Elektrisk opladning er partiklernes ejendom for at tiltrække andre eller ikke. For eksempel tiltrækker elektroner protoner, mens neutroner hverken tiltrækkes eller afvises af elektroner.
En krop vil være neutral, når den har den samme mængde elektroner og protoner. Når det har et større antal elektroner end protoner, elektrificeres det negativt. På den anden side, når antallet af elektroner er mindre end antallet af protoner, vil det blive elektrificeret positivt.
Udnyt de løste og kommenterede spørgsmål for at fjerne din tvivl om dette emne elektrostatik.
Løst problemer
1) UFRGS - 2018
En negativ ladning Q tilnærmes til en isoleret, elektrisk neutral ledende kugle. Kuglen jordes derefter med en blyledning. Kontroller det alternativ, der korrekt udfylder de tomme felter i udsagnet nedenfor, i den rækkefølge, de vises i. Hvis ladning Q flyttes langt væk, mens bolden er jordforbundet, og jorden derefter er ujordet, bliver bolden ________. På den anden side, hvis jorden først fjernes og derefter ladningen Q fjernes, vil sfæren være ________.
a) elektrisk neutral - positivt ladet
b) elektrisk neutral - negativt ladet
c) positivt ladet - elektrisk neutral
d) positivt ladet - negativt ladet
e) negativt ladet - positivt ladet
Når en negativ ladning nærmer sig fra en neutral ledende kugle, får en frastødende kraft elektroner til at akkumuleres i det område af kuglen, der er længst væk fra ladningen.
På denne måde mangler det område, der er tættest på sfæren, elektroner. I den første situation får grundstødning af kuglen, mens belastningen fjernes, belastningen på kuglen til at vende tilbage til neutral.
I den anden situation, da belastningen flyttes væk, efter at jorden er fjernet, forårsager dette overskydende belastninger. negativer akkumuleret i den ene ende af sfæren drænes til jorden, hvilket gør sfæren positivt indlæst.
Alternativ: a) elektrisk neutral - positivt ladet
Et metallisk objekt, X, elektrisk isoleret, har en negativ ladning 5,0 x 10-12 Ç. En anden metalgenstand, Y, neutral, holdes i kontakt med Jorden, bringes tættere på den første, og der er en gnist mellem dem, uden at de rører ved. Gnistens varighed er 0,5 s og dens intensitet er 10-11 DET. Ved afslutningen af denne proces er de samlede elektriske ladninger af genstande X henholdsvis Y
a) nul og nul.
b) nul og - 5,0 x 10-12 Ç.
c) - 2,5 x 10-12 C og - 2,5 x 10-12 Ç.
d) - 2,5 x 10-12 C og + 2,5 x 10-12 Ç.
e) + 5,0 x 10-12 C og nul
Mængden af overført gods i den præsenterede situation kan beregnes ved hjælp af følgende formel:
Udskiftning af de angivne værdier har vi:
Således modtog objekt y et gebyr på 5,10-12 C, men da den er jordforbundet, vil denne overskydende ladning løbe væk, og objektet vil have en samlet ladning lig med nul.
Overskuddet af negative ladninger, der var på objekt x, blev totalt overført til objekt y, som vi beregnede. Derfor er din samlede opladning lig med nul.
Alternativ: a) nul og nul
To identiske metalstænger oplades med en ladning på 9,0 µC. De placeres i kontakt med en tredje pind, også identisk med de to andre, men hvis nettoladning er nul. Efter at der er oprettet kontakt mellem dem, bevæger de tre pinde sig fra hinanden. Hvad er nettoladningen i µC på den tredje stang?
a) 3.0
b) 4.5
c) 6,0
d) 9,0
e) 18
Ved kontaktelektrificering, når ligene er identiske, opdeles ladningen ligeligt mellem legemerne.
Således vil ladningen på 18 µC (9 + 9) divideres med 3, så hver stang vil efter kontakt have en nettoladning på 6 µC (18: 3).
Alternativ: c) 6.0
I en fysikklasse blev der anvendt to identiske metalliske kugler, X og Y: X er suspenderet af en isolerende ledning i form af et pendul og Y fastgjort på en isolerende understøtning, som vist i figuren bælge. Kuglerne er oprindeligt adskilt, hvor X er positivt ladet og Y elektrisk neutral.
Overvej nedenstående beskrivelse af to enkle procedurer for at demonstrere mulige elektrificeringsprocesser og marker derefter det alternativ, der korrekt udfylder de tomme felter i udsagnene, i den rækkefølge, som komme til syne.
I - Kuglen Y er omtrentlig X, uden at de rører ved hinanden. I dette tilfælde bekræftes det eksperimentelt, at sfæren X er _____________ af sfæren Y.
II - Kuglen Y er tilnærmet X, uden at de berører. Mens den holdes i denne position, oprettes en forbindelse af Y-kuglen til jorden ved hjælp af en ledning. Stadig i denne position tæt på X, bryder Y kontakten med jorden og derefter bevæger Y sig væk fra X. I dette tilfælde bliver kugle Y _____________.
a) tiltrukket - elektrisk neutral
b) tiltrukket - positivt ladet
c) tiltrukket - negativt ladet
d) frastødt - positivt ladet
e) frastødt - negativt ladet
Når fremgangsmåde I nærmer sig sfære Y til sfære X, som er positivt ladet, vil elektroner blive tiltrukket af regionen nærmest X. Således tiltrækkes sfære X til sfære Y.
I den anden proces, ved at forbinde Y-sfæren med en ledende ledning, vil regionen, der var tilbage med mangel på elektroner, modtage negative ladninger. Når denne forbindelse afbrydes, bliver sfære Y negativt ladet.
Alternativ: c) tiltrukket - negativt ladet
For at lære mere, se elektrostatik og Elektrostatik: Øvelser.
5) Fuvest - 2015
I et laboratorium for fysik for at studere egenskaber ved elektriske ladninger blev der udført et eksperiment, hvor små elektrificerede sfærer injiceres i den øverste del af et kammer i et vakuum, hvor der er et ensartet elektrisk felt i samme retning og retning som den lokale acceleration af tyngdekraft. Det blev observeret, at med et elektrisk felt med et modul svarende til 2 x 103 V / m, en af kuglerne, med en masse 3,2 x 10-15 kg, forblev ved konstant hastighed inde i kammeret. Denne sfære har
a) det samme antal elektroner og protoner.
b) 100 flere elektroner end protoner.
c) 100 elektroner mindre end protoner.
d) 2000 flere elektroner end protoner.
e) 2000 elektroner mindre end protoner.
Bemærk og vedtag: elektronladning = - 1,6 x 10-19 Ç; protonladning = + 1,6 x 10+19 Ç; lokal tyngdeacceleration = 10 m / s2
Da ladningen forblev inde i kammeret med konstant hastighed, betyder det, at nettokraften er lig med nul.
Da vægtkraften og den elektriske kraft er de kræfter, der virker på belastningen, skal de have samme intensitet og modsatte retninger, så den resulterende kraft er lig med nul.
Den elektriske kraft beregnes med formlen Felektrisk = q. E er kraftvægten givet af P = m.g, så vi har:
Da ladningen gives af q = n.e, har vi:
For at den elektriske kraft skal have den modsatte retning af vægtkraften, er det nødvendigt, at ladningen er negativ, på denne måde vil kraften have den modsatte retning af det elektriske felt. Så vi får overskydende elektroner.
Alternativ: b) 100 flere elektroner end protoner.
For at lære mere om, se også Elektrisk felt og Elektriske feltøvelser.
6) UFLA - 2010
To lige afladede ledende kugler 1 og 2 er i kontakt med hinanden og understøttet på en isolerende overflade. En positivt elektrificeret stafettestang nærmer sig en af dem uden at røre ved den, som vist i figuren nedenfor. Derefter fjernes kuglerne, og den elektrificerede stang fjernes.
Det er korrekt at anføre det
a) kuglerne forbliver ubelastede, da der ikke er nogen overførsel af ladninger mellem pind og kugler.
b) sfære 1, nærmest pinden, bliver positivt ladet og sfære 2 negativt ladet.
c) kuglerne elektrificeres med lige store ladninger og modsatte tegn.
d) kuglerne er ladet med ladninger med lige tegn og begge med et negativt tegn, da stangen tiltrækker modsatte ladninger.
De positive ladninger på stangen tiltrækker de negative ladninger til sfære 1, og sfære 2 mangler elektroner.
Ved at adskille de to kugler, holde pinden i samme position, vil sfære 1 blive elektrificeret negativt, og sfære 2 vil blive positivt ladet.
Alternativ: c) kuglerne elektrificeres med lige ladninger og modsatte tegn.
