Richting van het elektrische veld op punt A :
De elektrische lading is positief, daarom is de richting van het elektrische veld weg van de elektrische lading en weg van punt A.
2. De afstand tussen punt P en een lading van -20 microcoulomb is 10 cm. Bepaal de elektrische veldsterkte en de richting van het elektrische veld in punt P.
Discussie
Het is bekend :
gevraagd Grootte en richting van het elektrische veld op punt P
Antwoorden :
Richting van het elektrische veld op punt A :
De elektrische lading is negatief, daarom is de richting van het elektrische veld naar de elektrische lading toe en weg van punt P.
3. Twee elektrische ladingen bevinden zich op een afstand van 40 cm van elkaar. De veldsterkte en de richting van het elektrische veld op het punt in het midden van de twee ladingen zijn…
Discussie
Stel dat het punt in het midden van de twee ladingen punt P is.
Het is bekend :
gevraagd : de grootte en richting van het elektrische veld op het punt dat zich in het midden van de twee ladingen bevindt (punt P)
Antwoorden :
Het elektrische veld dat wordt opgewekt door lading A op punt P. :
Omdat lading A negatief is, is het elektrische veld in de richting van lading A (naar links).
Het elektrische veld dat wordt opgewekt door lading B op punt P. :
Omdat lading B positief is, wijst het elektrische veld van lading B af (naar links).
Het resulterende elektrische veld op punt A :
EA en EB Omdat ze in dezelfde richting wijzen, worden ze bij elkaar opgeteld.
E = EA + EB
E = (4,5 x 105) + (9x 105)
E = 13,5 x 105 N / C
De richting van het elektrische veld is naar lading A toe en van lading B af (naar links).
4. De elektrische veldsterkte is nul op een punt op een afstand van…
Discussie
Lading A is positief en lading B is positief, dus de elektrische veldsterkte is nul in het midden tussen de twee ladingen. Stel dat het punt waar de elektrische veldsterkte nul is, punt P is.
Het is bekend :
gevraagd Een elektrisch veld van nul bevindt zich op een punt op een afstand van…
Antwoorden :
Het elektrische veld dat wordt opgewekt door lading A op punt P. :
Omdat lading A positief is, is het elektrische veld dat door lading A op punt P wordt opgewekt, van lading A af gericht (naar rechts).
Het elektrische veld dat wordt opgewekt door lading B op punt P. :
Omdat lading B positief is, wijst het elektrische veld dat door lading B op punt P wordt opgewekt, van lading B af (naar links).
Resulterend elektrisch veld op punt P = 0 :
EA en EB tegenovergestelde richting.
EA - EB = 0
EA = EB
Gebruik de ABC-formule om de waarde van a te bepalen.
Het punt waar de elektrische veldsterkte nul is, bevindt zich op 8 cm afstand van lading A of op 12 cm afstand van lading B.
5. De afstand tussen twee ladingen A en B is 3 meter. Punt O ligt tussen de twee ladingen en bevindt zich op 2 meter afstand van lading B.A = –300 μC en qB = 600 μC. k = 9 × 109 Nm2 C-2De elektrische veldsterkte op punt O wordt beïnvloed door de lading q.A en qB is…
A. 9 × 105 N / C
B. 18 × 105 N / C
C. 52 × 105 N / C
D. 60 × 105 N / C
E. 81 × 105 N / C
Discussie:
Het is bekend :
qA = –300 μC, qB = 600 μC, k = k = 9 × 109 Nm2 C-2
gevraagd :
Wat is de elektrische veldsterkte (E) op punt O?
Antwoorden :
Resultaat van de veldsterkte:
E = EA + EB
E = (2700 x 103 N/C) + (5400 x 103 NVT)
E = 8100 x 103 N / C
E = 81 x 105 N / C
Het juiste antwoord is E.
6. Twee ladingen van elk q1 = -20 μC en q2 = -40 μC. Als op punt P, dat 20 cm van q verwijderd is,2 Als de resulterende elektrische veldsterkte nul is, dan is de waarde x is…
A. 11 cm
B. 12 cm
C. 13 cm
D. 14 cm
E. 15 cm
Discussie:
Het is bekend :
q1 = -20 μC, q2 = -40 μC, r2 = 0,2 m, r1 =x
gevraagd :
Afstand van punt P tot q1 (X) ?
Antwoorden :
De resulterende elektrische veldsterkte is nul op punt P:
Het juiste antwoord is D.
7. Punt A bevindt zich in het midden van twee ladingen van gelijke grootte maar verschillende typen, gescheiden door een bepaalde afstand. De grootte van de elektrische veldsterkte op punt A is op dat moment 36 NC⁻¹ . Als punt A ¼ a dichter naar een van de ladingen wordt verschoven, wat is dan de grootte van de elektrische veldsterkte op punt A na de verschuiving?
A. 100 NC -1
B. 96 NC -1
C. 80 NC -1
D. 60 NC -1
E. 16 NC -1
Discussie
Het is bekend dat :
Lading 1 (q 1 ) = +Q
Lading 2 (q 2 ) = -Q
Afstand tussen lading 1 en punt A (r 1A ) = ½ a
Afstand tussen lading 2 en punt A (r 2A ) = ½ a
Elektrische veldsterkte op punt A (EA ) = 36 NC -1
Vraag : Als punt A ¼ a dichter naar een van de ladingen wordt verschoven, wat is dan de elektrische veldsterkte van punt A?
Antwoord :
Fase 1.
Om de elektrische veldsterkte op punt A te berekenen, gaan we ervan uit dat er een positieve testlading op dat punt aanwezig is. De aanwezigheid van een positieve testlading beïnvloedt de richting van het elektrische veld.
Het elektrische veld opgewekt door de lading +Q op punt A :
De testlading is positief en lading 1 is ook positief, dus de richting van het elektrische veld is naar lading 2 gericht.
Het elektrische veld opgewekt door de lading -Q op punt A :
De testlading is positief en lading 2 is negatief, dus de richting van het elektrische veld is naar lading 2 gericht.
Het resulterende elektrische veld op punt A :
Fase 2.
Als punt A dichter bij lading 1 wordt verschoven, dan geldt het volgende:
De afstand tussen lading 1 en punt A (r 1A ) = ¼ a
Afstand tussen lading 2 en punt A (r 2A ) = ¾ a
Het elektrische veld opgewekt door de lading +Q op punt A :
De testlading is positief en lading 1 is ook positief, dus de richting van het elektrische veld is naar lading 2 gericht.
Het elektrische veld opgewekt door de lading -Q op punt A :
De testlading is positief en lading 2 is negatief, dus de richting van het elektrische veld is naar lading 2 gericht.
Het resulterende elektrische veld op punt A :
Het juiste antwoord is C.
8. Twee deeltjes met ladingen q A = 1 μC en q B = 4 μC worden op een afstand van 4 cm van elkaar geplaatst (k = 9 x 10 9 N m 2 C −2 ). De elektrische veldsterkte in het midden tussen q A en q B is…
A. 6,75 x 10 7 NC −1
B. 4,50 x 10 7 NC −1
C. 4,20 x 10 7 NC −1
D. 3,60 x 10 7 NC −1
E. 2,25 x 10 7 NC −1
Discussie
Het is bekend dat :
Lading A (q A ) = 1 μC = 1 x 10 −6 C
Lading B (q B ) = 4 μC = 4 x 10 −6 C
k = 9 x 10 9 N m 2 C −2
De afstand tussen ladingen A en B (r AB ) = 4 cm = 0,04 meter
De afstand tussen lading A en het middelpunt (r A ) = 0,02 meter
De afstand tussen lading B en het middelpunt (r B ) = 0,02 meter
Vraag : De elektrische veldsterkte in het midden tussen qA en qB is …
Antwoord :
Om de elektrische veldsterkte tussen qA en qB te berekenen, gaan we ervan uit dat er een positieve testlading tussen de twee ladingen is geplaatst. De aanwezigheid van een positieve testlading beïnvloedt de richting van het elektrische veld.
Het elektrische veld dat door lading A in het middenpunt wordt opgewekt :
De testlading is positief en lading A is ook positief, dus de richting van het elektrische veld is naar lading B gericht.
Het elektrische veld dat door lading B in het middenpunt wordt opgewekt :
De testlading is positief en lading B is ook positief, dus de richting van het elektrische veld is naar lading A toe.
Het resulterende elektrische veld in het middelpunt :
E A en E B wijzen in tegengestelde richtingen.
E = E B – E A = 9 x 10 7 – 2,25 x 10 7 = 6,75 x 10 7 NC -1
Het juiste antwoord is A.
9. Bekijk de volgende afbeelding van twee puntladingen! Waar bevindt punt P zich zodat de elektrische veldsterkte in punt P gelijk is aan nul? (k = 9 x 10⁹ Nm²C⁻² , 1 μC = 10⁻⁶ C )
A. precies in het midden van vraag 1 en vraag 2
B. 6 cm rechts van Q 2
C. 6 cm links van Q 1
D. 2 cm rechts van Q 2
E. 2 cm links van Q 1
Discussie
Om de elektrische veldsterkte op punt P te berekenen, gaan we ervan uit dat er een positieve testlading op punt P aanwezig is. Q1 is positief en Q2 is negatief, dus punt P moet zich rechts van Q2 of links van Q1 bevinden . Als punt P zich links van Q1 bevindt , is het elektrische veld dat door punt Q1 op punt P wordt gegenereerd naar links gericht (weg van Q1 ) en is het elektrische veld dat door Q2 op punt P wordt gegenereerd naar rechts gericht (naar Q1 toe ) . Omdat de richting van het elektrische veld tegengesteld is, heffen de twee elkaar op, zodat de elektrische veldsterkte op punt P nul is.
Het is bekend dat :
Q 1 = +9 μC = +9 x 10 −6 C
Q 2 = -4 μC = -4 x 10 −6 C
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
De afstand tussen lading 1 en lading 2 is 3 cm.
De afstand tussen Q 1 en punt P (r 1P ) = a
De afstand tussen Q 2 en punt P (r 2P ) = 3 cm + a
Vraag : Waar bevindt punt P zich zodat de elektrische veldsterkte op punt P gelijk is aan nul?
Antwoord :
Punt P bevindt zich links van Q 1.
Het resulterende elektrische veld op punt A :
Gebruik de ABC-formule om de waarde van a te bepalen.
10. Bekijk de volgende afbeelding! Lading q3 bevindt zich op een afstand van 5 cm van q2 . De elektrische veldsterkte bij lading q3 is dan … (1 µC = 10⁻⁶ C )
A. 4,6 x 107 NC-1
B. 3,6 x 10 7 NC -1
C. 1,6 x 10 7 NC -1
D. 1,4 x 10 7 NC -1
E. 1,3 x 10 7 NC -1
Discussie
Lading q3 wordt op een afstand van 5 cm van q2 geplaatst , dus niet links maar rechts van q2 . Als q3 zich links van q2 bevindt, is het resulterende elektrische veld nul. Dit komt doordat de afstand tussen lading q2 en de ladingen q1 en q2 5 cm is en de grootte van lading q1 gelijk is aan die van lading q2.
Omdat de lading q 3 positief is, is de richting van het elektrische veld bij lading q 3 naar de negatieve lading q 2 (E 2 ) gericht en weg van de positieve lading q 1 (E 1 ). Het resulterende elektrische veld is de som van de veldsterkten E 1 en E 2.
Het is bekend dat :
Lading q 1 = 5 µC = 5 x 10 -6 Coulomb
Lading q 2 = 5 µC = -5 x 10 -6 Coulomb
De afstand tussen lading q1 en lading q3 ( r1 ) = 15 cm = 0,15 m = 15 x 10⁻² meter
De afstand tussen lading q2 en lading q3 ( r2 ) = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10⁻² meter
k = 9 x 10 9 N m 2 C -2
Vraag : De elektrische veldsterkte bij lading q 3
Antwoord :
Elektrische veldsterkte 1
E 1 = kq 1 / r 1 2
E 1 = (9 x 10 9 )(5 x 10 -6 ) / (15 x 10 -2 ) 2
E 1 = (45 x 10 3 ) / (225 x 10 -4 )
E 1 = 0,2 x 10 7 N/C
Elektrische veldsterkte 2
E 2 = kq 2 / r 2 2
E 2 = (9 x 10 9 )(5 x 10 -6 ) / (5 x 10 -2 ) 2
E 2 = (45 x 10 3 ) / (25 x 10 -4 )
E 2 = 1,8 x 10 7 N/C
Resulterende elektrische veldsterkte
De resulterende elektrische veldsterkte bij lading q 3 is:
E = E 2 – E 1 = (1,8 x 10 7 ) – (0,2 x 10 7 ) = 1,6 x 10 7 N/C
De richting van het elektrische veld is naar links, oftewel in de richting van E 2.
Het juiste antwoord is C.
11. Twee elektrische ladingen zijn van elkaar gescheiden zoals weergegeven in de figuur. De veldsterkte op punt P is… (k = 9 x 10 9 N m 2 C -2 )
A. 9,0 x 109 NC-1
B. 4,5 x 10 9 NC -1
C. 3,6 x 10 9 NC -1
D. 5,4 x 10 9 NC -1
E. 4,5 x 10 9 NC -1
Discussie
Het is bekend dat :
Lading q A = +2,5 C
Lading qB = -2 C
De afstand tussen lading qA en punt P (rA ) = 5 m
De afstand tussen lading qB en punt P (rB ) = 2 m
k = 9 x 10 9 N m 2 C -2
Vraag : De sterkte van het elektrische veld op punt P
Antwoord :
Elektrische veldsterkte A
E A = kq A / r A 2
E EEN = (9 x 10 9 )(2,5) / (5) 2
E A = (22,5 x 10 9 ) / 25
EA = 0,9 x 10⁹ N / C
Elektrische veldsterkte B
E B = kq B / r B 2
E B = (9 x 10 9 )(2) / (2) 2
E B = (18 x 10 9 ) / 4
E B = 4,5 x 10 9 N/C
Resulterende elektrische veldsterkte
De resulterende elektrische veldsterkte op punt P is:
E = E B – E A = (4,5 – 0,9) x 10 9 = 3,6 x 10 9 N/C
De richting van het elektrische veld is naar links, oftewel in de richting van EB.
Het juiste antwoord is C.
12. Twee elektrische ladingen, elk met een lading Q 1 = -40 µC en Q 2 = +5 µC, bevinden zich op de positie zoals weergegeven in de afbeelding (k = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2 en 1 µC = 10 -6 C). De elektrische veldsterkte op punt P is...
A. 2,25 x 106 NC-1
B. 2,45 x 10⁶ NC -1
C. 5,25 x 10 6 NC -1
D. 6,75 x 10 6 NC -1
E. 9,00 x 10 6 NC -1
Discussie
Het is bekend dat :
Lading q 1 = -40 µC = -40 x 10 -6 C
Lading q 2 = +5 µC = +5 x 10 -6 C
De afstand tussen lading q 1 en punt P (r 1 ) = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10 -1 m
De afstand tussen lading q 2 en punt P (r 2 ) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10 -1 m
k = 9 x 10 9 N m 2 C -2
Vraag : De sterkte van het elektrische veld op punt P
Antwoord :
Elektrische veldsterkte 1
E 1 = kq 1 / r 1 2
E 1 = (9 x 10 9 )(40 x 10 -6 ) / (4 x 10 -1 ) 2
E 1 = (360 x 10 3 ) / (16 x 10 -2 )
E 1 = 22,5 x 10 5 N/C
Elektrische veldsterkte 2
E 2 = kq 2 / r 2 2
E 2 = (9 x 10 9 )(5 x 10 -6 ) / (1 x 10 -1 ) 2
E 2 = (45 x 10 3 ) / 1 x 10 -2
E 2 = 45 x 10 5 N/C
Resulterende elektrische veldsterkte
De resulterende elektrische veldsterkte op punt P is:
E = E 2 – E 1 = (45 – 22,5) x 10 5 = 22,5 x 10 5 N/C
E = 2,25 x 10⁶ N /C
De richting van het elektrische veld is naar rechts, oftewel in de richting van E 2.
13. Uit de volgende afbeelding, die de krachtlijnen op twee dicht bij elkaar gelegen ladingen weergeeft, blijkt...
Discussie
Elektrische veldlijnen, ofwel krachtlijnen, worden getrokken van een positieve lading naar een negatieve lading. Als een positieve en een negatieve lading dicht bij elkaar worden gebracht, zien de krachtlijnen eruit zoals in antwoord A.
Het juiste antwoord is A.
8. Twee elektrische ladingen worden met een verbindingslijn dicht bij elkaar gebracht, zodat ze elektrische veldlijnen produceren. De juiste afbeelding is…
Discussie
Het juiste antwoord is D.
9. De juiste krachtlijnen tussen twee ladingen zijn…
Discussie
Het juiste antwoord is D.
14. Bekijk de volgende afbeelding van twee puntladingen!
Waar bevindt punt P zich zodat de elektrische veldsterkte op punt P gelijk is aan nul?
(k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 , 1 µC = 10 -6 C)
A. 1 cm rechts van q 1
B. 1 cm rechts van q 2
C. ½ cm rechts van q 2
D. ½ cm links van q 1
E. ½ cm rechts van q 1
Discussie
Het is bekend dat:
Lading 1 (q 1 ) = -9 µC = -9.10 -6 Coulomb
Lading 2 (q 2 ) = 1 µC = 1.10 -6 Coulomb
De afstand tussen q 1 en q 2 (r 12 ) = 1 cm
k = 9.10 9 Nm 2 .C -2
Vraag: Waar bevindt punt P zich zodat de elektrische veldsterkte op punt P gelijk is aan nul?
Antwoord :
E 1 = elektrische veldsterkte opgewekt door q 1 op punt P
De richting van E 1 is naar q 1 toe, omdat q 1 negatief is.
E 2 = elektrische veldsterkte opgewekt door q 2 op punt P
De richting van E 2 is van q 2 af gericht omdat q 2 positief is.
r 1 = afstand tussen P en q 1 = x + 1
r 2 = afstand tussen P en q 2 = x
De elektrische veldsterkte op punt P is gelijk aan nul:
Gebruik de ABC-formule:
De afstand tussen P en q 2 = x = 0,5 cm.
Punt P bevindt zich 0,5 cm rechts van q 2 of 0,25 cm links van q 1.
Het juiste antwoord is C.
15. Let op de twee ladingen die zich op een afstand a hieronder bevinden!
Als de elektrische veldsterkte op punt P gelijk is aan k Q/x 2 , dan is de waarde van x gelijk aan….
A. 1/3 a
B. 2/3 a
C. een
D. 3/2 a
E. 2a
Discussie
Het is bekend dat:
EP = k Q / x 2
Gevraagd: waarde van x
Antwoord :
Gebruik de ABC-formule:
Het juiste antwoord is A.
16. Nationale examenopgaven voor natuurkunde (SMA/MA) U-ZC-2013/2014 nr. 27
Bekijk de volgende afbeelding van twee puntladingen!
Waar bevindt punt P zich zodat de elektrische veldsterkte op punt P gelijk is aan nul?
(k = 9.109 Nm2.C-2, 1 µC = 10-6 C)
- 1 cm naar rechts van q1
- 1 cm naar rechts van q2
- ½ cm naar rechts van q2
- ½ cm links van q1
- ½ cm naar rechts van q1
Discussie
Het is bekend dat:
Lading 1 (q1) = -9 µC = -9.10-6 Coulomb
Lading 2 (q2) = 1 µC = 1.10-6 Coulomb
De afstand tussen q1 en q2 (r12) = 1cm
k = 9.109 Nm2.C-2
Gevraagd: Waar bevindt punt P zich zodat de elektrische veldsterkte op punt P gelijk is aan nul?
Antwoord :
E1 = elektrische veldsterkte opgewekt door q1 op punt P
Richting E1 richting q1 omdat q1 negatief teken
E2 = elektrische veldsterkte opgewekt door q2 op punt P
Richting E2 blijf uit de buurt van q2 omdat q2 positief teken
r1 = afstand tussen P en q1 = x + 1
r2 = afstand tussen P en q2 =x
Elektrische veldsterkte 1:
Elektrische veldsterkte 2:
De elektrische veldsterkte op punt P is gelijk aan nul:
a = 8, b = -2, c = -1
Gebruik de ABC-formule:
Afstand tussen P en q2 = x = 0,5 cm.
Punt P bevindt zich 0,5 cm rechts van q.2 of op 0,25 cm links van q1.
Het juiste antwoord is C.
17. Nationale examenopgaven voor natuurkunde (SMA/MA) U-ZC-2013/2014 nr. 27
Beschouw twee ladingen die zich op een afstand a hieronder bevinden!
Als de elektrische veldsterkte op punt P gelijk is aan k Q/x2, dan is de waarde van x….
- 1/3 een
- 2/3 een
- a
- 3/2 een
- 2a
Discussie
Het is bekend dat:
EP = k Q / x2
Gevraagd: x-waarde
Antwoord :
E1 = elektrische veldsterkte op punt P door lading -Q
r1 = afstand tussen lading –Q en punt P = x
E2 = elektrische veldsterkte op punt P door lading +32Q
r2 = afstand tussen lading +32Q en punt P = a + x
Gebruik de ABC-formule:
Het juiste antwoord is A.
