Exempelfrågor om statisk elektricitet

20 exempel på frågor om statisk elektricitet

Elektrisk kraft

1. Punkt A ligger i elektriskt fältDen elektriska fältstyrkan vid punkt A = 0,5 NC^-1Om ett föremål med en elektrisk laddning på 0,25 C placeras i punkt A, kommer arbete att utföras på föremålet. gaya Coulomb lika stor som …

A. 0,125 N

B. 0,25 N

C. 0,35 N

D. 0,40 N

Ö. 0,70 N

Diskussion

Det är känt att:

Elektrisk fältstyrka vid punkt A = 0,5 NC^-1

Elektrisk laddning vid punkt A = 0,25 C

Frågade: Coulombkraft som verkar på elektriskt laddade föremål

Jawab:

Formeln som anger sambandet mellan elektrisk kraft (F), elektriskt fält (E) och elektrisk laddning (q) är:

F = q E

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

F = 0,125N

Det rätta svaret är A.

2. Två laddningar på 5 C och 4 C är 3 m från varandra. Om k = 9 × 10⁹ Nm² C^-2 , då är storleken på Coulombkraften som upplevs av de två laddningarna...

A. 2 × 10⁹ N

B. 60 × 10⁹ N

C. 2 × 10¹⁰ N

D. 6 × 10¹⁰ N

Ö. 20 × 10¹⁰ N

Diskussion

Det är känt att:

Laddning 1 (q₁) = 5 °C

Laddning 2 (q₂) = 4 °C

Avståndet mellan last 1 och 2 (r) = 3 meter.

Coulombs konstant (k) = 9 × 10⁹ Nm² C^-2

Frågade: Coulombkraftens storlek (F)

Jawab:

Det rätta svaret är C.

3. Elektrisk laddning +q₁ = 10 μC ; +q₂ = 20 μC; och q₃ separerade som i bilden nedan. Så att Coulombkraften som verkar på laddningen q₂ = noll; då är laddningen q₃ är…

A. +2,5 μC

B. –2,5 μC

C. +25 μC

D. –25 μC

E. +4 μC

Diskussion

Det är känt att:

Laddning 1 (q₁) = 10 μC = 10 x 10^-6 C

Laddning 2 (q₂) = 20 μC = 20 x 10^-6 C

Frågade: Vad är laddningen q?₃ så att Coulombkraften som verkar på laddningen q₂ lika med noll (F₂ =

Jawab:

Det finns två krafter som verkar på +q₂.

Den första kraften är den repellerande kraften mellan laddningar + q₁ och laddning +q₂ nämligen F₁₂ vilket är till höger.

Så att den resulterande elektriska kraften som verkar på q₂ lika med noll då q₃ måste vara negativt laddadSå den andra kraften är attraktionen mellan +q-laddningarna₂ och -q₃ nämligen F₂₃ vilket är till vänster. Dessa två krafter verkar på q₂, har samma magnitud men motsatt riktning.

Resulterande kraft på +q₂ lika med noll.

Det rätta svaret är B.

4. Punkterna A och B har en elektrisk laddning på −10 μC respektive +40 μC. Inledningsvis placeras de två laddningarna 0,5 meter ifrån varandra så att en Coulomb F Newton-kraft uppstår. Om avståndet mellan A och B ändras till 1,5 meter, då är Coulomb-kraften som uppstår...

A. ¹/₉ F

B. ¹/₃ F

C. ³/₂ F

D. 3 F

E. 9 F

Diskussion

Jämför diskussionen kring fråga nummer 9.

Avståndet mellan A och B ändras till 1,5 meter eller 3 gånger det ursprungliga avståndet.

Kraften är omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet:

Coulombkraften som uppstår är 1/9 F.

Det rätta svaret är A.

5. Ett system med 3 lika stora fria laddningar placeras så att det är balanserat som visas på bilden. Om Q₃ förskjuten 1/3 gånger närmare Q₂, då är förhållandet mellan Coulombkraftens storlek F₂ : F₁ bli….

A. 1:3

B. 2:3

C. 3:4

D. 9:1

E. 9: 4

Diskussion

Det är känt :

Avståndet mellan q₁ och q₂ =x

Avståndet mellan q₂ och q₃ = 2/3 ×

Frågade : F₂ : F₁ = …. ?

Jawab :

Coulombs lagformel:

Beskrivning: k = konstant, q₁ = laddning 1, q₂ = laddning 2, r = avståndet mellan laddning 1 och laddning 2

Jämförelse av Coulomb-kraftens storlek

q₁, q₂ och q₃ lika stora så de elimineras från ekvationen. k och x² är också lika stora och ligger på vänster och höger sida så de är eliminerade från ekvationen.

Det rätta svaret är E.

6. Titta på bilden nedan. De tre elektriska laddningarna q₁, q och q₂ är i en rak linje. Om q = 5,0 μC och d = 30 cm, då är storleken och riktningen på den elektriska kraften som verkar på laddningen q… (k = 9 x 10⁹ Nej. m² C^-2)

A. 7,5 N mot q₁

B. 7,5 N mot q₂

C. 15 N mot q₁

D. 22,5 N mot q₁

Ö. 22,5 N mot q₂

Diskussion

Det är känt att:

Laddning 1 (q₁) = 30 μC = 30 x 10^-6 C

Laddning 2 (q₂) = 60 μC = 60 x 10^-6 C

Laddning 3 (q) = 5 μC = 5 x 10^-6 C

Avståndet mellan q₁ och q = d

Avståndet mellan q₂ och q = 2d

d = 30 cm = 0,3 meter

d² = (0,3)² = 0,09

Coulombs konstant (k) = 9 x 10⁹ Nej. m² C^-2

Frågade: Storleken och riktningen på den elektriska kraften som verkar på en elektrisk laddning

Jawab:

Det finns två krafter som verkar på q, nämligen F₁ riktningen är åt höger (q och q₁ positivt laddad så att F₁ håll dig borta från q och q₁) och F₂ riktningen är åt vänster (q och q₂ positivt laddad så att F₂ håll dig borta från q och q₂). Beräkna först F₁ och F₂.

Resulterande kraft:

ΣF = 15 – 7,5 = 7,5

Den resulterande kraften är 7,5 Newton. Dess riktning är densamma som F₁ nämligen till höger mot q₂.

Det rätta svaret är B.

Elektriskt fält

7. En punkt med laddningen q befinner sig vid punkt P i ett elektriskt fält som genereras av en laddning (+) så att den upplever en kraft på 0,05 N i riktning mot laddningen. Om fältstyrkan vid punkt P är 2 x 10 ^-2 NC ^-1, då är storleken och typen av laddning som orsakar fältet...

A. 5,0 C, positiv

B. 5,0 C, negativ

C. 3,0 C, positiv

D. 2,5 C, negativ

E. 2,5 C, positiv

Diskussion

Det är känt att:

Elektrisk kraft (F) = 0,05 N

Elektrisk fältstyrka (E) = 2 x 10 ^-2 NC ^-1 = 0,02 NC ^-1

Frågade: Storleken och typen av laddning som skapar fältet

Jawab:

Elektrisk laddning beräknas med hjälp av en formel som anger förhållandet mellan elektrisk kraft (F), elektriskt fält (E) och elektrisk laddning (q):

F = q E

q = F / E = 0,05 N / 0,02 NC ^-1 = 2,5 Coulomb

Laddning q upplever en elektrisk kraft i riktning mot (+) laddningen vilket skapar ett elektriskt fält, så laddning q har ett negativt tecken.

Det rätta svaret är D.

8. Avståndet mellan två laddningar A och B är 4 m. Punkt C ligger mellan de två laddningarna och är 1 m från A. Om Q_A = –300 μC, Q_B = 600 μC. 1/4 πε₀ = 9 × 10⁹ Nej. m² C^-2 , då är det elektriska fältets styrka vid punkt C på grund av de två laddningarnas inverkan...

A. 9 × 10⁵ NC ^-1

B. 18 × 10⁵ NC ^-1

C. 33 × 10⁵ NC ^-1

D. 45 × 10⁵ NC ^-1

Ö. 54 × 10⁵ NC ^-1

Diskussion

Det är känt att:

Avståndet mellan laddningarna A och B (r_AB) = 4 meter

Avståndet mellan punkt C och laddning A (r_AC) = 1 meter

Avståndet mellan punkt C och laddning B (r_BC) = 3 meter

Laddning A (q_A) = –300 μC = -300 x 10^-6 C = -3 x 10^-4 Coulomb

Laddning B (q_B) = 600 μC = 600 x 10^-6 C = 6 x 10^-4 Coulomb

Konstant (k) = 9 × 10⁹ Nej. m² C^-2

Frågade: elektrisk fältstyrka vid punkt C

Jawab:

Det elektriska fältet som genereras av laddning A vid punkt C:

Laddning A är negativ, så det elektriska fältets riktning är mot laddning A och bort från laddning B (åt vänster).

Det elektriska fältet som genereras av laddning B vid punkt C:

Laddning B är positiv, så det elektriska fältets riktning är bort från laddning B och mot laddning A (åt vänster).

Resulterande elektriskt fält vid punkt A:

E_A och E_B i samma riktning så de läggs ihop.

E = E_A + E_B

E = (27 x 10⁵) + (6 x 10⁵)

E = 33 x 10⁵ N / C

Det elektriska fältet är riktat mot laddning A och bort från laddning B (åt vänster).

Det rätta svaret är C.

9. En stoftpartikel på 1 milligram kan sväva i luften på grund av närvaron av ett elektriskt fält som håller den på plats. Om partikelns laddning är 0,5 μC och jordens gravitationsacceleration är 10 m/s² , bestämma storleken på den elektriska fältstyrkan som kan hålla kvar dammet.

A. 5 N/C

B. 10 N/C

C. 20 N/C

D. 25 N/C

E. 40 N/C

Diskussion

Det är känt att:

Dammets massa (m²) = 1 milligram = 1 x 10^-6 kg

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

Tyngdacceleration (g) = 10 m/s²

Frågade: Starkt elektriskt fält som håller damm

Jawab:

Viktformel:

w = mg

Beskrivning: w = stoftets vikt, m = stoftets massa, g = tyngdacceleration

Gravitationskraften som verkar på stoft eller stoftets vikt beräknas med hjälp av viktformeln:

w = mg = (1 x 10^-6 kg)(10 m/s²) = 10 x 10^-6 kg m/s² = 10 x 10^-6 newton

Formel för elektrisk fältstyrka:

E = F/q

Beskrivning: E ​​= elektrisk fältstyrka, F = elektrisk kraft, q = elektrisk laddning

Damm svävar i luften, så den resulterande kraften som verkar på dammet måste vara noll. Dammets gravitation är riktad nedåt, så den elektriska kraften måste vara riktad uppåt, och storleken på dammets gravitation måste vara lika med storleken på den elektriska kraften, så att den resulterande kraften på dammet är noll. Således kan F i formeln för elektrisk fältstyrka ersättas med w i viktformeln.

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

Det rätta svaret är C.

10. Två laddningar av q vardera₁ = 32 μC och q₂ = -214 μC är separerade med ett avstånd x från varandra som visas i figuren ovan. Om vid punkt p som är 10 cm från q₂ Den resulterande elektriska fältstyrkan är noll. Så magnituden av x är….

A. 20 cm

B. 30 cm

Ca 40 cm

Djup 50 cm

Övre 60 cm

Diskussion

Det är känt att:

Laddning 1 (Q₁) = 32 μC

Laddning 2 (Q₂) = -214 μC

Avståndet mellan punkt p och q₁ = x + 10 cm

Avståndet mellan punkt p och q₂ = 10 cm

Frågade: x

Jawab:

E₁ är det elektriska fältet som genereras av laddningen Q₁Det elektriska fältets riktning är bort från Q₁ eftersom Q₁ positivt laddad. E₂ är det elektriska fältet som genereras av laddningen Q₂Det elektriska fältets riktning är mot Q₂ eftersom Q₂ negativt laddad.

Vid punkten p som är 10 cm från Q₂, är den resulterande elektriska fältstyrkan noll.

Använd ABC-formeln:

11. En punkt med laddningen q befinner sig i punkten P i ett elektriskt fält som skapas av en laddning (+), så den upplever en kraft på 0,05 N. Om laddningens storlek är +5 × l0^-6 Coulomb, då är magnituden av det elektriska fältet vid punkten P…

A. 2,5 × 10³ NC^-1

B. 3.0 × 10³ NC^-1

C. 4,5 × l0³ NC^-1

D. 8,0 × 10³ NC^-1

E. 10⁴ NC^-1

Diskussion

Det är känt att:

Elektrisk kraft (F) = 0,05 Newton

Elektrisk laddning (Q) = +5 × l0^-6 Coulomb = 0,000005

Frågade: magnituden av det elektriska fältet vid punkten P

Jawab:

Formeln som anger sambandet mellan elektriskt fält, elektrisk kraft och elektrisk laddning:

E = F / Q

E = 0,05 Newton / 0,000005 Coulomb

E = 5 Newton / 0,0005 Coulomb

E = 10 000 Newton/Coulomb

E = 10⁴ N / C

E = 10⁴ NC^-1

Det rätta svaret är E.

Coulombs lag

12. Tre laddningar är arrangerade som visas i figuren nedan. Coulombkraften som laddning B upplever är …. (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10¹ N till C-laddning
B. 09 x 10¹ N för att ladda A
C. 18 x 10¹ N till C-laddning
D. 18 x 10¹ N för att ladda A
E. 36 x 10¹ N till C-laddning

Diskussion
Det är känt :
q_A = 10 µC = 10 x 10^-6 C = 10^-5 Coulomb
q_B = 10 µC = 10 x 10^-6 = 10^-5 Coulomb
q_C = 20 µC = 20 x 10^-6 = 2 x 10^-5 Coulomb
r_AB = 0,1 meter = 10^-1 Mätaren
r_BC = 0,1 meter = 10^-1 Mätaren
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Frågade Coulombkraft som laddning B upplever
Jawab :

Det finns två Coulombkrafter eller elektriska krafter som verkar på laddning B, nämligen Coulombkraften mellan laddningarna A och B (F_AB) såväl som Coulombkraften mellan laddningarna B och C (F_BCCoulombkraften som laddning B upplever är resultanten av F_AB och F_BC.

Coulombkraft mellan laddningarna A och B:
Laddning A har ett positivt tecken och laddning B har ett positivt tecken, så F_AB mot avgift C.

Coulombkraft mellan laddningarna B och C:
Laddning B är positiv och laddning C är positiv så att F_BC mot åtalet A.

Coulombkraft som upplevs av laddning B:
F_B =F_BC - F_AB = 180 – 90 = 90 N
Storleken på Coulombkraften som laddning B (F) upplever_B) är 90 Newton. Riktningen för F_B samma som riktning F_BC nämligen mot anklagelse A.
Det rätta svaret är B.

13. Coulombkraftens storlek och riktning på laddning B är... (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 2,5 k Q² r^-2 till vänster
B. 2,5 k Q² r^-2 till höger
C. 2 k Q² r^-2 till vänster
D. 2 k Q² r^-2 till höger
E. 1 k Q² r^-2 till vänster

Diskussion
Det är känt :
Laddning A (q_A) = +Q
Laddning B (q_B) = -2Q
Laddning C (q_C) = -Q
Avståndet mellan laddningarna A och B (r_AB) = r
Avståndet mellan laddningarna B och C (r_BC) = 2r
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Frågade Coulombkraftens storlek och riktning på laddning B
Jawab :
Coulombkraft mellan laddning A och laddning B:
Laddning A är positiv och laddning B är negativ, så riktningen är F_AB mot avgift A
  
Coulombkraft mellan laddning B och laddning C:
Laddning B är negativ och laddning C är negativ, så riktningen för F är_BC mot avgift A

Den resulterande kraften som verkar på laddning B:
F = F_AB + F_BC  = 2 k Q²/r² + 0,5 kQ²/r² = 2,5 k Q²/r² = 2,5 k Q² r^-2
Coulombkraftens riktning är mot laddning A eller åt vänster.
Det rätta svaret är A.

Elektriskt fält
14. Titta på bilden av två punktladdningar nedan! Var är punkt P placerad så att den elektriska fältstyrkan vid punkt P är lika med noll? (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)
A. mitt i Q₁ och Q₂
B. 6 cm till höger om Q₂
C. 6 cm till vänster om Q₁
D. 2 cm till höger om Q₂
Ö. 2 cm till vänster om Q₁
Diskussion
För att beräkna den elektriska fältstyrkan vid punkt P, anta att det finns en positiv testladdning vid punkt P. Q₁ positiv och Q₂ negativ, därför måste punkt P vara till höger om Q₂ eller till vänster om Q₁. Om punkten P ligger till vänster om Q₁det elektriska fältet som genereras vid punkten Q₁ vid punkt P är riktningen åt vänster (bort från Q₁) och det genererade elektriska fältet Q₂ vid punkt P är riktningen åt höger (mot Q)₁Eftersom det elektriska fältet har motsatt riktning, tar de två ut varandra så att den elektriska fältstyrkan vid punkten P är noll.
Det är känt :
Q₁ = +9 μC = +9 x 10^-6 C
Q₂ = -4 μC = -4 x 10^-6 C
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Avståndet mellan laddning 1 och laddning 2 = 3 cm
Avståndet mellan Q₁ och punkt P (r_1P) = a
Avståndet mellan Q₂ och punkt P (r_2P) = 3 + a
Frågade Var är punkt P placerad så att det elektriska fältets styrka vid punkt P är lika med noll?
Jawab :
Punkt P är till vänster om Q₁.
Det elektriska fältet som genereras av Q₁ vid punkt P :
Positiv testladdning och Q₁ positiv så att det elektriska fältet är riktat åt vänster.
Det elektriska fältet som genereras av Q₂ vid punkt P :
Positiv testladdning och Q₂ negativ så att det elektriska fältet har en riktning åt höger.
Resulterande elektriskt fält vid punkt A :
E₁ och E₂ motsatt riktning.
E₁ - E₂ = 0
E₁ = E₂
Använd ABC-formeln för att bestämma värdet på a.
a = -1,25, b = -13,5, c = -20,25
Det kan inte vara negativt.
Avståndet mellan Q₂ och punkt P (r_2P) = 3 + a = 3 – 1,8 = 1,2 cm.
Punkt P ligger på ett avstånd av 1,2 cm till höger om Q.₂.

15. Titta på följande bild! Laddning q₃ placerad på ett avstånd av 5 cm från q₂, då den elektriska fältstyrkan vid laddning q₃ är… (1 µC = 10^-6 C)

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

Diskussion

Laddning q₃ placerad på ett avstånd av 5 cm från q₂, vilket betyder inte till vänster om q₂ men på höger sida q₂Om på vänster sida q₂ då är det resulterande elektriska fältet noll. Detta beror på att avståndet mellan laddningarna q₃ med laddning q₁ och q₂ är 5 cm och laddningens storlek är q₁ lika med laddning q₂.

Eftersom laddningen q₃ positiv sedan riktning elektriskt fält vid laddning q₃ mot den negativa laddningen q₂ (E₂) och bort från den positiva laddningen q₁ (E₁Det resulterande elektriska fältet är summan av de elektriska fältstyrkorna E₁ och E₂.

Det är känt :
Laddning q₁ = 5 µC = 5 x 10^-6 Coulomb
Laddning q₂ = 5 µC = -5 x 10^-6 Coulomb
Avståndet mellan laddningarna q₁ och laddning q₃ (r₁) = 15 cm = 0,15 m = 15 x 10^-2 Mätaren
Avståndet mellan laddningarna q₂ och laddning q₃ (r₂) = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10^-2 Mätaren
k = 9 x 10⁹ Nej. m² C^-2
Frågade : Elektrisk fältstyrka vid laddning q₃
Jawab :

Elektrisk fältstyrka 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 N / C
Elektrisk fältstyrka 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 N / C
Resulterande elektrisk fältstyrka
Resulterande elektrisk fältstyrka vid laddning q₃ adalah:
E = E₂ - E₁ = (1,8 x 10⁷)– (0,2 x 10⁷) = 1,6 x 10⁷ N / C
Det elektriska fältets riktning är åt vänster eller i riktningen E₂.
Det rätta svaret är C.

16. Två elektriska laddningar separeras som visas i figuren. Fältstyrkan vid punkt P är… (k = 9 x 10⁹ Nej. m² C^-2)

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

Diskussion

Det är känt :
Laddning q_A = +2,5°C
Laddning q_B = -2°C
Avståndet mellan laddningarna q_A och punkt P (r_A) = 5 m
Avståndet mellan laddningarna q_B och punkt P (r_B) = 2 m
k = 9 x 10⁹ Nej. m² C^-2
Frågade Elektrisk fältstyrka vid punkt P
Jawab :
Elektrisk fältstyrka 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 N / C
Elektrisk fältstyrka 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 N / C
Resulterande elektrisk fältstyrka
Den resulterande elektriska fältstyrkan vid punkt P är:
E = E_B - E_A = (4,5 – 0,9) x 10⁹ = 3,6 x 10⁹ N / C
Det elektriska fältets riktning är åt vänster eller i riktningen E_B.
Det rätta svaret är C.

17. Två elektriska laddningar har vardera en laddning Q.₁ = -40 µC och Q₂ = +5 µC är belägen vid den position som visas i figuren (k = 9 x 10⁹ nm².C^-2 och 1 µC = 10^-6 C), den elektriska fältstyrkan vid punkt P är…
A. 2,25 x 10⁶ NC^-1
B. 2,45 x 10⁶ NC^-1
C. 5,25 x 10⁶ NC^-1
D. 6,75 x 10⁶ NC^-1
E. 9,00 x 10⁶ NC^-1
Diskussion

Det är känt :
Laddning q₁ = -40 µC = -40 x 10^-6 C
Laddning q₂ = +5 µC = +5 x 10^-6 C
Avståndet mellan laddningarna q₁ och punkt P (r₁) = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
Avståndet mellan laddningarna q₂ och punkt P (r₂) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10^-1 m
k = 9 x 10⁹ Nej. m² C^-2
Frågade Elektrisk fältstyrka vid punkt P
Jawab :
Elektrisk fältstyrka 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 N / C
Elektrisk fältstyrka 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 N / C
Resulterande elektrisk fältstyrka
Den resulterande elektriska fältstyrkan vid punkt P är:
E = E₂ - E₁ = (45 – 22,5) x 10⁵ = 22,5 x 10⁵ N / C
E = 2,25 x 10⁶ N / C
Det elektriska fältets riktning är åt höger eller i riktningen E₂.
Det rätta svaret är A.

18. Två elektriska laddningar placeras separat som visas i figuren. Laddningen vid A är 8 µC och attraktionskraften som verkar på båda laddningarna är 45 N. Om laddning A förskjuts åt höger med 1 cm och k = 9.10⁹ Nm².C^-2, då är den attraktionskraft som verkar på de två laddningarna...

A. 45 N
B. 60 N
C. 80 N
D. 90 N
Ö. 120 N

Diskussion
Det är känt :
Den elektriska laddningen vid A (q_A) = 8 µC = 8 x 10^-6 Coulomb
Den elektriska kraften mellan de två laddningarna (F) = 45 Newton
Avståndet mellan de två laddningarna (r_AB) = 4 cm = 0,04 meter = 4 x 10^-2 Mätaren
Konstant (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Frågade : Elektrisk kraft mellan de två laddningarna om laddning A förskjuts åt höger med 1 cm eller 0,01 meter
Jawab :

Beräkna först den elektriska laddningen vid B, beräkna sedan den elektriska kraften mellan de två elektriska laddningarna, om den elektriska laddningen vid A förskjuts 1 cm åt höger.
Elektrisk laddning vid B :
Coulombs lagformel :
F = k (q_A)(q_B)/r²
Fr² = k (q_A)(q_B)
q_B = F r² / k (q_A)
Elektrisk laddning vid 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 Coulomb
Den elektriska kraften mellan de elektriska laddningarna A och B :
Om laddningen vid A förskjuts 1 cm åt höger blir avståndet mellan de två laddningarna 3 cm = 0,03 meter = 3 x 10^-2 Mätaren
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 Newton
Det rätta svaret är C.

19. Två elektriska laddningar P och Q, som är 10 cm från varandra, upplever en attraktionskraft på 8 N. Om laddningen Q förskjuts 5 cm mot laddningen P (1 µC = 10^-6 C och k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2), då är den elektriska kraften som uppstår...

A. 8 N
B. 16 N
C. 32 N
D. 40 N
Ö. 56 N

Diskussion
Det är känt :
Avståndet mellan laddningarna P och Q (r_PQ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10^-1 m
Den elektriska kraften mellan laddningarna P och Q (F) = 8 N
Elektrisk laddning Q (q_Q) = 40 µC = 40 x 10^-6 C
Konstant (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Frågade Den elektriska kraften mellan laddningarna P och Q om laddningen Q förskjuts 5 cm mot laddningen P
Jawab :
Beräkna först den elektriska laddningen P, därefter den elektriska kraften mellan de två elektriska laddningarna, om den elektriska laddningen Q förskjuts 5 cm mot laddningen P.
Elektrisk laddning 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 Coulomb
Den elektriska kraften mellan de elektriska laddningarna P och Q :
Om laddningen vid Q förskjuts 5 cm åt vänster blir avståndet mellan de två laddningarna 5 cm = 0,05 meter = 5 x 10^-2 Mätaren
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 Newton
Det rätta svaret är C.

20. Titta på följande bild av elektrisk laddning. Den elektriska kraften som laddningen q upplever är_B är 8 N (1 µC = 10^-6 C) och (k = 9.10⁹ nm².C^-2Om laddningen q_B förskjuten till 4 cm från A, då är den upplevda elektriska kraften q_B nu är det…
A. 2 N
B. 4 N
C. 6 N
D. 8 N
Ö. 10 N
Diskussion
Det är känt :
Avståndet mellan laddningarna A och B (r_AB) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10^-2 m
Den elektriska kraften mellan laddningarna A och B (F) = 8 N
Elektrisk laddning A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 C
Konstant (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Frågade Den elektriska kraften mellan laddningarna A och B om avståndet mellan de två laddningarna är 4 cm
Jawab :
Beräkna först den elektriska laddningen B, därefter beräkna den elektriska kraften mellan de två elektriska laddningarna om avståndet mellan de två elektriska laddningarna är 4 cm = 0,04 meter = 4 x 10^-2 meter.
Elektrisk laddning 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 Coulomb
Den elektriska kraften mellan laddningarna A och 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 Newton
Det rätta svaret är A.

Frågekälla:

Nationella fysikfrågor för gymnasiet/yrkesgymnasiet