La charge électrique est la propriété des particules d'attirer ou de ne pas attirer les autres. Par exemple, les électrons attirent les protons, tandis que les neutrons ne sont ni attirés ni repoussés par les électrons.
Un corps sera neutre lorsqu'il aura la même quantité d'électrons et de protons. Lorsqu'il a un plus grand nombre d'électrons que de protons, il est électrifié négativement. Par contre, lorsque le nombre d'électrons est inférieur au nombre de protons, il sera positivement électrifié.
Profitez des questions résolues et commentées pour lever vos doutes sur ce sujet d'électrostatique.
Problèmes résolus
1) UFRGS - 2018
Une charge négative Q est assimilée à une sphère conductrice isolée et électriquement neutre. La sphère est ensuite mise à la terre avec un fil conducteur. Cochez l'alternative qui remplit correctement les blancs dans l'énoncé ci-dessous, dans l'ordre dans lequel ils apparaissent. Si la charge Q est déplacée loin alors que la balle est au sol, puis que le sol n'est plus au sol, la balle deviendra ________. D'un autre côté, si le sol est d'abord enlevé puis la charge Q est enlevée, la sphère sera ________ .
a) électriquement neutre - chargé positivement
b) électriquement neutre - chargé négativement
c) chargée positivement - électriquement neutre
d) chargé positivement - chargé négativement
e) chargé négativement - chargé positivement
Lorsqu'une charge négative est approchée d'une sphère conductrice neutre, une force répulsive provoque l'accumulation d'électrons dans la région de la sphère la plus éloignée de la charge.
De cette façon, la région la plus proche de la sphère est à court d'électrons. Dans la première situation, la mise à la terre de la balle pendant que la charge est retirée fait revenir la charge sur la balle au neutre.
Dans la seconde situation, comme la charge est éloignée après l'enlèvement du sol, cela provoque des charges excessives. les négatifs accumulés à une extrémité de la sphère sont drainés vers la terre, rendant la sphère positivement chargé.
Alternative: a) électriquement neutre - chargé positivement
Un objet métallique, X, isolé électriquement, a une charge négative 5,0 x 10-12 Ç. Un deuxième objet métallique, Y, neutre, maintenu en contact avec la Terre, est rapproché du premier et il y a une étincelle entre eux, sans qu'ils se touchent. La durée de l'étincelle est de 0,5 s et son intensité est de 10-11 LES. A la fin de ce processus, les charges électriques totales des objets X et Y sont, respectivement,
a) zéro et zéro.
b) zéro et – 5,0 x 10-12 Ç.
c) - 2,5 x 10-12 C et - 2,5 x 10-12 Ç.
d) - 2,5 x 10-12 C et + 2,5 x 10-12 Ç.
e) + 5,0 x 10-12 C et zéro
La quantité de cargaison transférée dans la situation présentée peut être calculée à l'aide de la formule suivante :
En remplaçant les valeurs indiquées, on a :
Ainsi, l'objet y a reçu une charge de 5.10-12 C, mais puisqu'il est mis à la terre, cet excès de charge s'évacuera et l'objet aura une charge totale égale à zéro.
L'excès de charges négatives qui se trouvaient sur l'objet x, a été totalement transféré à l'objet y, comme nous l'avons calculé. Par conséquent, votre charge totale sera également égale à zéro.
Alternative: a) zéro et zéro
Deux tiges métalliques identiques sont chargées d'une charge de 9,0 µC. Ils sont placés au contact d'un troisième bâton, également identique aux deux autres, mais dont la charge nette est nulle. Une fois le contact établi entre eux, les trois bâtons s'écartent. Quelle est la charge nette, en µC, sur la troisième tige ?
a) 3.0
b) 4,5
c) 6,0
d) 9,0
e) 18
En électrification de contact, lorsque les corps sont identiques, la charge sera répartie également entre les corps.
Ainsi, la charge de 18 µC (9 + 9) sera divisée par 3, donc chaque tige aura, après contact, une charge nette de 6 µC (18: 3).
Alternative: c) 6,0
Dans un cours de physique, deux sphères métalliques identiques ont été utilisées, X et Y: X est suspendu par un fil isolant en forme de pendule et en Y fixé sur un support isolant, comme représenté sur la figure mugissement. Les sphères sont initialement espacées, X étant chargé positivement et Y électriquement neutre.
Considérez la description ci-dessous de deux procédures simples pour démontrer les processus d'électrification possibles puis cochez l'alternative qui remplit correctement les blancs dans les déclarations, dans l'ordre dans lequel apparaître.
I - La sphère Y est approchée de X, sans qu'elles se touchent. Dans ce cas, on vérifie expérimentalement que la sphère X est _____________ par la sphère Y.
II - La sphère Y est rapprochée de X, sans qu'elles se touchent. Lorsqu'elle est maintenue dans cette position, une connexion de la boule en Y à la terre est effectuée à l'aide d'un fil conducteur. Toujours dans cette position proche de X, Y rompt le contact avec la terre puis éloigne à nouveau Y de X. Dans ce cas, la sphère Y devient _____________ .
a) attiré - électriquement neutre
b) attiré - chargé positivement
c) attiré - chargé négativement
d) repoussé - chargé positivement
e) repoussé - chargé négativement
Dans la procédure I, lors de l'approche de la sphère Y à la sphère X, qui est chargée positivement, les électrons seront attirés vers la région la plus proche de X. Ainsi, la sphère X est attirée par la sphère Y.
Dans le deuxième processus, en connectant la sphère Y avec un fil conducteur, la région qui a été laissée sans électrons recevra des charges négatives. En cassant cette connexion, la sphère Y deviendra chargée négativement.
Alternative: c) attiré - chargé négativement
Pour en savoir plus, consultez électrostatique et Électrostatique: Exercices.
5) Fuvest - 2015
Dans une classe de laboratoire de physique, pour étudier les propriétés des charges électriques, une expérience a été réalisée dans laquelle de petites sphères électrifiées sont injectés dans la partie supérieure d'une chambre, sous vide, où règne un champ électrique uniforme dans le même sens et dans le même sens que l'accélération locale du la gravité. Il a été observé qu'avec un champ électrique de module égal à 2 x 103 V/m, une des sphères, de masse 3,2 x 10-15 kg, est resté à vitesse constante à l'intérieur de la chambre. Cette sphère a
a) le même nombre d'électrons et de protons.
b) 100 électrons de plus que de protons.
c) 100 électrons de moins que les protons.
d) 2000 électrons de plus que de protons.
e) 2000 électrons de moins que les protons.
Noter et adopter: charge électronique = - 1,6 x 10-19 Ç; charge protonique = + 1,6 x 10+19 Ç; accélération locale de la pesanteur = 10 m/s2
Comme la charge est restée à l'intérieur de la chambre avec une vitesse constante, cela signifie que la force nette est égale à zéro.
Puisque la force de poids et la force électrique sont les forces agissant sur la charge, elles doivent avoir la même intensité et des directions opposées pour que la force résultante soit égale à zéro.
La force électrique est calculée par la formule Félectrique = q. E est le poids de force donné par P = m.g, on a donc :
Comme la charge est donnée par q = n.e, on a :
Pour que la force électrique ait la direction opposée à la force du poids, il faudra que la charge soit négative, de cette façon, la force aura la direction opposée au champ électrique. Nous allons donc avoir des électrons en excès.
Alternative: b) 100 électrons de plus que les protons.
Pour en savoir plus, voir aussi Champ électrique et Exercices sur le champ électrique.
6) UFLA - 2010
Deux sphères conductrices déchargées égales 1 et 2 sont en contact l'une avec l'autre et supportées sur une surface isolante. Un bâton électrifié positivement est approché de l'un d'eux, sans le toucher, comme le montre la figure ci-dessous. Ensuite, les billes sont retirées et la tige électrifiée est retirée.
Il est juste de dire que
a) les sphères restent déchargées, car il n'y a pas de transfert de charges entre le bâton et les sphères.
b) la sphère 1, la plus proche du bâton, se charge positivement et la sphère 2 se charge négativement.
c) les sphères sont électrifiées avec des charges égales et des signes opposés.
d) les sphères sont chargées de charges de signe égal et toutes deux de signe négatif, car la tige attire des charges opposées.
Les charges positives sur la tige attireront les charges négatives vers la sphère 1 et la sphère 2 sera à court d'électrons.
En séparant les deux sphères, en gardant la tige dans la même position, la sphère 1 sera électrisée négativement et la sphère 2 sera chargée positivement.
Alternative: c) les sphères sont électrifiées avec des charges égales et des signes opposés.
