Sähkövaraus on hiukkasten ominaisuus houkutella tai ei houkutella muita. Esimerkiksi elektronit houkuttelevat protoneja, kun taas elektronit eivät houkuttele tai hylkää neutroneja.
Runko on neutraali, kun siinä on sama määrä elektroneja ja protoneja. Kun sillä on suurempi määrä elektroneja kuin protoneilla, se sähköistyy negatiivisesti. Toisaalta, kun elektronien määrä on pienempi kuin protonien lukumäärä, se sähköistyy positiivisesti.
Hyödynnä ratkaistut ja kommentoidut kysymykset ja poista epäilyt tästä elektrostaattikysymyksestä.
Ratkaistu ongelmat
1) UFRGS - 2018
Negatiivinen varaus Q on likimääräistä eristettyyn, sähköisesti neutraaliin johtavaan palloon. Pallo maadoitetaan sitten lyijylangalla. Tarkista vaihtoehto, joka täyttää oikein tyhjät kentät alla olevassa lausekkeessa siinä järjestyksessä kuin ne esiintyvät. Jos varaus Q siirretään kauas, kun pallo on maadoitettu, ja sitten maa on maadoittamaton, pallosta tulee ________. Toisaalta, jos maa poistetaan ensin ja sitten varaus Q poistetaan, pallo on ________.
a) sähköisesti neutraali - positiivisesti varattu
b) sähköisesti neutraali - negatiivisesti varattu
c) positiivisesti varautunut - sähköisesti neutraali
d) positiivisesti varattu - negatiivisesti varattu
e) negatiivisesti varattu - positiivisesti varattu
Kun negatiivista varausta lähestytään neutraalista johtavasta pallosta, hylkivä voima saa elektronit kerääntymään pallon alueelle, joka on kauimpana varauksesta.
Tällä tavalla palloa lähinnä olevalla alueella ei ole elektroneja. Ensimmäisessä tilanteessa pallon maadoittaminen kuorman poistamisen aikana johtaa pallon kuorman neutraaliin asentoon.
Toisessa tilanteessa, kun kuorma siirretään pois maanpinnan poistamisen jälkeen, tämä aiheuttaa ylimääräisiä kuormia. Pallon toiseen päähän kertyneet negatiivit valutetaan maahan, mikä tekee pallosta positiivisen ladattu.
Vaihtoehto: a) sähköisesti neutraali - positiivisesti varautunut
Sähköeristetyllä metalliesineellä X on negatiivinen varaus 5,0 x 10-12 Ç. Toinen metalliesine, Y, neutraali, pidetään kosketuksessa maan kanssa, tuodaan lähemmäksi ensimmäistä ja niiden välillä on kipinä, ilman että ne koskettavat. Kipinän kesto on 0,5 s ja intensiteetti 10-11 THE. Tämän prosessin lopussa esineiden X ja Y kokonaissähkövaraukset ovat vastaavasti
a) nolla ja nolla.
b) nolla 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 nolla
Esitetyssä tilanteessa siirretyn lastin määrä voidaan laskea seuraavalla kaavalla:
Korvaamalla ilmoitetut arvot meillä on:
Siten esine y sai 5.10: n varauksen-12 C, mutta koska se on maadoitettu, tämä ylimääräinen varaus valuu pois ja kohteen kokonaisvaraus on nolla.
Objektissa x olevien negatiivisten varausten määrä siirrettiin kokonaan kohteeseen y, kuten laskimme. Siksi kokonaispanoksesi on myös nolla.
Vaihtoehto: a) nolla ja nolla
Kaksi identtistä metallitankoa ladataan 9,0 uC: n varauksella. Ne asetetaan kosketukseen kolmannen kepin kanssa, joka on myös identtinen kahden muun kanssa, mutta jonka nettovaraus on nolla. Kun kontakti on muodostettu niiden välille, kolme keppiä liikkuvat toisistaan. Mikä on kolmannen tangon nettovaraus (μC)?
a) 3.0
b) 4.5
c) 6,0
d) 9,0
e) 18
Kun rungot ovat identtisiä kosketussähköistyksessä, varaus jaetaan tasaisesti kappaleiden kesken.
Siten 18 uC: n (9 + 9) varaus jaetaan 3: lla, joten jokaisen sauvan nettopanos on kosketuksen jälkeen 6 uC (18: 3).
Vaihtoehto: c) 6.0
Fysiikan luokassa käytettiin kahta identtistä metallipalloa, X ja Y: X ripustetaan a: lla eristävä lanka heilurin muodossa ja Y kiinnitetty eristävään tukeen kuvan osoittamalla tavalla karjua. Pallot ovat aluksi erillään toisistaan siten, että X on positiivisesti varautunut ja Y sähköisesti neutraali.
Harkitse alla olevaa kahta yksinkertaista menettelyä mahdollisten sähköistysprosessien osoittamiseksi ja merkitse sitten vaihtoehto, joka täyttää lauseiden aihiot oikein, siinä järjestyksessä kuin ilmestyy.
I - Pallo Y on likimääräinen X, ilman että ne koskettavat. Tällöin kokeellisesti varmistetaan, että pallo Y on _____________ pallo Y.
II - Pallo Y on likimääräinen X, ilman että ne koskettavat. Tässä asennossa Y-pallon liitäntä maahan tehdään lyijylangalla. Silti tässä asennossa lähellä X: tä Y katkaisee kontaktin maan kanssa ja sitten Y siirtyy jälleen pois X: stä. Tässä tapauksessa pallosta Y tulee _____________.
a) vetovoima - sähköisesti neutraali
b) houkutellut - positiivisesti varautuneet
c) houkutettu - negatiivisesti varattu
d) hylätty - positiivisesti varautunut
e) hylätty - negatiivisesti ladattu
Menetelmässä I lähestyttäessä palloa Y palloon X, joka on positiivisesti varattu, elektronit houkuttelevat lähinnä aluetta X. Siten pallo X vetää palloon Y.
Toisessa prosessissa, yhdistämällä Y-pallo johtavalla johdolla, alue, jolle jäi elektronien puute, saa negatiiviset varaukset. Tämän yhteyden rikkoutuessa pallo Y latautuu negatiivisesti.
Vaihtoehto: c) houkutettu - negatiivisesti varattu
Jos haluat lisätietoja, katso sähköstaattiset ja Sähköstaattinen: Harjoitukset.
5) Fuvest - 2015
Fysiikan laboratorioluokassa sähkövarausten ominaisuuksien tutkimiseksi tehtiin koe, jossa pienet sähköistetyt pallot ruiskutetaan kammion yläosaan tyhjiössä, jossa on tasainen sähkökenttä samaan suuntaan ja suuntaan kuin kammion paikallinen kiihtyvyys. painovoima. Havaittiin, että sähkökentän moduulin ollessa 2 x 103 V / m, yksi palloista, massa 3,2 x 10-15 kg, pysyi vakionopeudella kammion sisällä. Tällä alalla on
a) sama määrä elektroneja ja protoneja.
b) 100 elektronia enemmän kuin protoneja.
c) 100 elektronia vähemmän kuin protonit.
d) 2000 elektronia enemmän kuin protoneja.
e) 2000 elektronia vähemmän kuin protonit.
Huomaa ja hyväksy: elektronivaraus = - 1,6 x 10-19 Ç; protonipanos = + 1,6 x 10+19 Ç; paikallinen painovoiman kiihtyvyys = 10 m / s2
Koska varaus pysyi kammion sisällä tasaisella nopeudella, se tarkoittaa, että nettovoima on nolla.
Koska painovoima ja sähkövoima ovat kuormitukseen vaikuttavia voimia, niillä on oltava sama voimakkuus ja vastakkaiset suunnat, jotta tuloksena oleva voima on nolla.
Sähkövoima lasketaan kaavalla Fsähköinen = q. E on voiman paino, jonka P = m.g antaa, joten meillä on:
Kun varauksen antaa arvo q = ei, meillä on:
Jotta sähkövoimalla olisi painovoiman vastakkainen suunta, on välttämätöntä, että varaus on negatiivinen, tällä tavalla voimalla on päinvastainen suunta kuin sähkökentällä. Joten meillä on ylimääräisiä elektroneja.
Vaihtoehto: b) 100 elektronia enemmän kuin protoneja.
Jos haluat lisätietoja, katso myös Sähkökenttä ja Sähkökenttäharjoitukset.
6) UFLA - 2010
Kaksi samanlaista purkautunutta johtavaa palloa 1 ja 2 ovat kosketuksissa toistensa kanssa ja tuettuina eristävälle pinnalle. Positiivisesti sähköistetty viestikapula lähestytään yhtä heistä koskematta siihen, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty. Sitten pallot poistetaan ja sähköistetty sauva poistetaan.
On oikein todeta se
a) pallot pysyvät kuormittamattomina, koska varauksia ei siirry kepin ja pallojen välillä.
b) palloa 1, joka on lähinnä sauvaa, tulee positiivisesti varautunut ja palloa 2 negatiivisesti varattua.
c) pallot sähköistetään yhtä suurilla varauksilla ja vastakkaisilla merkeillä.
d) pallot ladataan yhtäläisyysmerkillä ja molemmilla negatiivisella, koska sauva houkuttelee vastakkaisia varauksia.
Sauvan positiiviset varaukset houkuttelevat negatiiviset varaukset palloon 1 ja palloon 2 puuttuu elektroneja.
Erottamalla kaksi palloa pitämällä sauva samassa asennossa, pallo 1 sähköistetään negatiivisesti ja pallo 2 on positiivisesti varattu.
Vaihtoehto: c) pallot sähköistetään yhtä suurilla varauksilla ja vastakkaisilla merkeillä.
