Примеры задач по теории кулоновской силы

9 примеров вопросов о силе Кулона

1. Три груза расположены так, как показано на рисунке ниже. Сила Кулона, действующая на заряд B, равна …. (k = 9 x 10)⁹ Nm²C^-2, 1 мкКл = 10^-6 C)

А. 09 x ^10¹ Н для заряда С

B. 09 x ^10¹ Н для заряда A

C. 18 x ^10¹ Н для заряда C

D. 18 x ^10¹ Н для заряда A

E. 36 x ^10¹ Н для заряда C

Обсуждение

Известно, что :

q _A = 10 мкКл = 10 x 10⁻⁶ ^Кл = ^10⁻⁵ Кулонов

q _B = 10 мкКл = 10 x ^10⁻⁶ = ^10⁻⁵ Кулонов

q _C = 20 мкКл = 20 x ^10⁻⁶ = 2 x ^10⁻⁵ Кулонов

r _AB = 0,1 метра = 10 ^-1 метров

r _BC = 0,1 метра = 10 ^-1 метров

^k = 9 x ^10⁹ Нм² ^С⁻²

Вопрос : Какая кулоновская сила действует на заряд B?

Отвечать :

На заряд B действуют две кулоновские или электрические силы, а именно кулоновская сила между зарядами A и B (F _AB ) и кулоновская сила между зарядами B и C (F _BC ). Кулоновская сила, действующая на заряд B, является результирующей сил F _AB и F _BC.

Сила Кулона между зарядами А и В:

Заряд А положительный, а заряд В положительный, поэтому сила F _AB направлена ​​к заряду С.

Сила Кулона между зарядами B и C:

Заряд B положительный, а заряд C положительный, поэтому _{сила FBC} направлена ​​к заряду A.

Сила Кулона, действующая на заряд B:

F _B = F _BC – F _AB = 180-90 = 90 Н

Величина кулоновской силы, действующей на заряд B (F _B ), составляет 90 Ньютонов. Направление силы F _B совпадает с направлением силы F _BC , а именно, направлено к заряду A.

Правильный ответ — B.

2. Величина и направление кулоновской силы, действующей на заряд B, равны... ( k ⁼ 9 x 10⁹ ^Нм² Кл⁻² ^, 1 мкКл = 10⁻⁶ ^Кл )

А. 2,5 к Q ² r ^-2 влево

Б. 2,5 к Q ² r ^-2 вправо

C. 2 k Q ² r ^-2 влево

D. 2 k Q ² r ^-2 вправо

Е. 1 k Q ² r ^-2 влево

Обсуждение

Известно, что :

Заряд A (q _A ) = +Q

Заряд B (q _B ) = -2Q

Заряд C (q _C ) = -Q

Расстояние между зарядами А и В (r _AB ) = r

Расстояние между зарядами B и C (r _BC ) = 2r

^k = 9 x ^10⁹ Нм² ^С⁻²

Вопрос : какова величина и направление кулоновской силы, действующей на заряд B?

Отвечать :

Сила Кулона между зарядом А и зарядом В:

Заряд А положительный, а заряд В отрицательный, поэтому направление FAB _{направлено} к заряду А.

Сила Кулона между зарядом B и зарядом C:

Заряд B отрицательный, и заряд C также отрицательный, поэтому направление силы FBC _{направлено} к заряду A.

Результирующая сила, действующая на заряд 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

Направление кулоновской силы — к заряду А или влево.

Правильный ответ — А.

3. Два электрических заряда расположены отдельно, как показано на рисунке. Заряд в точке А равен 8 мкКл, а сила притяжения, действующая на оба заряда, составляет 45 Н. Если заряд А сместить вправо на 1 см и k = 9·10⁹ ^Н · ^м² · ^Кл⁻² , то сила притяжения, действующая на оба заряда, равна…

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

В. 120 С

Обсуждение

Известно, что :

Электрический заряд в точке А (q _А ) = 8 мкКл = 8 x ^10⁻⁶ кулонов

Электрическая сила между двумя зарядами (Ф) = 45 Ньютонов

Расстояние между двумя зарядами (r _AB ) = 4 см = 0,04 метра = 4 x ^10⁻² метров

Константа (k) = 9 ^{x 10⁹} Нм² ^· С⁻²

Вопрос : Какова электрическая сила между двумя зарядами, если заряд А смещен вправо на 1 см или 0,01 метра?

Отвечать :

Сначала вычислите электрический заряд в точке B, затем вычислите электрическую силу между двумя электрическими зарядами, если электрический заряд в точке A смещен вправо на 1 см.

Электрический заряд в точке B :

Румус Закон Кулона :

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F r ² = k (q _A )(q _B )

q _B = F r ² / k (q _A )

Электрический заряд в точке B :

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

q _B = (45)(16 x 10 ^-4 ) / 72 x 10 ³

q _B = (720 x 10⁻⁴ ⁾ / (72 x ^10³ )

q _B = 10 x ^10⁻⁷ Кулонов

Электрическая сила между электрическими зарядами А и В :

Если заряд в точке А сместить вправо на 1 см, то расстояние между двумя зарядами станет равным 3 см = 0,03 метра = 3 × 10⁻² ^метра.

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F = (9 x 10⁹ ⁾ (8 x ^10⁻⁶ )(10 x ^10⁻⁷ ) / (3 x ^10⁻² ) ^²

F = (9 x 10³ ⁾ (80 x ^10⁻⁷ ) / (9 x ^10⁻⁴ )

F = (1 x 10³ ⁾ (80 x ^10⁻⁷ ) / (1 x ^10⁻⁴ )

F = (80 x 10⁻⁴ ⁾ / (1 x ^10⁻⁴ )

F = 80 Ньютон

Правильный ответ — C.

4. Два электрических заряда P и Q, расположенные на расстоянии 10 см друг от друга, испытывают силу притяжения 8 Н. Если заряд Q сместить на 5 см в сторону заряда P (1 мкКл = 10⁻⁶ ^Кл и k = 9 × 10⁹ ^Н · ^м² · ^Кл⁻² ), то возникающая электрическая сила будет...

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

В. 56 С

Обсуждение

Известно, что :

Расстояние между зарядами P и Q (r _PQ ) = 10 см = 0,1 м = 1 х ^10⁻¹ м

Электрическая сила между зарядами P и Q (Ф) = 8 Н

Электрический заряд Q (q _Q ) = 40 мкКл = 40 x ^10⁻⁶ Кл

Константа (k) = 9 ^{x 10⁹} Нм² ^· С⁻²

Вопрос : Какова электрическая сила между зарядами P и Q, если заряд Q смещен на 5 см в сторону заряда P?

Отвечать :

Сначала вычислите электрический заряд P, а затем вычислите электрическую силу между двумя электрическими зарядами, если электрический заряд Q смещен на 5 см в сторону заряда P.

Электрический заряд P :

q _P = F r ² / k (q _Q )

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

q _P = (8)(1 x 10 ^-2 ) / 360 x 10 ³

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 Кулон

Электрическая сила между электрическими зарядами P и Q :

Если заряд в точке Q сместить влево на 5 см, то расстояние между двумя зарядами станет равным 5 см = 0,05 метра = 5 × 10⁻² ^метров.

F = k (q _P )(q _Q ) / r ²

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 ^10⁻⁷ ) / (25 x ^10⁻⁴ )

F = (80 x 10⁻⁴ ⁾ / (25 x ^10⁻⁴ )

F = 3,2 x ^10¹

F = 32 Ньютон

Правильный ответ — C.

5. Посмотрите на следующее изображение электрических зарядов. Электрическая сила, действующая на заряд qB, _{составляет} 8 Н (1 мкКл = 10⁻⁶ ^Кл ) и (k = 9· ^10⁹ Н· ^м² · ^Кл⁻² ). Если заряд _qB переместить на 4 см от точки А, то электрическая сила, действующая на qB _, теперь будет…

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

В. 10 С

Обсуждение

Известно, что :

Расстояние между зарядами А и В (r _AB ) = 2 см = 0,02 м = 2 х ^10⁻² м

Электрическая сила между зарядами А и В (Ф) = 8 Н

Электрический заряд A (q _A ) = 2 мкКл = 2 x ^10⁻⁶ Кл

Константа (k) = 9 ^{x 10⁹} Нм² ^· С⁻²

Вопрос : Какова электрическая сила между зарядами А и В, если расстояние между ними составляет 4 см?

Отвечать :

Сначала вычислите электрический заряд B, а затем вычислите электрическую силу между двумя электрическими зарядами, если расстояние между ними составляет 4 см = 0,04 метра = 4 x 10⁻² ^метров.

Электрический заряд B :

q _B = F r ² / k (q _A )

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

q _B = (8)(4 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

q _B = (32 x 10⁻⁴ ⁾ / (18 x ^10³ )

q _B = (32/18) x 10 ^-7

q _B = (16/9) x 10 ^-7 Кулонов

Электрическая сила между зарядами А и В :

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

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 Ньютон

Правильный ответ — А.

6. Три электрических заряда расположены в вершинах треугольника ABC со стороной AB = BC = 20 см и имеют ту же величину заряда (q = 2 мкКл), что и на рисунке сбоку (k = 9·10⁹ ^Н ·м² ^· Кл⁻² ^, 1 мкКл = ^10⁻⁶ ). Величина электрической силы, действующей на точку B, равна…

А. 0,9√3 Н

Б. 0,9√2 Н

C. 0,9 N

D. 0,81 N

В. 0,4 С

Обсуждение

Известно, что:

Заряд в точке А (q _A ) = 2 мкКл = 2 x ^10⁻⁶ Кулон

Заряд в точке B (q _B ) = 2 мкКл = 2 x ^10⁻⁶ Кулон

Заряд в точке C (q _C ) = 2 мкКл = 2 x ^10⁻⁶ Кулон

Расстояние от B до C (r _BC ) = 20 см = 0,2 метра = 2 x ^10⁻¹ метров

Расстояние от точки B до точки A (r _BA ) = 20 см = 0,2 метра = 2 x ^10⁻¹ метров

k = 9.10 ⁹ Нм ² .C ^-2

Вопрос: Какова величина электрической силы, действующей на точку B?

Джаваб:

Электрическая сила между зарядами в точках B и C:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

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 ) / (9 x ^10⁻² )

F _BC = (36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

F _BC = 9 x ^10⁻¹

F _BC = 0,9 Ньютона

Электрический заряд в точках B и C положителен, поэтому направление электрической силы FBC _— влево, от точки C.

Электрическая сила между зарядами в точках B и A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

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 ) / (9 x ^10⁻² )

F _BA = (36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

F _BA = 9 x ^10⁻¹

F _BA = 0,9 Ньютона

Электрический заряд в точках B и A положителен, следовательно, направление электрической силы FBA _{направлено} вниз, от точки A.

Две электрические силы образуют прямой угол, поэтому результирующая электрическая сила, действующая в точке B, рассчитывается по формуле Пифагора.

Правильный ответ — B.

7. Посмотрите на следующую картинку!

Три заряда _Q1 , Q2 _и Q3 _{расположены} на концах прямоугольного треугольника ABC. Длина AB = BC = 30 см. Дано k = 9·10⁹ ^Н · ^м² · ^К⁻² и 1 мкБ = ^10⁻⁶, тогда результирующая кулоновская сила, действующая на заряд Q1 _, равна…

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

В. 12 С

Обсуждение

Известно, что:

Заряд в точке А (q _A ) = 3 мкКл = 3 x ^10⁻⁶ Кулон

Заряд в точке B (q _B ) = -10 мкКл = -10 x 10 ^-6 Кулон

Заряд в точке C (q _C ) = 4 мкКл = 4 x ^10⁻⁶ Кулон

Расстояние от B до C (r _BC ) = 30 см = 0,3 метра = 3 x ^10⁻¹ метров

Расстояние от точки B до точки A (r _BA ) = 30 см = 0,3 метра = 3 x ^10⁻¹ метров

k = 9.10 ⁹ Нм ² .C ^-2

Вопрос: Результирующая сила Кулона в точке B.

Джаваб:

Электрическая сила между зарядами в точках B и C:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

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 Ньютона

Электрический заряд в точке B отрицательный, а электрический заряд в точке C положительный, следовательно, направление электрической силы FBC _— вправо, к точке C.

Электрическая сила между зарядами в точках B и A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

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 Ньютона

Электрический заряд в точке B отрицательный, а электрический заряд в точке A положительный, следовательно, направление электрической силы FBA _{направлено} вверх, к точке A.

Две электрические силы образуют прямой угол, поэтому результирующая электрическая сила, действующая в точке B, рассчитывается по формуле Пифагора.

Правильный ответ — B.

8. Три электрических заряда расположены в вершинах треугольника ABC со стороной AB = BC = 20 см и имеют одинаковый размер заряда (q = 2 мкКл), как на рисунке сбоку (k = 9.10).⁹ Nm².C^-2, 1 мк = 10^-6Величина электрической силы Работа в точке Б — это…

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

Обсуждение

Известно, что:
Заряд в точке А (q)_A) = 2 мкКл = 2 x 10^-6 Кулон
Заряд в точке B (q)_B) = 2 мкКл = 2 x 10^-6 Кулон
Заряд в точке C (q)_C) = 2 мкКл = 2 x 10^-6 Кулон
Расстояние от B до C (r)_BC) = 20 см = 0,2 метра = 2 x 10^-1 метров
Расстояние от B до A (r)_BA) = 20 см = 0,2 метра = 2 x 10^-1 метров
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Вопрос: Величина электрической силы, действующей в точке B.
Джаваб:

Электрическая сила между зарядами в точках B и C:
F_BC = к (д_B)(q_C) / р_BC²
F_BC = (9 х 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BC = (9 х 10⁹)(4 x 10^-12) / (4 x 10^-2)
F_BC = (36 х 10^-3) / (4 x 10^-2)
F_BC = 9 x 10^-1
F_BC = 0,9 Ньютон
Электрический заряд в точках B и C положителен, следовательно, направление электрической силы F следующее:_BC слева, в сторону от точки С.

Электрическая сила между зарядами в точках B и A:
F_BA = к (д_B)(q_A) / р_BA²
F_BA = (9 х 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BA = (9 х 10⁹)(4 x 10^-12) / (4 x 10^-2)
F_BA = (36 х 10^-3) / (4 x 10^-2)
F_BA = 9 x 10^-1
F_BA = 0,9 Ньютон
Электрический заряд в точках B и A положителен, следовательно, направление электрической силы F следующее:_BA вниз, в сторону от точки А.

Две электрические силы образуют прямой угол, поэтому результирующая электрическая сила, действующая в точке B, рассчитывается по формуле Пифагора.
Правильный ответ — B.

9. Посмотрите на следующую картинку!
Три заряда Q₁Q₂и Q₃ Находится на вершине прямоугольного треугольника ABC. Длина отрезка AB = BC = 30 см. Известно, что k = 9.10⁹ Nm².C^-2 и 1 мк = 10^-6 тогда результирующая кулоновская сила, действующая на заряд Q₁ является….

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

Обсуждение
Известно, что:
Заряд в точке А (q)_A) = 3 мкКл = 3 x 10^-6 Кулон
Заряд в точке B (q)_B) = -10 мкКл = -10 x 10^-6 Кулон
Заряд в точке C (q)_C) = 4 мкКл = 4 x 10^-6 Кулон
Расстояние от B до C (r)_BC) = 30 см = 0,3 метра = 3 x 10^-1 метров
Расстояние от B до A (r)_BA) = 30 см = 0,3 метра = 3 x 10^-1 метров
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Вопрос: Результирующая кулоновская сила в точке B
Джаваб:
Электрическая сила между зарядами в точках B и C:
F_BC = к (д_B)(q_C) / р_BC²
F_BC = (9 х 10⁹)(10 x 10^-6)(4 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BC = (9 х 10⁹)(40 x 10^-12) / (9 x 10^-2)
F_BC = (360 х 10^-3) / (9 x 10^-2)
F_BC = 40 x 10^-1
F_BC = 4 Ньютон
Электрический заряд в точке B отрицательный, а электрический заряд в точке C положительный, следовательно, направление электрической силы F следующее:_BC вправо, в сторону точки С.

Электрическая сила между зарядами в точках B и A:
F_BA = к (д_B)(q_A) / р_BA²
F_BA = (9 х 10⁹)(10 x 10^-6)(3 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BA = (9 х 10⁹)(30 x 10^-12) / (9 x 10^-2)
F_BA = (270 х 10^-3) / (9 x 10^-2)
F_BA = 30 x 10^-1
F_BA = 3 Ньютон
Электрический заряд в точке B отрицательный, а электрический заряд в точке A положительный, следовательно, направление электрической силы F следующее:_BA вверх к точке А.
 
Две электрические силы образуют прямой угол, поэтому результирующая электрическая сила, действующая в точке B, рассчитывается по формуле Пифагора.
Правильный ответ — B.

Источник вопроса:

Вопросы по физике для национального экзамена в старших классах средней школы/профессионального училища.