Упражнения за електрическо поле

Електрическото поле представлява промяната в пространството около електрически заряд. Представен е от линии, наречени електропроводи.

Този обект е част от електростатичното съдържание. Така че, възползвайте се от упражненията, които Тода Материя ви е подготвил, проверете знанията си и изчистете съмненията, като следвате коментираните резолюции.

Проблеми решени и коментирани

1) UFRGS - 2019

Фигурата по-долу показва в напречно сечение система от три електрически заряда със съответния им набор от еквипотенциални повърхности.

Проверете алтернативата, която правилно попълва празните места в изявлението по-долу, в реда, в който се появяват. От еквипотенциалното проследяване може да се посочи, че натоварванията... имам знаци... и че товарните модули са такива, че... .

а) 1 и 2 - равни - q1 б) 1 и 3 - равни - q1 в) 1 и 2 - противоположни - q1 г) 2 и 3 - противоположни - q1> q2> q3
д) 2 и 3 - равни - q1> q2> q3

Вижте Отговор

Еквипотенциалните повърхности представляват повърхности, образувани от точки, които имат еднакъв електрически потенциал.

Наблюдавайки чертежа, установихме, че между заряди 1 и 2 има общи повърхности, това се случва, когато зарядите имат един и същ знак. Следователно 1 и 2 имат равни заряди.

От чертежа също така забелязваме, че товар 1 е този с най-малък модул на натоварване, тъй като има най-малък брой повърхности, а товар 3 е този с най-голям брой.

Следователно трябва да q1

Алтернатива: а) 1 и 2 - равни - q1

2) UERJ - 2019

На илюстрацията точки I, II, III и IV са представени в еднообразно електрическо поле.

Частица с незначителна маса и положителен заряд придобива възможно най-високата електрическа потенциална енергия, ако се постави в точката:

там
б) II
в) III
г) IV

Вижте Отговор

В еднородно електрическо поле положителната частица има по-голяма електрическа потенциална енергия, колкото по-близо е до положителната плоча.

В този случай точка I е мястото, където натоварването ще има най-голяма потенциална енергия.

Алтернатива: а) I

3) UECE - 2016

Електрофилтърът е оборудване, което може да се използва за отстраняване на малки частици, присъстващи в отработените газове в промишлените комини. Основният принцип на работа на оборудването е йонизирането на тези частици, последвано от отстраняване чрез използване на електрическо поле в района, където те преминават. Да предположим, че един от тях има маса m, придобива заряд на стойност q и е подложен на електрическо поле с модул E. Електрическата сила върху тази частица се дава от

а) mqE.
б) mE / qb.
в) q / E.
г) qE.

Вижте Отговор

Интензивността на електрическата сила, действаща върху заряд, разположен в област, в която има електрическо поле, е равна на произведението на заряда от величината на електрическото поле, т.е. F = q. И.

Алтернатива: г) qE

4) Фувест - 2015г

В лабораторен клас по физика, за да се изследват свойствата на електрическите заряди, беше проведен експеримент, при който малки електрифицирани сфери се инжектират в горната част на камера, във вакуум, където има равномерно електрическо поле в същата посока и посока като локалното ускорение на земно притегляне. Беше забелязано, че с електрическо поле с модул, равен на 2 х 10³ V / m, една от сферите, с маса 3,2 х 10^-15 кг, остава с постоянна скорост вътре в камерата. Тази сфера има (помислете: зарядът на електрона = - 1,6 х 10^-19 ° С; протонен заряд = + 1,6 х 10^-19 ° С; локално ускорение на гравитацията = 10 m / s²)

а) еднакъв брой електрони и протони.
б) 100 електрона повече от протоните.
в) 100 електрона по-малко от протоните.
г) 2000 повече електрони от протоните.
д) 2000 електрона по-малко от протоните.

Вижте Отговор

Според информацията за проблема установихме, че силите, действащи върху сферата, са силата на тежестта и електрическата сила.

Тъй като сферата остава в камерата с постоянна скорост, заключаваме, че тези две сили имат еднаква големина и противоположна посока. Както е изображението по-долу:

По този начин можем да изчислим модула на товара, като изравним двете сили, действащи върху сферата, т.е.

Сега, за да намерим броя на излишните частици, нека използваме следната връзка:

q = n.e

същество,

n: брой допълнителни електрони или протони
д: елементарен заряд

Следователно, замествайки стойностите, посочени в проблема, имаме:

Както видяхме, електрическата сила ще трябва да има посока, обратна на силата на тежестта.

За да се случи това, зарядът трябва да има отрицателен знак, тъй като по този начин електрическата сила и електрическото поле също ще имат противоположни посоки.

Следователно сферата ще трябва да има по-голям брой електрони от протоните.

Алтернатива: б) 100 електрона повече от протоните.

5) Unesp - 2015

Електрическите модели често се използват за обяснение на предаването на информация в различни системи в човешкото тяло. Нервната система например се състои от неврони (фигура 1), клетки, ограничени от тънка липопротеинова мембрана, която разделя вътреклетъчната среда от извънклетъчната среда. Вътрешната част на мембраната е отрицателно заредена, а външната има положителен заряд (фигура 2), подобно на това, което се случва в плочите на кондензатор.

Фигура 3 представлява увеличен фрагмент от тази мембрана с дебелина d, който е под действието на поле равномерна електрическа, представена на фигурата от нейните силови линии, успоредни една на друга и ориентирани към нагоре. Потенциалната разлика между вътреклетъчната и извънклетъчната среда е V. Като се има предвид елементарният електрически заряд като e, калиевият йон K +, посочен на фигура 3, под действието на това електрическо поле ще бъде подложен на електрическа сила, чийто модул може да бъде записан като

Вижте Отговор

В еднообразно електрическо поле потенциалната разлика се дава от:

Електрическото поле E е равно на съотношението между електрическата сила и заряда, т.е.

Заменяйки тази връзка в предишната връзка, имаме:

Тъй като имаме само един калиев йон, изразът q = n.e ще стане q = e. Замествайки тази стойност в предишния израз и изолирайки силата, намираме:

Алтернатива: г)

6) Фувест - 2015

Областта между две плоски и успоредни метални плочи е показана на фигурата отстрани. Прекъснатите линии представляват равномерното електрическо поле, съществуващо между плочите. Разстоянието между плочите е 5 мм, а потенциалната разлика между тях е 300 V. Координатите на точки A, B и C са показани на фигурата. (Напишете и приемете: Системата е във вакуум. Електронен заряд = -1.6.10^-19 ° С)

Определи

а) модули И_НА, И_Б. и е_{° С} на електрическото поле в точки А, В и С, съответно;

б) потенциални разлики V_AB и V_Пр.н.е. между точки A и B и между точки B и C, съответно;

в) работата изпълнена от електрическата сила върху електрон, движещ се от точка С до точка А.

Вижте Отговор

а) Тъй като електрическото поле между плочите е еднакво, стойността ще бъде еднаква в точки A, B и C, т.е. E_НА = И_Б. = И_{° С} = И.

За да изчислим модула на E, ще приложим следната формула:

V = E.d

Където V = 300 V и d = 5 mm = 0,005 m, ще намерим следната стойност:

б) За да изчислим потенциалните разлики на посочените точки, ще приложим същата формула, както по-горе, като се вземат предвид посочените разстояния, т.е.

Сега нека изчислим потенциалната разлика между точки В и С. За това обърнете внимание, че тези две точки са на еднакво разстояние от плочите, т.е. d_Пр.н.е. = 0,004 - 0,004 = 0.

По този начин потенциалната разлика ще бъде равна на нула, т.е.

V_Пр.н.е. = 60 000. 0 = 0

в) За да изчислим работата, ще използваме следната формула:

Ако потенциалът на точка C е равен на този на точка B, тогава V_{° С} - V_НА = V_Б. - V_НА = - V_AB = - 180 V. Замествайки тази стойност във формулата, имаме:

7) UECE - 2014

Помислете за електрическото поле, генерирано от два точковидни електрически заряда, с равни стойности и противоположни знаци, разделени с разстояние d. За този вектор на електрическото поле в равноотдалечените точки на зарядите е правилно да се твърди, че

а) има посоката, перпендикулярна на линията, свързваща двата заряда, и една и съща посока във всички тези точки.
б) има същата посока като линията, която свързва двете товари, но варира в посока за всяка анализирана точка.
в) има посока, перпендикулярна на линията, която свързва двата товара, но варира в посока за всяка анализирана точка.
г) има същата посока като линията, свързваща двата заряда и една и съща посока във всички тези точки.

Вижте Отговор

На изображението по-долу са представени силовите линии, когато имаме два електрически заряда с противоположни сигнали.

Тъй като векторът на електрическото поле допира силовите линии във всяка точка, ние проверяваме това в точките на равно разстояние от зарядите, векторът ще има същата посока като линията, свързваща двата заряда и една и съща смисъл.

Алтернатива: г) има същата посока като линията, свързваща двата заряда и една и съща посока във всички тези точки.

За повече упражнения вижте също:

• Електрическо зареждане: Упражнения
• Електростатика: Упражнения
• Законът на Кулон: Упражнения
• Асоциация на резисторите - Упражнения