Învață și Discuții despre întrebări legate de câmpul electric dan Exemple de întrebări despre câmpul electric
Pentru a facilita înțelegerea forței electrice care poate acționa la distanță, a fost introdus conceptul de câmp electric. Conceptul de câmp electric a fost dezvoltat de omul de știință britanic Michael Faraday (1791–1867).
Definiție
Să presupunem că o tijă de sticlă este inițial neutră din punct de vedere electric. După ce este frecată cu o cârpă, tija de sticlă se încarcă electric. Când tija de sticlă a sarcină electrică, în același timp, apare un câmp în jurul baghetei de sticlă. Dacă bagheta de sticlă devine neutră, câmpul dispare din spațiu. Deci existența unui câmp este inseparabilă de prezența unei sarcini electrice. Un câmp electric nu este un tip de substanță precum aerul sau un tip de undă precum undele electromagnetice, ci mai degrabă ceva generat de o sarcină electrică și care afectează spațiul din jurul sarcinii electrice, unde influența sa este resimțită doar de alte sarcini electrice.
Pentru a testa dacă există un câmp într-un spațiu, se presupune că există unul sarcină de testare în acel spațiu. Sarcina de testare este o sarcină (Q) atât de mică încât produce un câmp foarte mic și, prin urmare, poate fi ignorată. Cu toate acestea, sarcina de testare poate simți influența câmpului generat de alte sarcini electrice. Sarcina de testare este prezentă doar pentru a investiga dacă există un câmp electric. Dacă există unul, sarcina de testare va experimenta cu siguranță o influență sub forma forță electrică invers, dacă nu este acolo, sarcina de testare nu va fi experimentată forță electrică.
Uită-te la imaginea din lateral.
În figura 1, sarcina +q1 și sarcină +q2 produce un câmp electric în spațiul înconjurător. Când se plasează o sarcină de test +qo într-un punct din spațiu, sarcina de test +qo experimentând o forță electrică. F1 este forța electrică exercitată de sarcina +q1 la sarcina de testare +qo și F2 este forța electrică exercitată de sarcina +q2 la sarcina de testare +qoÎn figura 2, când sarcina de testare este îndepărtată, câmpul rămâne și nu dispare din acel punct. E1 este câmpul produs de o sarcină electrică +q1 și E.2 este câmpul produs de o sarcină electrică +q2.
Intensitatea câmpului
Un câmp electric este o mărime vectorială, având atât magnitudine, cât și direcție. Intensitatea câmpului electric într-un punct este definită ca forța electrică exercitată de o sarcină electrică asupra unei sarcini de test pozitive plasate în acel punct, împărțită la magnitudinea sarcinii de test.
Informație :
E = intensitatea câmpului
F = forță electrică
q = magnitudinea sarcinii de testare
Informație :
Q = sarcină electrică
r = distanța dintre sarcina electrică și sarcina de test
(citește: epsilon zero) = permitivitatea spațiului vid = 8,854 x 10-12 C2/Nm2
k = constanta Coulomb = 9 x 109 nm2/C2
Unitatea de măsură a forței electrice este Newton-ul, iar unitatea de măsură a sarcinii electrice este Coulomb-ul, deci unitatea de măsură a câmpului este Newton/Coulomb, prescurtat N/C.
Arah
Uită-te la imaginea din lateral
Pe Figura 1a, o sarcină electrică pozitivă (+Q) exercită o forță electrică asupra unei sarcini de test pozitive (+q), unde direcția forței electrice (F) este opusă sarcinii +Q.
Pe Figura 1b, când sarcina de test este îndepărtată, în acel punct există un câmp (E) a cărui direcție este opusă sarcinii electrice Q.
Pe Figura 2a, o sarcină electrică negativă (-Q) exercită o forță electrică asupra unei sarcini de test pozitive (+q), unde direcția forței electrice (F) se apropie de sarcina -Q.
Pe Figura 2b, când sarcina de test este îndepărtată, în acel punct există un câmp (E) a cărui direcție este apropiată de sarcina electrică -Q.
Pe baza imaginii și explicației de mai sus, se poate concluziona că direcția câmpului este opusă sarcinii electrice pozitive și spre sarcina electrică negativă.
Exemplu de probleme
1. Punctul A este situat într-un câmp electric. Intensitatea câmpului electric în punctul A este de 0,4 N/C. Dacă un obiect cu o sarcină de 0,2 C este plasat în punctul A, o forță Coulomb de...
A. 0,2 N
B. 0,4 N
C. 0,6 N
D. 0,7 N
E. 0,8 N
Discuție:
Este cunoscut :
E = 0,4 N/C
q = 0,2 °C
Întrebat :
Forța electrică?
Jawab :
F = q E = (0,2 C)(4 N/C) = 0,8 N
Răspunsul corect este E.
2. Un punct încărcat q se află în punctul A în câmpul electric generat de sarcină (+), astfel încât aceasta experimentează o forță de 0,1 N în direcția către sarcina q. Dacă intensitatea câmpului în punctul A este de 0,02 N/C, atunci magnitudinea și tipul sarcinii q sunt...
A. 5,0°C, pozitiv
B. 5,0°C, negativ
C. 4,0 C, pozitiv
D. 2,5 °C, negativ
E. 2,5 C, pozitiv
Discuție:
Este cunoscut :
F = 0,1 N
E = 0,02 N/C
Întrebat :
Care este magnitudinea și direcția sarcinii q?
Jawab :
Mărimea sarcinii q:
F = q E
q = F/E = 0,1 N: 0,02 N/C = 5C
Tipul de încărcare q:
Direcția forței Coulomb este spre sarcina q, deci sarcina q trebuie să aibă o valoare pozitivă.
