Przykładowe pytania dotyczące siły Coulomba

9 przykładów pytań dotyczących siły Coulomba

1. Trzy ładunki ułożono tak, jak na poniższym rysunku. Siła Coulomba działająca na ładunek B wynosi …. (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10 ¹ N do ładowania C

B. 09 x 10 ¹ N do ładowania A

C. 18 x 10 ¹ N do naładowania C

D. 18 x 10 ¹ N do ładowania A

E. 36 x 10 ¹ N do naładowania C

Pembahasan

Wiadomo, że :

q _A = 10 µC = 10 x 10 ^-6 C = 10 ^-5 kulombów

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

q _C = 20 µC = 20 x 10 ^-6 = 2 x 10 ^-5 kulombów

r _AB = 0,1 metra = 10 ^-1 metra

r _BC = 0,1 metra = 10 ^-1 metra

k = 9 x 10 ⁹ Nm2 C ^{− 2}

Pytanie : Siła Coulomba, której doświadcza ładunek B

Odpowiedź :

Na ładunek B działają dwie siły Coulomba , czyli siły elektryczne, mianowicie siła Coulomba między ładunkami A i B (F _AB ) oraz siła Coulomba między ładunkami B i C (F _BC ). Siła Coulomba działająca na ładunek B jest wypadkową sił F _AB i F _BC.

Siła Coulomba pomiędzy ładunkami A i B:

Ładunek A jest dodatni i ładunek B jest dodatni, więc F _AB zmierza w kierunku ładunku C.

Siła Coulomba pomiędzy ładunkami B i C:

Ładunek B jest dodatni i ładunek C jest dodatni, więc F _BC zmierza w kierunku ładunku A.

Siła Coulomba działająca na ładunek B:

F _B = F _BC – F _AB = 180-90 = 90 N

Wartość siły Coulomba, której podlega ładunek B (F _B ), wynosi 90 niutonów. Kierunek siły F _B jest taki sam jak kierunek siły F _BC , czyli w stronę ładunku A.

Prawidłowa odpowiedź to B.

2. Wartość i kierunek siły Coulomba działającej na ładunek B wynosi... ( k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

A. 2,5 k Q ² r ^-2 w lewo

B. 2,5 k Q ² r ^-2 w prawo

C. 2 k Q ² r ^-2 w lewo

D. 2 k Q ² r ^-2 w prawo

E. 1 k Q ² r ^-2 w lewo

Pembahasan

Wiadomo, że :

Ładunek A (q _A ) = +Q

Opłata B (q _B ) = -2Q

Ładunek C (q _C ) = -Q

Odległość między ładunkami A i B (r _AB ) = r

Odległość między ładunkami B i C (r _BC ) = 2r

k = 9 x 10 ⁹ Nm2 C ^{− 2}

Pytanie : jaka jest wielkość i kierunek siły Coulomba działającej na ładunek B

Odpowiedź :

Siła Coulomba pomiędzy ładunkiem A i ładunkiem B:

Ładunek A jest dodatni, a ładunek B ujemny, więc kierunek FAB _jest w stronę ładunku A

Siła Coulomba pomiędzy ładunkiem B i ładunkiem C:

Ładunek B jest ujemny, a ładunek C jest ujemny, więc kierunek F _BC jest w stronę ładunku A

Siła wypadkowa działająca na ładunek B:

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

Siła Coulomba działa w kierunku ładunku A lub w lewo.

Prawidłowa odpowiedź to A.

3. Dwa ładunki elektryczne umieszczono oddzielnie, jak pokazano na rysunku. Ładunek w punkcie A wynosi 8 µC, a siła przyciągania działająca na oba ładunki wynosi 45 N. Jeśli ładunek A zostanie przesunięty w prawo o 1 cm i k = 9.10 ⁹ Nm2 .C ^{-2 ,} wówczas siła przyciągania działająca na oba ładunki wynosi…

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D.90 N

E. 120 N

Pembahasan

Wiadomo, że :

Ładunek elektryczny przy A (q _A ) = 8 µC = 8 x 10 ^-6 kulombów

Siła elektryczna między dwoma ładunkami (F) = 45 niutonów

Odległość między dwoma ładunkami (r _AB ) = 4 cm = 0,04 metra = 4 x 10 ^-2 metra

Stała (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

Pytanie : Jaka będzie siła elektryczna między dwoma ładunkami, jeżeli ładunek A zostanie przesunięty w prawo o 1 cm lub 0,01 metra?

Odpowiedź :

Najpierw oblicz ładunek elektryczny w punkcie B, a następnie oblicz siłę elektryczną między dwoma ładunkami elektrycznymi, jeśli ładunek elektryczny w punkcie A zostanie przesunięty w prawo o 1 cm.

Ładunek elektryczny w punkcie B :

Formuła Prawo Coulomba :

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F r ² = k (q _A )(q _B )

qB = F r ² / k _{( qA} )

Ładunek elektryczny w punkcie B :

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

qB ₌ (45)(16 x 10 ^-4 ) / 72 x 10 ³

qB ₌ (720 x 10 ^-4 ) / (72 x 10 ³ )

q _B = 10 x 10 ^-7 kulombów

Siła elektryczna między ładunkami elektrycznymi A i B :

Jeżeli ładunek w punkcie A zostanie przesunięty w prawo o 1 cm, odległość między dwoma ładunkami wyniesie 3 cm = 0,03 metra = 3 x 10 ^-2 metra

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F = (9 x 10 ⁹ )(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 niutonów

Prawidłowa odpowiedź to C.

4. Dwa ładunki elektryczne P i Q znajdujące się w odległości 10 cm od siebie podlegają sile przyciągania o wartości 8 N. Jeżeli ładunek Q zostanie przesunięty o 5 cm w kierunku ładunku P (1 µC = 10 ^-6 C i k = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ), wówczas występująca siła elektryczna wynosi...

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D.40 N

E. 56 N

Pembahasan

Wiadomo, że :

Odległość między ładunkami P i Q (r _PQ ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10 ^-1 m

Siła elektryczna między ładunkami P i Q (F) = 8 N

Ładunek elektryczny Q (q _Q ) = 40 µC = 40 x 10 ^-6 C

Stała (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

Pytanie : Siła elektryczna między ładunkami P i Q, jeżeli ładunek Q zostanie przesunięty o 5 cm w kierunku ładunku P

Odpowiedź :

Najpierw oblicz ładunek elektryczny P, a następnie oblicz siłę elektrostatyczną pomiędzy dwoma ładunkami elektrycznymi, jeżeli ładunek elektryczny Q zostanie przesunięty o 5 cm w kierunku ładunku P.

Ładunek elektryczny P :

q _P = F r ² / k (q _Q )

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

qP ₌ (8)(1 x 10 ^-2 ) / 360 x 10 ³

qP ₌ (8 x 10 ^-2 ) / (36 x 10 ⁴ )

qP ₌ (1 x 10 ^-2 ) / (4,5 x 10 ⁴ )

q _P = (1/4,5) x 10 ^-6 kulombowskie

Siła elektryczna między ładunkami elektrycznymi P i Q :

Jeżeli ładunek Q zostanie przesunięty w lewo o 5 cm, odległość między dwoma ładunkami wyniesie 5 cm = 0,05 metra = 5 x 10 ^-2 metra

F = k (q _P )(q _Q ) / r ²

F = (9 x 10 ⁹ )( (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 ^-3 ) / (25 x 10 ^-4 )

F = 3,2 x 10 ¹

F = 32 niutonów

Prawidłowa odpowiedź to C.

5. Spójrz na poniższy rysunek ładunków elektrycznych. Siła elektrostatyczna działająca na ładunek q _B wynosi 8 N (1 µC = 10 ^-6 C) i (k = 9.10 ⁹ Nm2 ^{.C -2} ). Jeśli ładunek q _B zostanie przesunięty na odległość 4 cm od punktu A, siła elektrostatyczna działająca na ładunek q B _wynosi teraz…

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D.8 N

E. 10 N

Pembahasan

Wiadomo, że :

Odległość między ładunkami A i B (r _AB ) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10 ^-2 m

Siła elektryczna między ładunkami A i B (F) = 8 N

Ładunek elektryczny A (q _A ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 C

Stała (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

Pytanie : Siła elektryczna między ładunkami A i B, jeżeli odległość między nimi wynosi 4 cm

Odpowiedź :

Najpierw oblicz ładunek elektryczny B, a następnie oblicz siłę elektrostatyczną między dwoma ładunkami elektrycznymi, jeśli odległość między nimi wynosi 4 cm = 0,04 metra = 4 x 10 ^-2 metrów.

Ładunek elektryczny B :

qB = F r ² / k _{( qA} )

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

qB ₌ (8)(4 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

qB ₌ (32 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

qB = ₍ 32/18) x 10 ^-7

q _B = (16/9) x 10 ^-7 kulombów

Siła elektryczna między ładunkami A i B :

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F = (9 x 10 ⁹ )(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 niutonów

Prawidłowa odpowiedź to A.

6. Trzy ładunki elektryczne umieszczono w narożach trójkąta ABC o boku AB = BC = 20 cm i takiej samej wartości ładunku (q = 2µC) jak na rysunku obok (k = 9.10 ⁹ Nm2 ^.C - ² , 1 µ = 10-6 ⁾ . Wartość siły elektrycznej działającej na punkt B wynosi….

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D.0,81 N

E. 0,4 N

Pembahasan

Wiadomo, że:

Ładunek w punkcie A (q _A ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 Kulomba

Ładunek w punkcie B (q _B ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 Kulomba

Ładunek w punkcie C (q _C ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 Kulomba

Odległość B do C (r _BC ) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x 10 ^-1 metra

Odległość B do A (r _BA ) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x 10 ^-1 metra

k = 9.10 ⁹ Nm2 .C ^{- 2}

Pytanie: Jaka jest wartość siły elektrycznej działającej na punkt B?

Jawab:

Siła elektryczna między ładunkami w punktach B i C:

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 niutony

Ładunek elektryczny w punktach B i C jest dodatni, dlatego siła elektryczna F _BC kieruje się w lewo, od punktu C.

Siła elektryczna między ładunkami w punktach B i A:

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

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

FBA ₌ (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BA = 9 x 10 ^-1

F _BA = 0,9 niutony

Ładunek elektryczny w punktach B i A jest dodatni, dlatego siła elektryczna F _BA jest skierowana w dół, od punktu A.

Dwie siły elektryczne tworzą kąt prosty, dlatego wypadkową siłę elektryczną działającą w punkcie B oblicza się za pomocą wzoru Pitagorasa.

Prawidłowa odpowiedź to B.

7. Spójrz na poniższy obrazek!

Trzy ładunki Q ₁ , Q ₂ i Q ₃ są umieszczone na wierzchołkach trójkąta prostokątnego ABC. Długość AB = BC = 30 cm. Biorąc pod uwagę k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 i 1 µ = 10 ^-6, wypadkowa siła Coulomba działająca na ładunek Q ₁ wynosi….

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D.10 N

E. 12 N

Pembahasan

Wiadomo, że:

Ładunek w punkcie A (q _A ) = 3 µC = 3 x 10 ^-6 Kulomba

Ładunek w punkcie B (q _B ) = -10 µC = -10 x 10 ^-6 Kulomba

Ładunek w punkcie C (q _C ) = 4 µC = 4 x 10 ^-6 Kulomba

Odległość B do C (r _BC ) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x 10 ^-1 metra

Odległość B do A (r _BA ) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x 10 ^-1 metra

k = 9.10 ⁹ Nm2 .C ^{- 2}

Pytanie: Wypadkowa siła Coulomba w punkcie B

Jawab:

Siła elektryczna między ładunkami w punktach B i C:

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 niutony

Ładunek elektryczny w punkcie B jest ujemny, a ładunek elektryczny w punkcie C jest dodatni, dlatego siła elektryczna F _BC kieruje się w prawo, w stronę punktu C.

Siła elektryczna między ładunkami w punktach B i A:

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

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

FBA ₌ (270 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = 30 x 10 ^-1

F _BA = 3 niutony

Ładunek elektryczny w punkcie B jest ujemny, a ładunek elektryczny w punkcie A jest dodatni, dlatego siła elektryczna F _BA kieruje się ku górze, w stronę punktu A.

Dwie siły elektryczne tworzą kąt prosty, dlatego wypadkową siłę elektryczną działającą w punkcie B oblicza się za pomocą wzoru Pitagorasa.

Prawidłowa odpowiedź to B.

8. Trzy ładunki elektryczne umieszczono w punktach narożnych trójkąta ABC o długości boku AB = BC = 20 cm i takiej samej wielkości ładunku (q = 2µC) jak na rysunku na boku (k = 9.10⁹ nm².C^-2, 1 µ = 10^-6). Wielkość siły elektrycznej praca w punkcie B wynosi….

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

Pembahasan

Wiadomo, że:
Ładunek w punkcie A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Kulomb
Ładunek w punkcie B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Kulomb
Ładunek w punkcie C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Kulomb
Odległość od B do C (r_BC) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x 10^-1 metr
Odległość od B do A (r_BA) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x 10^-1 metr
k = 9.10 XNUMX XNUMX⁹ nm².C^-2
Zapytano: Wartość siły elektrycznej działającej na punkt B
Jawab:

Siła elektryczna między ładunkami w punktach B i 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 niutonów
Ładunek elektryczny w punktach B i C jest dodatni, dlatego kierunek siły elektrycznej F jest następujący:_BC w lewo, z dala od punktu C.

Siła elektryczna między ładunkami w punktach B i 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 niutonów
Ładunek elektryczny w punktach B i A jest dodatni, dlatego kierunek siły elektrycznej F jest następujący:_BA w dół, z dala od punktu A.

Dwie siły elektryczne tworzą kąt prosty, dlatego wypadkową siłę elektryczną działającą w punkcie B oblicza się za pomocą wzoru Pitagorasa.
Prawidłowa odpowiedź to B.

9. Spójrz na poniższy obrazek!
Trzy opłaty Q₁,Q₂i Q₃ leży na wierzchołku trójkąta prostokątnego ABC. Długość AB = BC = 30 cm. Wiadomo, że k = 9.10 XNUMX XNUMX⁹ nm².C^-2 i 1 µ = 10^-6 następnie wypadkowa siła Coulomba działająca na ładunek Q₁ Jest….

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

Pembahasan
Wiadomo, że:
Ładunek w punkcie A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Kulomb
Ładunek w punkcie B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Kulomb
Ładunek w punkcie C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Kulomb
Odległość od B do C (r_BC) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x 10^-1 metr
Odległość od B do A (r_BA) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x 10^-1 metr
k = 9.10 XNUMX XNUMX⁹ nm².C^-2
Zapytano: Wypadkowa siła Coulomba w punkcie B
Jawab:
Siła elektryczna między ładunkami w punktach B i 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 niutonów
Ładunek elektryczny w punkcie B jest ujemny, a ładunek elektryczny w punkcie C jest dodatni, dlatego kierunek siły elektrycznej F jest_BC w prawo w kierunku punktu C.

Siła elektryczna między ładunkami w punktach B i 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 niutonów
Ładunek elektryczny w punkcie B jest ujemny, a ładunek elektryczny w punkcie A jest dodatni, dlatego kierunek siły elektrycznej F jest_BA w kierunku punktu A.
 
Dwie siły elektryczne tworzą kąt prosty, dlatego wypadkową siłę elektryczną działającą w punkcie B oblicza się za pomocą wzoru Pitagorasa.
Prawidłowa odpowiedź to B.

Źródło pytania:

Pytania z egzaminu państwowego z fizyki dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych i zawodowych