Примеры задач по закону Кулона

10 примеров применения закона Кулона

1. Два заряда расположены, как показано на рисунке ниже. Заряд в точке А равен +8 микрокулонам, а заряд в точке В равен -5 микрокулонам. Величина кулоновской силы, действующей на оба заряда, равна… (k = 9 x 10⁹ ^{Нм² Кл⁻²} , ¹ микрокулон = 10⁻⁶ ^Кл )

Обсуждение
Известен :

Задан вопрос Величина электрической силы, действующей на оба заряда.
Джаваб :

Формула закона Кулона :

Величина электрической силы, действующей на два заряда:

2. Электрический заряд P = +10 микрокулонов и электрический заряд Q = +20 микрокулонов разделены, как показано на рисунке. Величина кулоновской силы, действующей на оба заряда, равна…

Обсуждение
Известен :

Задан вопрос Величина кулоновской силы, действующей на оба заряда.
Джаваб :

Величина кулоновской силы, или электрической силы, действующей на оба заряда, составляет 125 Ньютонов.

3. Три электрических заряда расположены отдельно, как показано на рисунке! Заряд A = -5 микрокулонов, заряд B = +10 микрокулонов и заряд C = -12 микрокулонов. Величина и направление электрической силы, действующей на заряд B, равны…

Обсуждение
Известен :

Задан вопрос Величина и направление электрической силы, действующей на заряд B.
Джаваб :
Электрическая сила, действующая на заряд B, является результирующей электрической силы между зарядами A и B и электрической силы между зарядами B и C.
Электрическая сила между зарядами А и В :

Заряд А отрицательный, а заряд В положительный, поэтому направление кулоновской силы направлено к заряду А и от заряда В (влево).
Электрическая сила между зарядами B и C :

Заряд B положительный, а заряд C отрицательный, поэтому направление кулоновской силы направлено к заряду C и от заряда B (вправо).
Результирующая электрическая сила, действующая на заряд B :
Направление F_AB слева и в направлении F_BC Направо.
F_B = Ф_AB - F_BC = 675 Н – 125 Н = 550 Ньютонов.
Направление результирующей электрической силы, действующей на заряд B (Ф)._B) = направление электрической силы F_ABа именно, в направлении заряда C (вправо).

4. Электрические заряды +Q₁ ₌ 10 микрокулонов, +Q₂ ₌ 50 микрокулонов и Q₃ _{разделены} , как показано на рисунке. Таким образом, электрическая сила, действующая на заряд Q₂, _равна нулю, тогда заряд Q₃ _равен …

Обсуждение
Известен :
Заряд 1 (q)₁) = +10 мкКл = +10 x 10^-6 Кулон
Заряд 2 (q)₂) = +50 мкКл = +50 x 10^-6 Кулон
Расстояние между зарядами 1 и 2 (r)₁₂) = 2 см = 0,02 м = 2 x 10^-2 m
Расстояние между зарядами 2 и 3 (r)₂₃) = 6 см = 0,06 м = 6 x 10^-2 m
Результирующая электрическая сила, действующая на заряд 2 (Ф).₂) = 0
Задан вопрос : заряд 3 (q)₃)
Джаваб :
Электрическая сила, действующая на заряд 2, является результирующей электрической силы между зарядами 1 и 2 и электрической силы между зарядами 2 и 3.
Электрическая сила между зарядами 1 и 2 :

Заряд 1 положительный, и заряд 2 тоже положительный, поэтому направление — F.₁₂ направлен в сторону заряда 3 (справа).
Электрическая сила между зарядами 2 и 3 :

Заряд 2 положительный, и заряд 3 тоже положительный, поэтому направление — F.₂₃ направлен к заряду 1 (влево).
Результирующая электрическая сила, действующая на заряд 2, равна 0. :
Направление F₁₂ вправо и в направлении F₂₃ Слева.

5. На изображении сбоку сила отталкивания, действующая на два заряда, составляет 144 Н, поэтому расстояние между двумя зарядами равно… (1 мкКл = 10⁻⁶ ^Кл и k = 9· ^10⁹ Н· ^м² · ^Кл⁻² )

A. 4 см

B. 5 см

C. 8 см

Д. 10 см

Е. 12 см

Обсуждение

Известно, что:

Электрическая сила (F ₁₂ ) = 144 Н

Заряд 1 (q ₁ ) = 10 мкКл = 10 x 10 ^-6 Кл

Заряд 2 (q ₂ ) = 4 мкКл = 4 x 10 ^-6 Кл

Постоянная Кулона (k) = ⁹ x ^10⁹ Нм² ^· С⁻²

C = Кулон, N = Ньютон, m = метр

Вопрос: Расстояние между двумя зарядами (r)

Джаваб:

Формула закона Кулона:

Описание: F = электрическая сила, k = постоянная Кулона, q = электрический заряд, r = расстояние между двумя электрическими зарядами.

Расстояние между двумя зарядами (r) = 5 x 10⁻² ^метров = 5 x ^10⁻² x 10² ^{сантиметров} = 5 сантиметров.

Правильный ответ — B.

6. На изображении ниже показаны два электрических заряда. Если сила Кулона, действующая на оба заряда ^, составляет 3,6 Н, то расстояние между ними равно… (1 мкКл = 10⁻⁶ ^Кл и k = 9· ^10⁹ Н·м² ^· Кл⁻² )

A. 30,0 см

B. 27,0 см

C. 9,0 см

Д. 3,0 см

Е. 0,3 см

Е. 12 см

Обсуждение

Известно, что:

Электрическая сила (F ₁₂ ) = 3,6 Н

Заряд 1 (q ₁ ) = 9 мкКл = 9 x 10 ^-6 Кл

Заряд 2 (q ₂ ) = 4 мкКл = 4 x 10 ^-6 Кл

Постоянная Кулона (k) = ⁹ x ^10⁹ Нм² ^· С⁻²

C = Кулон, N = Ньютон, m = метр

Вопрос: Расстояние между двумя зарядами (r)

Джаваб:

Формула закона Кулона:

Описание: F = электрическая сила, k = постоянная Кулона, q = электрический заряд, r = расстояние между двумя электрическими зарядами.

Расстояние между двумя зарядами (r) = 0,3 метра = 0,3 x 100 сантиметров = 30 сантиметров.

Правильный ответ — А.

7. Три точечных заряда расположены в вершинах треугольника, как показано на рисунке. Величина кулоновской силы в точке А равна… (k = 9·10⁹ ^Н · ^м² · ^К⁻² ; 1 μ = ^10⁻⁶ )

A. 10 N

B. 60 N

C. 90 N

Д. 90 √2 Н

Е. 100 √2 Н

Обсуждение

Известно, что:

Заряд A (q _A ) = -2 мкКл = -2 х ^10⁻⁶ Кл

Заряд B (q _B ) = 8 мкКл = 8 x ^10⁻⁶ Кл

Заряд C (q _C ) = 4,5 мкКл = 4,5 × ^10⁻⁶ Кл

Постоянная Кулона (k) = ⁹ x ^10⁹ Нм² ^· С⁻²

Расстояние между зарядами А и В (r _AB ) = 4 см = 4 х ^10⁻² метров

Расстояние между зарядами А и С (r _AC ) = 3 см = 3 × ^10⁻² метров

C = Кулон, N = Ньютон, m = метр

Вопрос: Электрическая сила в точке А

Джаваб:

Формула закона Кулона:

Описание: F = электрическая сила, k = постоянная Кулона, q = электрический заряд, r = расстояние между двумя электрическими зарядами.

Электрическая сила в точке А:

_{Силы FAB} и FAC _{образуют} прямой угол, поэтому результирующая сила рассчитывается по формуле Пифагора.

Правильный ответ — D.

8. Два объекта с электрическим зарядом Q₁ и Q₂ На расстоянии r см возникает отталкивающая сила 10 Н. Тогда заряд Q₁ смещено таким образом, что возникающая сила становится равной 40 Н. Постоянная k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2тогда заряд Q₁ необходимо переместить…

А. На расстоянии 1/2 r от Q ₂

B. 1/2 r приближается к Q ₂

C. 1 r удаляется от Q ₂

D. 2 r приближается к Q ₂

E. 2 r удаляется от Q ₂

Обсуждение

Известно, что:

Расстояние между Q1 _и Q2 ₌ r см

Сила отталкивания (F) = 10 Н

Если заряд Q1 _{сместить} , сила отталкивания (F) составит 40 Н.

Константа (k) = 9 ^{x 10⁹} Нм² ^· С⁻²

Вопрос: заряд Q1 _{необходимо} переместить с помощью...

Джаваб:

Формула электрической силы:

F = k Q ₁ Q ₂ / r ²

Расстояние (r) обратно пропорционально силе (F). Это означает, что чем больше сила, тем меньше расстояние между зарядами. Следовательно, заряд Q1 _{необходимо} переместить ближе к заряду _Q2.

Правильный ответ — B.

9. Электрический заряд +q₃ = 20 мкКл, +q₂ = 10 мкКл и q₁ Разделены, как показано на рисунке. Таким образом, на заряд q действует кулоновская сила.₂ = нулю, тогда заряд q₁ является …
А. +2 мкКл
Б. –2 мкКл
С. +5 мкКл
Д. –5 мкКл
Е. +8 мкКл
Пембахасан:
Известен :
+q₃ = 20 мкКл
+q₂ = 10 мкКл
Задан вопрос :
q₁ знак равно
Джаваб :
При заряде q₂ рабочая сила F₂₃ и Ф₂₁где F₂₃ направлена ​​влево. Так что результирующая сила, действующая на q,₂ если равно нулю, то q₁ должно быть положительным, чтобы сила F₂₁ направляясь направо.
Заряд q₁ = +5 мкКл.
Правильный ответ — C.

10. Три электрических заряда +q ₁ = 5 мкКл, +q ₂ = 10 мкКл и +q ₃ = 10 мкКл расположены на одной линии. Если a = 10 см , то величина и направление электрической силы, действующей на заряд q _2, равны … (k = 9 x ^10⁹ Нм² ^{Кл⁻² )}

А. 7,5 Н в направлении q₁
В. 11,25 Н в направлении q₂
С. 15 Н в направлении q₁
Д. 22,5 Н в направлении q₁
В. 78,75 С в направлении q₁
Пембахасан:
Известен :
q₁= 5 мкКл, q₂ = 10 мкКл и q₃ = 10 мкКл
а = 0,1 м

Задан вопрос :
Величина и направление результирующей кулоновской силы, действующей на q.₂ ?
Джаваб :
На q действуют две кулоновские силы.₂а именно F₂₁ и Ф₂₃где направления этих двух сил противоположны. q₁ положительный и q₂ положительное, так что сила F₂₁ направляясь направо (в сторону q)₃). q₂ положительный и q₃ положительное, так что сила F₂₃ направляясь налево (в сторону q)₁).

Величина результирующей электрической силы = 90 Н – 11,25 Н = 78,75 Н.
Направление результирующей силы совпадает с направлением силы F.₂₃, в направлении q₁.
Правильный ответ — Е.