Przykładowe pytania dotyczące elektryczności statycznej

20 przykładów pytań dotyczących elektryczności statycznej

Siła elektryczna

1. Punkt A znajduje się w polu elektrycznym . Natężenie pola elektrycznego w punkcie A wynosi 0,5 NC ^-1 . Jeśli w punkcie A umieścimy obiekt o ładunku 0,25 C, wówczas zadziała siła Coulomba ...

A. 0,125 N

B. 0,25 N

C. 0,35 N

D.0,40 N

E. 0,70 N

Pembahasan

Wiadomo, że:

Natężenie pola elektrycznego w punkcie A = 0,5 NC ^-1

Ładunek elektryczny w punkcie A = 0,25 C

Pytanie: Siła Coulomba działająca na obiekt naładowany elektrycznie

Jawab:

Wzór określający związek pomiędzy siłą elektryczną (F), polem elektrycznym (E) i ładunkiem elektrycznym (q) jest następujący:

F = q E

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

F = 0,125 N

Prawidłowa odpowiedź to A.

2. Dwa ładunki 5 C i 4 C znajdują się w odległości 3 m od siebie. Jeżeli k = 9 × 10 ⁹ Nm ² C ^–2 , to wartość siły Coulomba działającej na oba ładunki wynosi…

A. 2 × 10 ⁹ N

B. 60 × 10 ⁹ N

C. 2 × 10 ¹⁰ N

D.6 × 10 ¹⁰ N

E. 20 × 10 ¹⁰ N

Pembahasan

Wiadomo, że:

Ładunek 1 (q ₁ ) = 5 C

Ładunek 2 (q ₂ ) = 4 C

Odległość między ładunkami 1 i 2 (r) = 3 metry.

Stała Coulomba (k) = 9 × 10 ⁹ Nm ² C ^–2

Pytanie: Wartość siły Coulomba (F)

Jawab:

Prawidłowa odpowiedź to C.

3. Ładunki elektryczne +q ₁ = 10 μC; +q ₂ = 20 μC; i q ₃ są rozdzielone, jak pokazano na poniższym rysunku. Tak więc siła Coulomba działająca na ładunek q ₂ = zero; wówczas ładunek q ₃ wynosi…

A. +2,5 μC

B. –2,5 μC

C. +25 μC

D. –25 μC

E. +4 μC

Pembahasan

Wiadomo, że:

Ładunek 1 (q ₁ ) = 10 μC = 10 x 10 ^-6 C

Ładunek 2 (q ₂ ) = 20 μC = 20 x 10 ^-6 C

Pytanie: Jaki jest ładunek q ₃ , aby siła Coulomba działająca na ładunek q ₂ była równa zeru (F ₂ = 0).

Jawab:

_{Na +q 2} działają dwie siły.

Pierwszą siłą jest siła odpychająca pomiędzy ładunkiem +q ₁ i ładunkiem +q ₂ , mianowicie F _{1 2} , która jest skierowana w prawo.

Aby wypadkowa siła elektryczna działająca na q2 _wynosiła zero, q3 musi mieć ładunek ujemny . Zatem drugą siłą jest siła przyciągania między ładunkami +q2 _i -q3 _, czyli F23 _, skierowana w lewo. Te dwie siły działające na q2 _{mają tę samą wartość ,} ale przeciwne zwroty.

Siła wypadkowa działająca na +q ₂ jest równa zeru.

Prawidłowa odpowiedź to B.

4. Punkty A i B mają odpowiednio ładunek elektryczny −10 μC i +40 μC. Początkowo oba ładunki umieszczono w odległości 0,5 metra od siebie, co powoduje powstanie siły Coulomba F Newtona. Jeśli odległość między punktami A i B zmieni się na 1,5 metra, to siła Coulomba będzie wynosić...

A. ¹ / ₉ F

B. ¹ / ₃ F

C. ³ / ₂ F

D.3F

E. 9 F

Pembahasan

Porównaj dyskusję dotyczącą pytania nr 9.

Odległość między A i B zmienia się na 1,5 metra, czyli trzykrotność pierwotnej odległości.

Siła jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości:

Powstająca siła Coulomba wynosi 1/9 F.

Prawidłowa odpowiedź to A.

5. Układ z 3 swobodnymi ładunkami o jednakowej wartości jest umieszczony tak, aby był zrównoważony, jak pokazano na rysunku. Jeśli Q3 _zostanie przesunięty o 1/3 raza bliżej Q2 _, wówczas stosunek wartości siły Coulomba F2 _: F1 _wynosi ….

Odp. 1: 3

B.2 : 3

C.3 : 4

D.9 : 1

E.9 : 4

Pembahasan

Wiadomo, że :

Odległość między q ₁ i q ₂ = x

Odległość między q2 _i q3 ₌ 2/3 x

Zapytano : F ₂ : F ₁ = …. ?

Odpowiedź :

Wzór prawa Coulomba:

Opis: k = stała, q ₁ = ładunek 1, q ₂ = ładunek 2, r = odległość między ładunkiem 1 i ładunkiem 2

Porównanie wielkości siły Coulomba

q1 , q2 _i q3 _{są równe ,} więc eliminujemy je z równania. k i x2 ^mają również ten sam rozmiar i znajdują się po lewej i prawej stronie, więc eliminujemy je z równania.

Prawidłowa odpowiedź to E.

6. Spójrz na poniższy obrazek. Trzy ładunki elektryczne q1 _, q i q2 _tworzą linię prostą. Jeśli q = 5,0 μC i d = 30 cm, to wartość i kierunek siły elektrycznej działającej na ładunek q wynoszą… (k = 9 × 10 ⁹ N m2 ^C - ² )

A. 7,5 N w kierunku q₁

B. 7,5 N w kierunku q ₂

C. 15 N w kierunku q ₁

D. 22,5 N w kierunku q ₁

E. 22,5 N w kierunku q ₂

Pembahasan

Wiadomo, że:

Ładunek 1 (q ₁ ) = 30 μC = 30 x 10 ^-6 C

Ładunek 2 (q ₂ ) = 60 μC = 60 x 10 ^-6 C

Ładunek 3 (q) = 5 μC = 5 x 10 ^-6 C

Odległość między q ₁ i q = d

Odległość między q2 _i q = 2d

d = 30 cm = 0,3 metra

d2 = (0,3) ^{2 =} 0,09

Stała Coulomba (k) = 9 x 10 ⁹ N m ² C ^-2

Pytanie: Wielkość i kierunek siły elektrycznej działającej na ładunek elektryczny

Jawab:

Na q działają dwie siły, mianowicie F1 _jest skierowana w prawo (q i q1 _są naładowane dodatnio, więc F1 _jest odsunięty od q i q1 ₎ , a F2 _jest skierowana w lewo (q i q2 _są naładowane dodatnio, więc F2 _jest odsunięty od q i q2 ₎ . Najpierw oblicz _F1 i _F2.

Siła wypadkowa:

Σ F = 15 – 7,5 = 7,5

Siła wypadkowa wynosi 7,5 niutona. Jej kierunek jest taki sam jak kierunek siły F ₁ , czyli w prawo, w kierunku q ₂.

Prawidłowa odpowiedź to B.

Pole elektryczne

7. Ładunek punktowy q znajduje się w punkcie P w polu elektrycznym generowanym przez ładunek (+), tak że działa na niego siła 0,05 N w kierunku ładunku. Jeśli natężenie pola w punkcie P wynosi 2 x 10–2 ^NC – ¹ , to wartość i rodzaj ładunku generującego pole są…

A. 5,0 C, dodatnie

B. 5,0 C, ujemne

C. 3,0 C, dodatnie

D. 2,5 C, ujemne

E. 2,5 C, dodatni

Pembahasan

Wiadomo, że:

Siła elektryczna (F) = 0,05 N

Natężenie pola elektrycznego (E) = 2 x 10 ^–2 NC ^–1 = 0,02 NC ^–1

Pytanie: Wielkość i rodzaj ładunku, który tworzy pole

Jawab:

Ładunek elektryczny oblicza się za pomocą wzoru, który określa związek między siłą elektryczną (F), polem elektrycznym (E) i ładunkiem elektrycznym (q):

F = q E

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

Ładunek q doświadcza siły elektrycznej skierowanej w stronę ładunku (+), co powoduje powstanie pola elektrycznego, tak że ładunek q ma znak ujemny.

Prawidłowa odpowiedź to D.

8. Odległość między dwoma ładunkami A i B wynosi 4 m. Punkt C znajduje się między dwoma ładunkami, 1 m od A. Jeżeli Q _A = –300 μC, Q _B = 600 μC. 1/4 π ε ₀ = 9 × 10 ⁹ N m ² C ^–2 , to natężenie pola elektrycznego w punkcie C wynikające z wpływu dwóch ładunków wynosi…

A. 9 × 10 ⁵ NC ^–1

B. 18 × 10 ⁵ NC ^–1

C. 33 × 10 ⁵ NC ^–1

D. 45 × 10 ⁵ NC ^–1

E. 54 × 10 ⁵ NC ^–1

Pembahasan

Wiadomo, że:

Odległość między ładunkami A i B (r _AB ) = 4 metry

Odległość między punktem C a ładunkiem A (r _AC ) = 1 metr

Odległość między punktem C i ładunkiem B (r _BC ) = 3 metry

Ładunek A (q _A ) = –300 μC = -300 x 10 ^-6 C = -3 x 10 ^-4 kulombowski

Ładunek B (q _B ) = 600 μC = 600 x 10 ^-6 C = 6 x 10 ^-4 Kulomba

Stała (k) = 9 × 10 ⁹ N m ² C ^–2

Pytanie: natężenie pola elektrycznego w punkcie C

Jawab:

Pole elektryczne generowane przez ładunek A w punkcie C:

Ładunek A jest ujemny, więc kierunek pola elektrycznego jest w stronę ładunku A i od ładunku B (w lewo).

Pole elektryczne generowane przez ładunek B w punkcie C:

Ładunek B jest dodatni, więc kierunek pola elektrycznego jest od ładunku B i w kierunku ładunku A (w lewo).

Wynikowe pole elektryczne w punkcie A:

E _A i E _B mają ten sam kierunek, więc należy je dodać.

E = E _A + E _B

E = (27 x 10 ⁵ ) + (6 x 10 ⁵ )

E = 33 x 10 ⁵ N/C

Kierunek pola elektrycznego jest skierowany w stronę ładunku A i od ładunku B (w lewo).

Prawidłowa odpowiedź to C.

9. Ziarnko pyłu o masie 1 miligrama może unosić się w powietrzu dzięki polu elektrycznemu, które utrzymuje pył. Jeśli ładunek pyłu wynosi 0,5 μC, a przyspieszenie grawitacyjne 10 m/s² ^, określ natężenie pola elektrycznego, które może utrzymać pył.

A. 5 N/C

B. 10 N/C

C. 20 N/C

D. 25 N/C

E. 40 N/C

Pembahasan

Wiadomo, że:

Masa pyłu (m) = 1 miligram = 1 x 10 ^-6 kg

Ładunek pyłu (q) = 0,5 μC = 0,5 x 10 ^-6 C

Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 m/ ^s2

Pytanie: Siła pola elektrycznego, które utrzymuje pył

Jawab:

Wzór na masę:

w = mg

Opis: w = ciężar pyłu, m = masa pyłu, g = przyspieszenie grawitacyjne

Siłę grawitacji działającą na pył lub ciężar pyłu oblicza się za pomocą wzoru na ciężar:

w = mg = (1 x 10 ^-6 kg)(10 m/s ² ) = 10 x 10 ^-6 kg m/s ² = 10 x 10 ^-6 niutonów

Wzór na natężenie pola elektrycznego:

E = F/q

Opis: E = natężenie pola elektrycznego, F = siła elektryczna, q = ładunek elektryczny

Pył unosi się w powietrzu, więc siła wypadkowa działająca na niego musi być równa zeru. Grawitacja pyłu jest skierowana w dół, więc siła elektrostatyczna musi być skierowana w górę, a wartość grawitacji pyłu musi być równa wartości siły elektrostatycznej, aby siła wypadkowa działająca na pył była równa zeru. Zatem F we wzorze na natężenie pola elektrycznego można zastąpić przez w we wzorze na ciężar.

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

Prawidłowa odpowiedź to C.

10. Dwa ładunki, q ₁ = 32 μC i q ₂ = -214 μC, są oddalone od siebie o odległość x, jak pokazano na powyższym rysunku. Jeśli w punkcie p, który znajduje się 10 cm od q _2, wypadkowe natężenie pola elektrycznego wynosi zero. Wówczas wartość x wynosi….

A. 20 cm

B. 30 cm

ok. 40 cm

Średnica 50 cm

E. 60 cm

Pembahasan

Wiadomo, że:

Ładunek 1 (Q ₁ ) = 32 μC

Ładunek 2 (Q ₂ ) = -214 μC

Odległość punktu p od q ₁ = x + 10 cm

Odległość punktu p od q2 ₌ 10 cm

Zapytano: x

Jawab:

E1 to pole elektryczne generowane przez ładunek Q1 _. Kierunek pola elektrycznego jest od Q1, _{ponieważ Q1} jest _naładowany dodatnio. E2 _to pole elektryczne generowane przez ładunek Q2 _. Kierunek pola elektrycznego jest w stronę Q2, _ponieważ Q2 _jest naładowany ujemnie.

W punkcie p, który jest oddalony o 10 cm od Q2 _, wypadkowa siła pola elektrycznego wynosi zero.

Użyj wzoru ABC:

11. Punkt z ładunkiem q znajduje się w punkcie P w polu elektrycznym wytworzonym przez ładunek (+), tak że działa na niego siła 0,05 N. Jeśli wartość ładunku wynosi +5 × l0 ^–6 kulombów, to wartość pola elektrycznego w punkcie P wynosi…

A. 2,5 × 10 ³ NC ^–1

B. 3.0 × 10 ³ NC ^–1

C. 4,5 × l0 ³ NC ^–1

D. 8,0 × 10 ³ NC ^–1

E. 10 ⁴ NC ^–1

Pembahasan

Wiadomo, że:

Siła elektryczna (F) = 0,05 niutona

Ładunek elektryczny (Q) = +5 × l0 ^–6 Kulomb = 0,000005

Pytanie: Jaka jest wartość pola elektrycznego w punkcie P?

Jawab:

Wzór określający związek między polem elektrycznym, siłą elektryczną i ładunkiem elektrycznym:

E = F / Q

E = 0,05 niutonów / 0,000005 kulombów

E = 5 niutonów / 0,0005 kulombów

E = 10 000 niutonów/kulombów

E = 10 ⁴ N/C

E = 10 ⁴ NC ^-1

Prawidłowa odpowiedź to E.

Prawo Coulomba

12. Trzy ładunki ułożono jak pokazano na poniższym rysunku. Siła Coulomba działająca na ładunek B wynosi … (k = 9 × 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

A. 09 x 10¹ Ładunek N do C
B. 09 x 10¹ N do ładowania A
C. 18 x 10¹ Ładunek N do C
D. 18 x 10¹ N do ładowania A
E. 36 x 10¹ Ładunek N do C

Pembahasan
Wiadomo, że :
q_A = 10 µC = 10 x 10^-6 C = 10^-5 Kulomb
q_B = 10 µC = 10 x 10^-6 = 10^-5 Kulomb
q_C = 20 µC = 20 x 10^-6 = 2 x 10^-5 Kulomb
r_AB = 0,1 metra = 10^-1 metr
r_BC = 0,1 metra = 10^-1 metr
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Zapytano :Siła Coulomba działająca na 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 ma znak dodatni, a ładunek B ma znak dodatni, więc F_AB w kierunku opłaty C.

Siła Coulomba pomiędzy ładunkami B i C:
Ładunek B jest dodatni, a ładunek C jest dodatni, więc F_BC w kierunku opłaty A.

Siła Coulomba działająca na ładunek B:
F_B = F._BC - F_AB = 180 – 90 = 90 N
Wielkość siły Coulomba, której podlega ładunek B (F_B) wynosi 90 niutonów. Kierunek F_B tak samo jak kierunek F_BC mianowicie w kierunku opłaty A.
Prawidłowa odpowiedź to B.

13. 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 tys. Q² r^-2 w lewo
B. 2,5 tys. Q² r^-2 w prawo
C. 2 tys. Q² r^-2 w lewo
D. 2 tys. Q² r^-2 w prawo
E. 1 k Q² r^-2 w lewo

Pembahasan
Wiadomo, że :
Opłata 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 10⁹ Nm²C^-2
Zapytano :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 to F_AB w kierunku opłaty A
  
Siła Coulomba pomiędzy ładunkiem B i ładunkiem C:
Ładunek B jest ujemny, a ładunek C jest ujemny, więc kierunek F jest_BC w kierunku opłaty A

Siła wypadkowa działająca na ładunek B:
F = F_AB + F._BC  = 2 tys. Q²/r² + 0,5 tys. Q²/r² = 2,5 tys. Q²/r² = 2,5 tys. Q² r^-2
Siła Coulomba działa w kierunku ładunku A lub w lewo.
Prawidłowa odpowiedź to A.

Pole elektryczne
14. Spójrz na poniższy rysunek dwóch ładunków punktowych! Gdzie znajduje się punkt P, aby natężenie pola elektrycznego w punkcie P było równe zeru? (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)
A. dokładnie w środku Q₁ i Q₂
B. 6 cm na prawo od Q₂
C. 6 cm na lewo od Q₁
D. 2 cm na prawo od Q₂
E. 2 cm na lewo od Q₁
Pembahasan
Aby obliczyć natężenie pola elektrycznego w punkcie P, załóż, że w punkcie P znajduje się dodatni ładunek próbny.₁ pozytywne i Q₂ ujemny, zatem punkt P musi znajdować się na prawo od Q₂ lub na lewo od Q₁. Jeśli punkt P znajduje się po lewej stronie Q₁; pole elektryczne generowane przez punkt Q₁ w punkcie P kierunek jest w lewo (od Q)₁) i wygenerowane pole elektryczne Q₂ w punkcie P kierunek jest w prawo (w stronę Q)₁). Ponieważ kierunek pola elektrycznego jest przeciwny, oba pola znoszą się wzajemnie, tak że natężenie pola elektrycznego w punkcie P wynosi zero.
Wiadomo, że :
Q₁ = +9 μC = +9 x 10^-6 C
Q₂ = -4 μC = -4 x 10^-6 C
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Odległość między ładunkiem 1 a ładunkiem 2 = 3 cm
Odległość między Q₁ i punkt P (r_1P) = za
Odległość między Q₂ i punkt P (r_2P) = 3 + a
Zapytano :Gdzie znajduje się punkt P, aby natężenie pola elektrycznego w punkcie P było równe zeru?
Odpowiedź :
Punkt P jest po lewej stronie Q₁.
Pole elektryczne generowane przez Q₁ w punkcie P :
Dodatni ładunek testowy i Q₁ dodatni, tak że kierunek pola elektrycznego jest w lewo.
Pole elektryczne generowane przez Q₂ w punkcie P :
Dodatni ładunek testowy i Q₂ ujemny, tak że kierunek pola elektrycznego jest w prawo.
Wynikowe pole elektryczne w punkcie A :
E₁ i E₂ przeciwnym kierunku.
E₁ - E₂ = 0
E₁ = E₂
Użyj wzoru ABC, aby określić wartość a.
a = -1,25, b = -13,5, c = -20,25
Nie może być negatywna.
Odległość między Q₂ i punkt P (r_2P) = 3 + a = 3 – 1,8 = 1,2 cm.
Punkt P znajduje się w odległości 1,2 cm na prawo od Q.₂.

15. Spójrz na poniższy obrazek! Naładuj q₃ umieszczony w odległości 5 cm od q₂, a następnie natężenie pola elektrycznego przy ładunku q₃ jest… (1 µC = 10^-6 C)

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

Pembahasan

Opłata q₃ umieszczony w odległości 5 cm od q₂, co oznacza, że ​​nie jest na lewo od q₂ ale po prawej stronie q₂. Jeśli po lewej stronie q₂ wówczas wypadkowe pole elektryczne jest równe zero. Dzieje się tak, ponieważ odległość między ładunkami q₃ z ładunkiem q₁ i q₂ wynosi 5 cm, a wartość ładunku wynosi q₁ równy ładunkowi q₂.

Ponieważ ładunek q3 _jest dodatni, kierunek pola elektrycznego przy ładunku q3 _jest skierowany w stronę ładunku ujemnego q2 ₍ E2 ₎ i od ładunku dodatniego q1 ₍ E1 ₎ . Wynikowe pole elektryczne jest sumą natężeń pola elektrycznego _E1 i _E2.

Wiadomo, że :
Opłata q₁ = 5 µC = 5 x 10^-6 Kulomb
Opłata q₂ = 5 µC = -5 x 10^-6 Kulomb
Odległość między ładunkami q₁ i ładunek q₃ (r₁) = 15 cm = 0,15 m = 15 x 10^-2 metr
Odległość między ładunkami q₂ i ładunek q₃ (r₂) = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10^-2 metr
k = 9 x 10⁹ Nm² C^-2
Zapytano : Siła pola elektrycznego przy ładunku q₃
Odpowiedź :

Natężenie pola elektrycznego 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 Nie dotyczy
Natężenie pola elektrycznego 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 Nie dotyczy
Wynikowa siła pola elektrycznego
Wypadkowa siła pola elektrycznego przy ładunku q₃ jest :
mi = e₂ - E₁ = (1,8 x 10⁷)– (0,2 x 10⁷) = 1,6 x 10⁷ Nie dotyczy
Kierunek pola elektrycznego jest w lewo lub w kierunku E₂.
Prawidłowa odpowiedź to C.

16. Dwa ładunki elektryczne są rozdzielone, jak pokazano na rysunku. Natężenie pola w punkcie P wynosi… (k = 9 x 10⁹ Nm² C^-2)

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

Pembahasan

Wiadomo, że :
Opłata q_A = +2,5°C
Opłata q_B = -2 stopni Celsjusza
Odległość między ładunkami q_A i punkt P (r_A) = 5 m
Odległość między ładunkami q_B i punkt P (r_B) = 2 m
k = 9 x 10⁹ Nm² C^-2
Zapytano : Siła pola elektrycznego w punkcie P
Odpowiedź :
Natężenie pola elektrycznego A
E_A = kq_A / r_A²
E_A = (9 x 10⁹)(2,5) / (5)²
E_A = (22,5 x 10⁹) / 25
E_A = 0,9 x 10⁹ Nie dotyczy
Natężenie pola elektrycznego B
E_B = kq_B / r_B²
E_B = (9 x 10⁹)(2) / (2)²
E_B = (18 x 10⁹) / 4
E_B = 4,5 x 10⁹ Nie dotyczy
Wynikowa siła pola elektrycznego
Wynikowa siła pola elektrycznego w punkcie P wynosi:
mi = e_B - E_A = (4,5 – 0,9) x 10⁹ = 3,6 x 10⁹ Nie dotyczy
Kierunek pola elektrycznego jest w lewo lub w kierunku E_B.
Prawidłowa odpowiedź to C.

17. Dwa ładunki elektryczne mają ładunek Q.₁ = -40 µC i Q₂ = +5 µC znajduje się w pozycji pokazanej na rysunku (k = 9 x 10⁹ nm².C^-2 i 1 µC = 10^-6 C) natężenie pola elektrycznego w punkcie P wynosi…
A. 2,25 x 10⁶ Nie określony^-1
B. 2,45 x 10⁶ Nie określony^-1
C. 5,25 x 10⁶ Nie określony^-1
D. 6,75 x 10⁶ Nie określony^-1
E. 9,00 x 10⁶ Nie określony^-1
Pembahasan

Wiadomo, że :
Opłata q₁ = -40 µC = -40 x 10^-6 C
Opłata q₂ = +5 µC = +5 x 10^-6 C
Odległość między ładunkami q₁ i punkt P (r₁) = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
Odległość między ładunkami q₂ i punkt P (r₂) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10^-1 m
k = 9 x 10⁹ Nm² C^-2
Zapytano : Siła pola elektrycznego w punkcie P
Odpowiedź :
Natężenie pola elektrycznego 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 Nie dotyczy
Natężenie pola elektrycznego 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 Nie dotyczy
Wynikowa siła pola elektrycznego
Wynikowa siła pola elektrycznego w punkcie P wynosi:
mi = e₂ - E₁ = (45 – 22,5) x 10⁵ = 22,5 x 10⁵ Nie dotyczy
E = 2,25 x 10⁶ Nie dotyczy
Kierunek pola elektrycznego jest w prawo lub w kierunku E₂.
Prawidłowa odpowiedź to A.

18. 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, a k = 9.10⁹ 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 w punkcie A (q_A) = 8 µC = 8 x 10^-6 Kulomb
Siła elektryczna między dwoma ładunkami (F) = 45 niutonów
Odległość między dwoma ładunkami (r_AB) = 4 cm = 0,04 metra = 4 x 10^-2 metr
Stała (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Zapytano :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 :
Wzór prawa Coulomba :
F = k (q_A)(Q_B) / R²
P r² = k (q_A)(Q_B)
q_B = F r² / k (q_A)
Ładunek elektryczny w punkcie B :
q_B = (45)(4 x 10^-2)² / (9 x 10⁹)(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 Kulomb
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 metr
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 niutonów
Prawidłowa odpowiedź to C.

19. Dwa ładunki elektryczne P i Q oddalone od siebie o 10 cm 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 10⁹ Nm².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 10⁹ Nm².C^-2
Zapytano :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 r² / k (q_Q)
q_P = (8)(1 x 10^-1)² / (9 x 10⁹)(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 Kulomb
Siła elektryczna między ładunkami elektrycznymi P i Q :
Jeżeli ładunek w punkcie Q zostanie przesunięty w lewo o 5 cm, odległość między dwoma ładunkami wyniesie 5 cm = 0,05 metra = 5 x 10^-2 metr
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 niutonów
Prawidłowa odpowiedź to C.

20. Spójrz na poniższy obraz ładunku elektrycznego. Siła elektryczna, której doświadcza ładunek q, wynosi_B wynosi 8 N (1 µC = 10^-6 C) i (k = 9.10⁹ nm².C^-2). Jeśli ładunek q_B przesunięty o 4 cm od A, wówczas doświadczana siła elektryczna wynosi q_B teraz jest…
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 10⁹ Nm².C^-2
Zapytano :Siła elektryczna między ładunkami A i B, jeżeli odległość między dwoma ładunkami wynosi 4 cm
Odpowiedź :
Najpierw oblicz ładunek elektryczny B, a następnie oblicz siłę elektryczną między dwoma ładunkami elektrycznymi, jeśli odległość między nimi wynosi 4 cm = 0,04 metra = 4 x 10^-2 metr.
Ładunek elektryczny B :
q_B = F r² / k (q_A)
q_B = (8)(2 x 10^-2)² / (9 x 10⁹)(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 Kulomb
Siła elektryczna między ładunkami A i 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 niutonów
Prawidłowa odpowiedź to A.

Źródło pytania:

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