Elektrilaeng on osakeste omadus teisi meelitada või mitte meelitada. Näiteks meelitavad elektronid prootoneid, samas kui neutroneid elektronid ei tõmba ega tõrju.
Keha on neutraalne, kui sellel on sama palju elektrone ja prootoneid. Kui sellel on prootonitest suurem elektronide arv, on see negatiivselt elektrifitseeritud. Teisest küljest, kui elektronide arv on väiksem kui prootonite arv, elektrifitseeritakse see positiivselt.
Kasutage lahendatud ja kommenteeritud küsimusi, et selgitada oma kahtlusi selles elektrostaatika valdkonnas.
Lahendatud probleemid
1) UFRGS - 2018
Negatiivne laeng Q on ligilähedane isoleeritud elektriliselt neutraalse juhtiva keraga. Seejärel maandatakse kera pliitraadiga. Kontrollige alternatiivi, mis täidab allolevas avaldises õigesti tühjad kohad nende ilmumise järjekorras. Kui laeng Q nihutatakse palli maandamise ajal kaugele ja siis on maapind maandamata, muutub pall ________. Teiselt poolt, kui kõigepealt eemaldatakse maa ja seejärel eemaldatakse laeng Q, on kera ________.
a) elektriliselt neutraalne - positiivselt laetud
b) elektriliselt neutraalne - negatiivselt laetud
c) positiivselt laetud - elektriliselt neutraalne
d) positiivselt laetud - negatiivselt laetud
e) negatiivselt laetud - positiivselt laetud
Negatiivsele laengule lähenemisel neutraalsest juhtivast sfäärist põhjustab tõukejõud elektronide akumuleerumist laengust kõige kaugemal oleva sfääri piirkonnas.
Sel moel on kerale lähim piirkond elektronidest puudu. Esimeses olukorras toob palli maandamine koormuse eemaldamise ajal palli koormuse tagasi neutraalsesse asendisse.
Teises olukorras põhjustab koormuse eemaldamine pärast maa eemaldamist liigseid koormusi. sfääri ühte otsa kogunenud negatiivid juhitakse maapinnale, muutes sfääri positiivseks laaditud.
Alternatiiv: a) elektriliselt neutraalne - positiivselt laetud
Elektriliselt isoleeritud metalleseme X negatiivne laeng on 5,0 x 10-12 Ç. Teine metallobjekt, neutraalne Y, mida hoitakse Maaga kontaktis, tuuakse esimesele lähemale ja nende vahel on säde, ilma et nad neid puudutaksid. Säde kestus on 0,5 s ja intensiivsus 10-11 THE. Selle protsessi lõpus on objektide X ja Y kogu elektrilaengud vastavalt
a) null ja null.
b) null ja - 5,0 x 10-12 Ç.
c) - 2,5 x 10-12 C ja - 2,5 x 10-12 Ç.
d) - 2,5 x 10-12 C ja + 2,5 x 10-12 Ç.
e) + 5,0 x 10-12 C ja null
Esitatud olukorras üleantud veose koguse saab arvutada järgmise valemi abil:
Näidatud väärtuste asendamisel on meil:
Seega sai objekt y tasu 5,10-12 C, kuid kuna see on maandatud, tühjeneb see liigne laeng ja objekti kogu laeng võrdub nulliga.
Objektil x olnud negatiivsete laengute ülekandmine kandus täielikult objektile y, nagu arvutasime. Seetõttu võrdub ka teie kogulaeng nulliga.
Alternatiiv: a) null ja null
Kaks identset metallvarda laetakse 9,0 µC. Need asetatakse kontakti kolmanda pulgaga, mis on samuti identne ülejäänud kahega, kuid mille netolaeng on null. Pärast nende vahel kontakti loomist liiguvad kolm pulka üksteisest lahku. Kui suur on kolmanda varda netolaeng µC-s?
a) 3.0
b) 4.5
c) 6,0
d) 9,0
e) 18
Kui kehad on identsed, jaguneb kontaktelektriseerimisel laeng kehade vahel võrdselt.
Seega jagatakse 18 uC (9 + 9) laeng 3-ga, nii et iga varda netolaeng on pärast kokkupuudet 6 uC (18: 3).
Alternatiiv: c) 6.0
Füüsikaklassis kasutati kahte identset metallist kera, X ja Y: X on suspendeeritud a-ga isoleeriv traat pendli kujul ja Y, mis on kinnitatud isoleerivale toele, nagu on näidatud joonisel kolisema. Kuulid paiknevad esialgu üksteisest eemal, kusjuures X on positiivselt laetud ja Y elektriliselt neutraalne.
Võimalike elektrifitseerimisprotsesside demonstreerimiseks kaaluge kahe lihtsa protseduuri kirjeldust allpool ja seejärel märkige alternatiiv, mis väidetes õigesti tühjad kohad täidab, selles järjekorras ilmuma.
I - kera Y on ligikaudne X-ga, ilma et need puudutaksid. Sel juhul kontrollitakse eksperimentaalselt, et kera X on _____________ kera Y poolt.
II - kera Y on ligikaudne X-ga, ilma et need puudutaksid. Selles asendis hoitakse Y-kuuli ühendamine maaga pliitraadi abil. Ikka selles asendis, mis on lähedane X-le, katkestab Y kontakti maaga ja Y liigub seejärel uuesti X-st. Sel juhul muutub sfäär Y _____________.
a) tõmbunud - elektriliselt neutraalne
b) meelitatud - positiivselt laetud
c) meelitatud - negatiivselt laetud
d) tõrjutud - positiivselt laetud
e) tõrjutud - negatiivselt laetud
Protseduuris I lähenedes sfäärile Y positiivselt laetud sfäärile X tõmbuvad elektronid X-le kõige lähemal asuvasse piirkonda. Seega tõmbab kera X kera Y.
Teises protsessis, ühendades Y-sfääri juhtva juhtmega, saab elektronide puudumisega jäänud piirkond negatiivseid laenguid. Selle ühenduse katkestamisel saab sfäär Y negatiivse laengu.
Alternatiiv: c) meelitatud - negatiivselt laetud
Lisateabe saamiseks vaadake elektrostaatika ja Elektrostaatika: harjutused.
5) Fuvest - 2015
Füüsikalaboriklassis viidi läbi elektrilaengute omaduste uurimiseks katse, milles olid väikesed elektrifitseeritud kerad süstitakse kambri ülemisse ossa vaakumis, kus ühtlane elektriväli on samas suunas ja suunas kui raskusjõud. Täheldati, et kui elektrivälja moodul on 2 x 103 V / m, üks keradest, massiga 3,2 x 10-15 kg, püsis kambri sees ühtlasel kiirusel. Sellel sfääril on
a) sama arv elektrone ja prootoneid.
b) 100 elektroni rohkem kui prootonid.
c) 100 elektroni vähem kui prootonid.
d) 2000 elektroni rohkem kui prootonid.
e) 2000 elektroni vähem kui prootonid.
Pange tähele ja kasutage: elektroni laeng = - 1,6 x 10-19 Ç; prootonilaeng = + 1,6 x 10+19 Ç; kohalik raskuskiirendus = 10 m / s2
Kuna laeng jäi kambrisse püsiva kiirusega, tähendab see, et netojõud on võrdne nulliga.
Kuna raskusjõud ja elektriline jõud on koormusele mõjuvad jõud, peavad neil olema sama intensiivsus ja vastupidised suunad, nii et saadud jõud oleks võrdne nulliga.
Elektrijõud arvutatakse valemiga Felektriline = q. E ja jõu mass P = m.g, nii et meil on:
Kuna laengu annab q = n.e, on meil:
Selleks, et elektrijõul oleks raskuse vastassuunaline suund, on vajalik, et laeng oleks negatiivne, sel viisil on jõul elektriväljale vastupidine suund. Nii et meil on liigseid elektrone.
Alternatiiv: b) 100 elektroni rohkem kui prootonid.
Lisateabe saamiseks vaadake ka Elektriväli ja Elektrivälja harjutused.
6) UFLA - 2010
Kaks võrdset tühjenevat juhtivat sfääri 1 ja 2 on üksteisega kontaktis ja toetatud isolatsioonipinnale. Ühele neist lähenetakse positiivselt elektrifitseeritud teatepulgale, seda puudutamata, nagu on näidatud alloleval joonisel. Seejärel eemaldatakse pallid ja eemaldatakse elektrifitseeritud varras.
Seda on õige öelda
a) kerad jäävad koormamata, kuna varda ja kerade vahel laenguid ei toimu.
b) pulgale kõige lähemal olev kera 1 laetakse positiivselt ja kera 2 negatiivselt.
c) kerad elektrifitseeritakse võrdsete laengute ja vastupidiste märkidega.
d) keradesse laetakse võrdusmärgi laengud ja mõlemad negatiivse märgiga, kuna varras meelitab vastupidiseid laenguid.
Varda positiivsed laengud meelitavad negatiivsed laengud sfääri 1 ja sfääris 2 jääb elektrone puudu.
Kaks kera eraldades, hoides varda samas asendis, on kera 1 negatiivselt elektrifitseeritud ja kera 2 positiivselt laetud.
Alternatiiv: c) kerad elektrifitseeritakse võrdsete laengute ja vastandmärkidega.
