Elektrický náboj je vlastnost částic, která přitahuje nebo nepřitahuje ostatní. Například elektrony přitahují protony, zatímco neutrony nejsou přitahovány ani odpuzovány elektrony.
Tělo bude neutrální, když bude mít stejné množství elektronů a protonů. Když má větší počet elektronů než protonů, je negativně elektrifikován. Na druhou stranu, když je počet elektronů menší než počet protonů, bude pozitivně elektrifikován.
Využijte vyřešených a komentovaných otázek a ujistěte se, že máte pochybnosti o tomto předmětu elektrostatiky.
Vyřešené problémy
1) UFRGS - 2018
Záporný náboj Q se přibližuje izolované, elektricky neutrální vodivé kouli. Koule je poté uzemněna olověným drátem. Zkontrolujte alternativu, která správně vyplňuje mezery v níže uvedeném prohlášení v pořadí, v jakém se objevují. Pokud je náboj Q přesunut daleko, zatímco je míč uzemněn, a poté je zem neuzemněna, míč se změní na ________. Na druhou stranu, pokud je nejprve odstraněna zem a poté je odstraněn náboj Q, koule bude ________.
a) elektricky neutrální - kladně nabitý
b) elektricky neutrální - záporně nabitý
c) kladně nabitý - elektricky neutrální
d) kladně nabitý - záporně nabitý
e) záporně účtováno - kladně účtováno
Když se k zápornému náboji přiblíží z neutrální vodivé koule, odpudivá síla způsobí, že se elektrony hromadí v oblasti koule nejdále od náboje.
Tímto způsobem je oblast nejblíže ke sféře bez elektronů. V první situaci způsobí uzemnění míče při odstraňování břemene návrat břemene na neutrál.
Ve druhé situaci, kdy se břemeno odstraní po odstranění země, to způsobí nadměrné zatížení. negativy nahromaděné na jednom konci koule jsou odváděny na Zemi, čímž je koule pozitivně načten.
Alternativa: a) elektricky neutrální - kladně nabitá
Kovový předmět, X, elektricky izolovaný, má záporný náboj 5,0 x 10-12 C. Druhý kovový předmět, neutrální, Y, udržovaný v kontaktu se Zemí, je přiveden blíže k prvnímu a mezi nimi je jiskra, aniž by se jich dotýkaly. Doba trvání jiskry je 0,5 sa jeho intenzita je 10-11 THE. Na konci tohoto procesu jsou celkové elektrické náboje objektů X a Y příslušně
a) nula a nula.
b) nula a - 5,0 x 10-12 C.
c) - 2,5 x 10-12 C a - 2,5 x 10-12 C.
d) - 2,5 x 10-12 C a + 2,5 x 10-12 C.
e) + 5,0 x 10-12 C a nula
Množství přepraveného nákladu v dané situaci lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:
Nahrazením uvedených hodnot máme:
Objekt y tedy obdržel poplatek 5,10-12 C, ale protože je uzemněn, tento přebytečný náboj odteče a objekt bude mít celkový náboj rovný nule.
Přebytek záporných nábojů, které byly na objektu x, byl zcela přenesen do objektu y, jak jsme vypočítali. Proto se váš celkový poplatek bude rovnat nule.
Alternativa: a) nula a nula
Dvě identické kovové tyče jsou nabity nábojem 9,0 µC. Jsou umístěny do kontaktu s třetí tyčinkou, která je rovněž totožná s dalšími dvěma, ale jejíž čistý náboj je nulový. Poté, co je mezi nimi navázán kontakt, tři tyčinky se od sebe vzdálí. Jaký je čistý náboj v μC na třetím prutu?
a) 3.0
b) 4.5
c) 6,0
d) 9.0
e) 18
Při kontaktní elektrifikaci, když jsou těla stejná, bude náboj rovnoměrně rozdělen mezi těla.
Náboj 18 µC (9 + 9) bude tedy vydělen 3, takže každá tyč bude mít po kontaktu čistý náboj 6 µC (18: 3).
Alternativa: c) 6.0
Ve třídě fyziky byly použity dvě identické kovové koule, X a Y: X je zavěšeno a izolační drát ve formě kyvadla a Y upevněné na izolační podpěře, jak je znázorněno na obrázku níže. Koule jsou zpočátku rozmístěny od sebe, přičemž X je kladně nabitý a Y elektricky neutrální.
Zvažte níže uvedený popis dvou jednoduchých postupů k předvedení možných elektrifikačních procesů a poté označte alternativu, která správně vyplňuje mezery ve výpisech, v pořadí, ve kterém objevit.
I - Koule Y je přiblížena k X, aniž by se dotýkaly. V tomto případě je experimentálně ověřeno, že koule X je _____________ sférou Y.
II - Koule Y je přiblížena k X, aniž by se dotýkaly. Při držení v této poloze je spojení Y-koule se zemí provedeno pomocí olověného drátu. Stále v této poloze blízko X přerušuje Y kontakt se zemí a pak se Y opět pohybuje od X. V tomto případě se koule Y změní na _____________.
a) přitahováno - elektricky neutrální
b) přitahován - kladně nabitý
c) přitahován - záporně nabitý
d) odpuzeno - kladně nabito
e) odpuzeno - záporně účtováno
V postupu I, když se přiblíží koule Y ke kouli X, která je kladně nabitá, elektrony budou přitahovány k oblasti nejblíže X. Koule X je tedy přitahována ke kouli Y.
Ve druhém procesu, spojením sféry Y s vodivým drátem, oblast, která zůstala s nedostatkem elektronů, přijme záporné náboje. Po přerušení tohoto spojení bude koule Y záporně nabitá.
Alternativa: c) přitahována - záporně nabitá
Chcete-li se dozvědět více, podívejte se elektrostatika a Elektrostatika: Cvičení.
5) Fuvest - 2015
Ve třídě laboratorní fyziky byl ke studiu vlastností elektrických nábojů proveden experiment, ve kterém byly malé elektrifikované koule jsou vstřikovány do horní části komory ve vakuu, kde existuje rovnoměrné elektrické pole ve stejném směru a směru jako místní zrychlení gravitace. Bylo pozorováno, že s elektrickým polem modulu rovným 2 x 103 V / m, jedna z koulí, o hmotnosti 3,2 x 10-15 kg, zůstalo uvnitř komory konstantní rychlostí. Tato sféra má
a) stejný počet elektronů a protonů.
b) o 100 více elektronů než protonů.
c) o 100 elektronů méně než protony.
d) 2000 více elektronů než protonů.
e) 2 000 elektronů méně než protony.
Všimněte si a osvojte si: elektronový náboj = - 1,6 x 10-19 C; náboj protonů = + 1,6 x 10+19 C; lokální gravitační zrychlení = 10 m / s2
Protože náboj zůstal uvnitř komory s konstantní rychlostí, znamená to, že čistá síla se rovná nule.
Protože váhová síla a elektrická síla jsou síly působící na zátěž, musí mít stejnou intenzitu a opačné směry, aby výsledná síla byla rovna nule.
Elektrická síla se vypočítá podle vzorce Felektrický = q. E je silová hmotnost daná P = m.g, takže máme:
Protože náboj je dán q = n.e, máme:
Aby elektrická síla měla opačný směr tíhové síly, bude nutné, aby byl náboj záporný, tímto způsobem bude mít síla opačný směr k elektrickému poli. Takže budeme mít přebytečné elektrony.
Alternativa: b) o 100 více elektronů než protonů.
Další informace o tom najdete také Elektrické pole a Cvičení elektrického pole.
6) UFLA - 2010
Dvě stejné vybité vodivé koule 1 a 2 jsou ve vzájemném kontaktu a podporovány na izolačním povrchu. K jednomu z nich se přiblíží kladně elektrifikovaný obušek, aniž by se ho dotkl, jak ukazuje obrázek níže. Poté jsou koule odstraněny a elektrifikovaná tyč je odstraněna.
Je správné to konstatovat
a) koule zůstávají nezatížené, protože nedochází k přenosu nábojů mezi hůlkou a koulemi.
b) koule 1, nejblíže k tyči, se nabije kladně a koule 2 záporně nabitá.
c) koule jsou elektrifikovány se stejnými náboji a opačnými znaménky.
d) koule jsou nabity náboji se stejným znaménkem a obě se záporným znaménkem, protože tyč přitahuje opačné náboje.
Kladné náboje na tyči přitahují záporné náboje do koule 1 a koule 2 bude mít nedostatek elektronů.
Oddělením dvou koulí, udržováním tyče ve stejné poloze, bude koule 1 záporně elektrifikována a koule 2 bude kladně nabitá.
Alternativa: c) koule jsou elektrifikovány se stejnými náboji a opačnými znaménky.
