Exempel på frågor om elektriska fält

1. Punkt A ligger på ett avstånd av 5 cm från en laddning på +10 mikrocoulomb. Storleken och riktningen på det elektriska fältet vid punkt A är… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 mikrocoulomb = 10^-6 C)
Diskussion
Det är känt :

Frågade Storleken och riktningen på det elektriska fältet vid punkt A
Jawab :

Riktningen på det elektriska fältet vid punkt A :
Den elektriska laddningen är positiv, därför är det elektriska fältets riktning bort från den elektriska laddningen och bort från punkt A.

2. Avståndet mellan punkt P och en laddning på -20 mikrocoulomb är 10 cm. Bestäm det elektriska fältets styrka och riktning vid punkt P.
Diskussion
Det är känt :

Frågade Storleken och riktningen på det elektriska fältet vid punkten P
Jawab :

Riktningen på det elektriska fältet vid punkt A :
Den elektriska laddningen är negativ, därför är det elektriska fältets riktning mot den elektriska laddningen och bort från punkten P.

3. Två elektriska laddningar är separerade med ett avstånd på 40 cm. Det elektriska fältets styrka och riktning vid punkten som ligger mitt mellan de två laddningarna är…

Diskussion
Antag att punkten som ligger mitt mellan de två laddningarna är punkt P.
Det är känt :

Frågade : magnituden och riktningen på det elektriska fältet vid punkten som ligger mitt emellan de två laddningarna (punkt P)
Jawab :
Det elektriska fältet som genereras av laddning A vid punkten P :

Laddning A är negativ, så det elektriska fältets riktning är mot laddning A (åt vänster).
Det elektriska fältet som genereras av laddning B vid punkten P :

Laddning B är positiv, så det elektriska fältets riktning är bort från laddning B (åt vänster).
Resulterande elektriskt fält vid punkt A :
E_A och E_B i samma riktning, därför läggs de ihop.
E = E_A + E_B
E = (4,5 x 10⁵) + (9 x 10⁵)
E = 13,5 x 10⁵ N / C
Det elektriska fältet är riktat mot laddning A och bort från laddning B (åt vänster).

4. Det elektriska fältets styrka är noll i en punkt på ett avstånd av…

Diskussion
Laddning A är positiv och laddning B är positiv, så det elektriska fältet är noll, beläget mitt emellan de två laddningarna. Antag att punkten där det elektriska fältet är noll är punkt P.
Det är känt :

Frågade : noll elektrisk fältstyrka är belägen vid en punkt på ett avstånd av…
Jawab :
Det elektriska fältet som genereras av laddning A vid punkten P :

Laddning A är positiv, så riktningen på det elektriska fältet som skapas av laddning A vid punkt P är bort från laddning A (åt höger).
Det elektriska fältet som genereras av laddning B vid punkten P :

Laddning B är positiv, så riktningen på det elektriska fältet som skapas av laddning B vid punkt P är bort från laddning B (åt vänster).
Resulterande elektriskt fält vid punkten P = 0 :
E_A och E_B motsatt riktning.
E_A - E_B = 0
E_A = E_B

Använd ABC-formeln för att bestämma värdet på a.

Det elektriska fältet utan styrka är beläget vid en punkt 8 cm från laddning A eller 12 cm från laddning B.

5. Avståndet mellan två laddningar A och B är 3 meter. Punkt O ligger mellan de två laddningarna och är 2 meter från laddning B. q_A = –300 μC och q_B = 600 μC. k = 9 × 10⁹ Nej. m² C^-2Den elektriska fältstyrkan vid punkten O påverkas av laddningen q_A och q_B är…
A. 9 × 10⁵ N / C
B. 18 × 10⁵ N / C
C. 52 × 10⁵ N / C
D. 60 × 10⁵ N / C
Ö. 81 × 10⁵ N / C

Diskussion:
Det är känt :
q_A = –300 μC, q_B = 600 μC, k = k = 9 × 10⁹ Nej. m² C^-2
Frågade :
Vad är det elektriska fältets styrka (E) vid punkten O?
Jawab :
Resulterande fältstyrka:
E = E_A + E_B
E = (2700 x 10³ N/C) + (5400 x 10³ N/A)
E = 8100 x 10³ N / C
E = 81 x 10⁵ N / C
Det rätta svaret är E.

6. Två laddningar vardera av q₁ = -20 μC och q₂ = -40 μC. Om vid punkt P som är 20 cm från q₂ den resulterande elektriska fältstyrkan är noll, då är värdet x är…
A. 11 cm
B. 12 cm
Ca 13 cm
Djup 14 cm
Övre 15 cm

Diskussion:
Det är känt :
q₁ = -20 μC, q₂ = -40 μC, r₂ = 0,2 m, r₁ =x
Frågade :
Avståndet mellan punkt P och q₁ (x) ?
Jawab :
Den resulterande elektriska fältstyrkan är noll vid punkten P:
Det rätta svaret är D.

7. Punkt A är belägen mitt emellan två laddningar av samma storlek men olika typer, separerade med ett avstånd. Storleken på den elektriska fältstyrkan vid punkt A är vid den tidpunkten 36 NC ^-1 . Om punkt A förskjuts ¼ a närmare en av laddningarna, då är storleken på den elektriska fältstyrkan vid punkt A efter att ha förskjutits ….

A. 100 NC ^-1

B. 96 NC ^-1

C. 80 NC ^-1

D. 60 NC ^-1

E. 16 NC ^-1

Diskussion

Det är känt att :

Laddning 1 (q1 ₎ = +Q

Laddning 2 (q² ₎ = -Q

Avståndet mellan laddning 1 och punkt A (r²A ₎ = ½ a

Avståndet mellan laddning 2 och punkt A (r²A ₎ = ½ a

Elektrisk fältstyrka vid punkt A (EA ₎ = 36 NC ^-1

Fråga : Om punkt A förskjuts ¼ a närmare en av laddningarna, då är den elektriska fältstyrkan för punkt A...

Svar :

Steg 1.

För att beräkna den elektriska fältstyrkan vid punkt A, anta att det finns en positiv testladdning vid den punkten. Närvaron av en positiv testladdning påverkar det elektriska fältets riktning.

Det elektriska fältet som genereras av laddningen +Q vid punkt A :

Testladdningen är positiv och laddning 1 är positiv, så det elektriska fältets riktning är mot laddning 2.

Det elektriska fältet som genereras av laddningen -Q vid punkt A :

Testladdningen är positiv och laddning 2 är negativ, så det elektriska fältet är riktat mot laddning 2.

Resulterande elektriskt fält vid punkt A :

Steg 2.

Om punkt A förskjuts närmare laddning 1 så gäller:

Avståndet mellan laddning 1 och punkt A (r₁₁A ₎ = ¼ a

Avståndet mellan laddning 2 och punkt A (r²A ₎ = ¾ a

Det elektriska fältet som genereras av laddningen +Q vid punkt A :

Testladdningen är positiv och laddning 1 är positiv, så det elektriska fältets riktning är mot laddning 2.

Det elektriska fältet som genereras av laddningen -Q vid punkt A :

Testladdningen är positiv och laddning 2 är negativ, så det elektriska fältet är riktat mot laddning 2.

Resulterande elektriskt fält vid punkt A :

Det rätta svaret är C.

8. Två partiklar med laddningarna qA ₌ 1 μC och _qB = 4 μC placeras 4 cm ifrån varandra (k = 9 x 10 ^ ⁹ Nm²C ^{−2 )} . Den elektriska fältstyrkan i mitten av qA _och qB _är …

A. 6,75 x ^10⁻⁶ NC ⁻¹

B. 4,50 x ¹⁰⁷ NC ⁻¹

C. 4,20 x ^10⁻⁶ NC ⁻¹

D. 3,60 x ¹⁰⁷ NC ⁻¹

E. 2,25 x ¹⁰⁷ NC ⁻¹

Diskussion

Det är känt att :

Laddning A (qA ₎ = 1 μC = 1 ^x 10⁻⁶ C

Laddning B (qB ⁾ ₌ 4 μC = 4 x 10⁻⁶ C

k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{− 2}

Avståndet mellan laddningarna A och B (r _AB ) = 4 cm = 0,04 meter

Avståndet mellan laddning A och mittpunkten (r _A ) = 0,02 meter

Avståndet mellan laddning B och mittpunkten (r²B ₎ = 0,02 meter

Fråga : Den elektriska fältstyrkan i mitten av q _A och q _B är…

Svar :

För att beräkna den elektriska fältstyrkan mellan q _A och q _B , anta att en positiv testladdning finns mellan de två laddningarna. Närvaron av en positiv testladdning påverkar det elektriska fältets riktning.

Det elektriska fältet som genereras av laddning A vid mittpunkten :

Testladdningen är positiv och laddning A är positiv, så det elektriska fältets riktning är mot laddning B.

Det elektriska fältet som genereras av laddning B vid mittpunkten :

Testladdningen är positiv och laddning B är positiv, så det elektriska fältet är riktat mot laddning A.

Resulterande elektriskt fält vid mittpunkten :

E _A och E _B är i motsatta riktningar.

E = E _B – E _A = 9 x 10 ⁷ – 2,25 x 10 ⁷ = 6,75 x 10 ⁷ NC ^-1

Det rätta svaret är A.

9. Titta på följande bild av två punktladdningar! Var är punkt P placerad så att den elektriska fältstyrkan vid punkt P är lika med noll? (k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{−2 ,} 1 μC = 10 ^{^6} C)

A. mitt i Q ₁ och Q ₂

B. 6 cm till höger om Q ₂

Ca 6 cm till vänster om Q ₁

D. 2 cm till höger om Q ₂

Ö. 2 cm till vänster om Q ₁

Diskussion

För att beräkna den elektriska fältstyrkan vid punkten P, anta att det finns en positiv testladdning vid punkten P. Q1 _är positiv och Q2 _är negativ, därför måste punkten P vara till höger om Q2 _eller till vänster om Q1 _. Om punkten P är till vänster om Q1 _, är det elektriska fältet som genereras av punkten Q1 _vid punkten P riktat åt vänster (bort från Q1 ₎ och det elektriska fältet som genereras av Q2 _vid punkten P är riktat åt höger (mot Q1 ₎ . Eftersom det elektriska fältets riktning är motsatt, tar de två ut varandra så att den elektriska fältstyrkan vid punkten P är noll.

Det är känt att :

Q1 = +9 μC = +9 _x ^10⁻⁶ C

Q² = -4 _μC = -4 x ^10⁻⁶ C

k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{− 2}

Avståndet mellan laddning 1 och laddning 2 = 3 cm

Avståndet mellan Q1 _och punkt P (r1P ₎ = a

Avståndet mellan Q² _och punkt P (r²P ₎ = 3 cm + a

Fråga : Var är punkt P placerad så att det elektriska fältets styrka vid punkt P är lika med noll?

Svar :

Punkt P ligger till vänster om _Q1.

Resulterande elektriskt fält vid punkt A :

Använd ABC-formeln för att bestämma värdet på a.

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

A. 4,6 x 10⁷ NC^-1

B. 3,6 x ¹⁰⁹ NC ^-1

C. 1,6 x ¹⁰⁹ NC ^-1

D. 1,4 x ^10⁻⁶ NC ^-1

E. 1,3 x ¹⁰⁹ NC ^-1

Diskussion

Laddningen q3 _är placerad på ett avstånd av 5 cm från q2 _, vilket betyder inte till vänster om q2 _utan till höger om q2 _. Om den är till vänster om q2 _är det resulterande elektriska fältet noll. Detta beror på att avståndet mellan laddningen q3 _och laddningen q1 _och q2 _{är 5 cm och laddningens q1} storlek är densamma som laddningen _q2.

Eftersom laddningen q3 _är positiv, är riktningen för det elektriska fältet vid laddningen q3 _mot den negativa laddningen q2 ₍ E2 ₎ och bort från den positiva laddningen q1 ₍ E1 ₎ . Det resulterande elektriska fältet är summan av de elektriska fältstyrkorna _E1 och _E2.

Det är känt att :

Laddning _q1 = 5 µC = 5 x ^10⁻⁶ Coulomb

Laddning q² ₌ 5 µC = -5 x ^10⁻⁶ Coulomb

Avståndet mellan laddning q² _och laddning q³ ₍ r² ₎ = 15 cm = 0,15 m = 15 x ^10⁻² meter

Avståndet mellan laddning q² _och laddning q³ ₍ r² ₎ = 5 cm = 0,05 m = 5 x ^10⁻² meter

k = 9 x 10 ^{^ 9} Nm²C - ²

Fråga : Den elektriska fältstyrkan vid laddning _q3

Svar :

Elektrisk fältstyrka 1

E² = _kq² / _r²²​^​

E² = (9 x 10⁶ ^{) (} 5 x ^10⁻⁶ ) / (15 x ^10⁻⁶ ) _²

E1 = (45 x 10³ ₎ ^/ (225 x ^10⁻² )

E1 ₌ 0,2 x 105 ^N /C

Elektrisk fältstyrka 2

E² = _kq² / _r²²​^​

E² = (9 x 10⁶ ^{) (} 5 x ^10⁻⁶ ) / (5 x ^10⁻⁶ ) _²

E2 = (45 x 10³ ₎ ^/ (25 x ^10⁻² )

E2 ₌ 1,8 x 105 ^N /C

Resulterande elektrisk fältstyrka

Den resulterande elektriska fältstyrkan vid laddning q3 _är :

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 riktning mot _E2.

Det rätta svaret är C.

11. Två elektriska laddningar separeras som visas i figuren. Fältstyrkan vid punkt P är… (k = 9 x 10^ ⁹ N 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 ^10⁻⁶ NC ^-1

E. 4,5 x ¹⁰⁹ NC ^-1

Diskussion

Det är känt att :

Laddning q _A = +2,5 C

Laddning q _B = -2 C

Avståndet mellan laddningen qA _och punkten P (rA ₎ = 5 m

Avståndet mellan laddningen _qB och punkten P (rB ₎ = 2 m

k = 9 x 10 ^{^ 9} Nm²C - ²

Fråga : Styrkan hos det elektriska fältet vid punkten P

Svar :

Elektrisk fältstyrka A

E _A = kq _A / r _A ²

E _A = (9 x 10 ⁹ )(2,5) / (5) ²

E _A = (22,5 x 10 ^{^9} ) / 25

EA = 0,9 x ^{10⁶ N} _/ C

Elektrisk fältstyrka B

E _B = kq _B / r _B ²

E _B = (9 x 10^ ⁹ )(2) / (2) ^{^2}

E _B = (18 x 10^ ⁹ ) / 4

E _B = 4,5 x 10^ ⁹ N/C

Resulterande elektrisk fältstyrka

Den resulterande elektriska fältstyrkan vid punkt P är:

E = E _B – E _A = (4,5 – 0,9) x 10 ^{^9} = 3,6 x 10^ ⁹ N/C

Det elektriska fältets riktning är åt vänster eller i riktning mot E _B.

Det rätta svaret är C.

12. Två elektriska laddningar, vardera med laddningen Q1 ₌ -40 µC och Q2 ₌ +5 µC, är placerade i den position som visas i bilden (k = 9 x 109 ^Nm2.C - ^{2 och} 1 µC = 10-6 ^C ), den elektriska fältstyrkan vid punkten 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 att :

Laddning _q1 = -40 µC = -40 x ^10⁻⁶ C

Laddning _q² = +5 µC = +5 x ^10⁻⁶ C

Avståndet mellan laddningen q1 _och punkten P(r1 ₎ = 40 cm = 0,4 m = 4 x ^10⁻¹ m

Avståndet mellan laddningen q² _och punkten P(r² ₎ = 10 cm = 0,1 = 1 x ^10⁻¹ m

k = 9 x 10 ^{^ 9} Nm²C - ²

Fråga : Styrkan hos det elektriska fältet vid punkten P

Svar :

Elektrisk fältstyrka 1

E² = _kq² / _r²²​^​

E² = (9 x 10⁶ ^{) (} 40 x ^10⁻⁶ ) / (4 x ^10⁻⁶ ) _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 10⁶ ^{) (} 5 x ^10⁻⁶ ) / (1 x ^10⁻⁶ ) _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 riktning mot _E2.

Det rätta svaret är A.

13. Från följande laddningsbild, som visar kraftlinjerna på två laddningar nära varandra, är...

Diskussion

Elektriska fältlinjer, eller kraftlinjer, dras från en positiv laddning mot en negativ laddning. Om en positiv och en negativ laddning placeras nära varandra, visas kraftlinjerna som i svar A.

Det rätta svaret är A.

8. Två elektriska laddningar förs nära varandra i en förbindningsledning så att de producerar elektriska fältlinjer. Den korrekta bilden är…

Diskussion

Det rätta svaret är D.

9. De korrekta kraftlinjerna mellan två laddningar är…

Diskussion

Det rätta svaret är D.

14. Titta på följande bild av två punktladdningar!

Var är punkt P placerad så att det elektriska fältet vid punkt P är lika med noll?

(k = 9,109 ^Nm2.C - 2 ^, 1 µC = ^10-6 C ⁾

A. 1 cm till höger om q ₁

B. 1 cm till höger om q ₂

C. ½ cm till höger om q ₂

D. ½ cm till vänster om q ₁

E. ½ cm till höger om q ₁

Diskussion

Det är känt att:

Laddning 1 (q1 ₎ = -9 µC = ^-9.10-6 Coulomb

Laddning 2 (q² ₎ = 1 µC = ^1.10⁻⁶ Coulomb

Avståndet mellan q1 _och q2 ₍ r12 ₎ = 1 cm

k = 9.10 ^{^ 9} Nm².C - ²

Fråga: Var är punkt P placerad så att det elektriska fältets styrka vid punkt P är lika med noll?

Jawab:

E1 = _elektrisk fältstyrka genererad av q1 _vid punkten P

Riktningen för E1 _är mot q1 _eftersom q1 _är negativ.

E2 = _elektrisk fältstyrka genererad av q2 _vid punkten P

_E₂ har en riktning bort från q₂ _eftersom q₂ _är positiv.

r1 = avståndet mellan _P och q1 ₌ x + 1

r² ₌ avståndet mellan P och q² ₌ x

Den elektriska fältstyrkan vid punkten P är lika med noll:

Använd ABC-formeln:

Avståndet mellan P och q² ₌ x = 0,5 cm.

Punkt P är 0,5 cm till höger om q2 _eller 0,25 cm till vänster om _q1.

Det rätta svaret är C.

15. Var uppmärksam på de två laddningarna som är placerade på ett avstånd a nedan!

Om den elektriska fältstyrkan vid punkten P är kQ/x² ^, då är värdet på x….

A. 1/3 a

B. 2/3 a

C. a

D. 3/2 a

E. 2a

Diskussion

Det är känt att:

EP ⁼ kQ / _x²

Frågade: värdet av x

Jawab:

Använd ABC-formeln:

Det rätta svaret är A.

16. Nationella provfrågor för SMA/MA Fysik U-ZC-2013/2014 Nr 27

Titta på följande bild av tvåpunktsladdningar!

Var är punkt P placerad så att det elektriska fältet vid punkt P är lika med noll?
(k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µC = 10^-6 C)

1. 1 cm till höger om q₁
2. 1 cm till höger om q₂
3. ½ cm till höger om q₂
4. ½ cm till vänster om q₁
5. ½ cm till höger om q₁

Diskussion
Det är känt att:
Laddning 1 (q₁) = -9 µC = -9.10^-6 Coulomb
Laddning 2 (q₂) = 1 µC = 1.10^-6 Coulomb
Avståndet mellan q₁ och q₂ (r₁₂) = 1 cm
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Frågade: Var är punkt P placerad så att det elektriska fältet vid punkt P är lika med noll?
Jawab:

E₁ = elektrisk fältstyrka genererad av q₁ vid punkt P
Riktning E₁ mot q₁ eftersom q₁ negativt tecken
E₂ = elektrisk fältstyrka genererad av q₂ vid punkt P
Riktning E₂ håll dig borta från q₂ eftersom q₂ positivt tecken
r₁ = avståndet mellan P och q₁ = x + 1
r₂ = avståndet mellan P och q₂ =x

Elektrisk fältstyrka 1:
Elektrisk fältstyrka 2:

Den elektriska fältstyrkan vid punkten P är lika med noll:
a = 8, b = -2, c = -1
Använd ABC-formeln:

Avståndet mellan P och q₂ = x = 0,5 cm.
Punkt P är 0,5 cm till höger om q₂ eller 0,25 cm till vänster om q₁.

Det rätta svaret är C.

17. Nationella provfrågor för SMA/MA Fysik U-ZC-2013/2014 Nr 27

Betrakta två laddningar belägna på avstånd a nedan!
Om den elektriska fältstyrkan vid punkten P är k Q/x², då är värdet på x….

1. 1/3 XNUMX a
2. 2/3 XNUMX a
3. a
4. 3/2 XNUMX a
5. 2a

Diskussion
Det är känt att:
E_P = kQ / x²
Frågade: x-värde
Jawab:
E₁ = elektrisk fältstyrka vid punkt P med laddning -Q
r₁ = avståndet mellan laddningen –Q och punkten P = x
E₂ = elektrisk fältstyrka vid punkt P vid laddning +32Q
r₂ = avståndet mellan laddningen +32Q och punkten P = a + x

Använd ABC-formeln:

Det rätta svaret är A.