Električni naboj svojstvo je čestica da privlače ili ne privlače druge. Na primjer, elektroni privlače protone, dok elektrone niti privlače niti odbijaju.
Tijelo će biti neutralno kada ima jednaku količinu elektrona i protona. Kada ima veći broj elektrona od protona negativno se elektrificira. S druge strane, kada je broj elektrona manji od broja protona, bit će pozitivno naelektriziran.
Iskoristite riješena i komentirana pitanja kako biste razjasnili svoje sumnje u ovu temu elektrostatike.
Riješeni problemi
1) UFRGS - 2018
Negativni naboj Q aproksimira se na izoliranu, električki neutralnu provodnu kuglu. Zatim se kugla uzemljuje olovnom žicom. Provjerite alternativu koja ispravno popunjava prazna mjesta u sljedećem navodu, redoslijedom kojim se pojavljuju. Ako se naboj Q pomakne daleko dok je lopta uzemljena, a zatim tlo neuzemljeno, lopta će postati ________. S druge strane, ako se prvo ukloni tlo, a zatim ukloni naboj Q, sfera će biti ________.
a) električno neutralan - pozitivno nabijen
b) električno neutralni - negativno nabijeni
c) pozitivno nabijeni - električno neutralni
d) pozitivno nabijen - negativno nabijen
e) negativno nabijen - pozitivno nabijen
Kada se negativnom naboju približi iz neutralne provodne kugle, odbojna sila uzrokuje nakupljanje elektrona u području sfere koja je najudaljenija od naboja.
Na taj način u regiji najbližoj sferi nedostaje elektrona. U prvoj situaciji uzemljenje lopte dok se uklanja teret dovodi do vraćanja tereta u kuglu u neutralni položaj.
U drugoj situaciji, dok se teret odmiče nakon uklanjanja tla, to uzrokuje višak tereta. negativi nakupljeni na jednom kraju kugle odvode se na zemlju, čineći kuglu pozitivnom natovaren.
Alternativa: a) električno neutralan - pozitivno nabijen
Metalni objekt X, električno izoliran, ima negativni naboj 5,0 x 10-12 Ç. Drugi metalni objekt, Y, neutralan, koji je u kontaktu sa Zemljom, približava se prvom i između njih postoji iskra, a da se ne dodiruju. Trajanje iskre je 0,5 s, a njen intenzitet 10-11 THE. Na kraju ovog postupka ukupni električni naboji predmeta X i Y iznose,
a) nula i nula.
b) nula i - 5,0 x 10-12 Ç.
c) - 2,5 x 10-12 C i - 2,5 x 10-12 Ç.
d) - 2,5 x 10-12 C i + 2,5 x 10-12 Ç.
e) + 5,0 x 10-12 C i nula
Količina prenesenog tereta u prikazanoj situaciji može se izračunati pomoću sljedeće formule:
Zamjenjujući naznačene vrijednosti, imamo:
Tako je objekt y dobio naboj od 5,10-12 C, ali budući da je uzemljen, taj će se višak napuha isprazniti i objekt će imati ukupni naboj jednak nuli.
Višak negativnih naboja koji su bili na objektu x, u potpunosti je prebačen na objekt y, kako smo izračunali. Stoga će i vaša ukupna naplata biti jednaka nuli.
Alternativa: a) nula i nula
Dvije identične metalne šipke napunjene su nabojem od 9,0 µC. Dolaze u kontakt s trećim štapom, također identičnim s ostala dva, ali čiji je neto naboj jednak nuli. Nakon uspostavljanja kontakta između njih, tri se štapića razdvajaju. Koliki je neto naboj, u µC, na trećoj šipci?
a) 3.0
b) 4.5
c) 6,0
d) 9,0
e) 18
U kontaktnoj elektrifikaciji, kada su tijela identična, naboj će se podijeliti podjednako između tijela.
Dakle, naboj od 18 µC (9 + 9) podijelit će se s 3, pa će svaka štap nakon kontakta imati neto naboj od 6 µC (18: 3).
Alternativa: c) 6.0
Na satu fizike korištene su dvije identične metalne kugle, X i Y: X je suspendiran pomoću a izolacijska žica u obliku njihala i Y pričvršćena na izolacijski nosač, kao što je prikazano na slici ispod. Kuglice su u početku razmaknute, pri čemu je X pozitivno nabijen, a Y električki neutralan.
Razmotrite donji opis dva jednostavna postupka za pokazivanje mogućih procesa elektrifikacije a zatim označite alternativu koja ispravno popunjava prazna mjesta u iskazima, redoslijedom kojim pojaviti se.
I - Kugla Y približna je X, a da se oni ne dodiruju. U ovom se slučaju eksperimentalno provjerava da je kugla X kuglom Y _____________.
II - Kugla Y približna je X, a da se ne dodiruju. Dok se drži u ovom položaju, Y-kugla se spaja sa zemljom pomoću olovne žice. Još uvijek u ovom položaju blizu X, Y prekida kontakt sa zemljom i tada se Y ponovno odmiče od X. U ovom slučaju sfera Y postaje _____________.
a) privučeni - električno neutralni
b) privučeni - pozitivno nabijeni
c) privučeni - negativno nabijeni
d) odbijen - pozitivno nabijen
e) odbijen - negativno nabijen
U postupku I, kada se približava sferi Y sferi X, koja je pozitivno nabijena, elektroni će biti privučeni u područje najbliže X. Dakle, kuglu X privlači sfera Y.
U drugom procesu, povezivanjem Y sfere s provodnom žicom, područje u kojem je nedostajalo elektrona primit će negativne naboje. Prekidom ove veze kugla Y postat će negativno nabijena.
Alternativa: c) privučena - negativno nabijena
Da biste saznali više, pogledajte elektrostatika i Elektrostatika: vježbe.
5) Fuvest - 2015
Na satu laboratorija fizike, za proučavanje svojstava električnih naboja, izveden je pokus u kojem su male naelektrizirane sfere ubrizgavaju se u gornji dio komore, u vakuumu, gdje postoji jednolično električno polje u istom smjeru i smjeru kao i lokalno ubrzanje gravitacija. Uočeno je da s električnim poljem modula jednakim 2 x 103 V / m, jedna od sfera, mase 3,2 x 10-15 kg, ostao je konstantnom brzinom unutar komore. Ova sfera ima
a) jednak broj elektrona i protona.
b) 100 elektrona više od protona.
c) 100 elektrona manje od protona.
d) 2000 više elektrona nego protona.
e) 2000 elektrona manje od protona.
Primijetite i usvojite: naboj elektrona = - 1,6 x 10-19 Ç; protonsko punjenje = + 1,6 x 10+19 Ç; lokalno ubrzanje gravitacije = 10 m / s2
Kako je naboj ostao unutar komore konstantnom brzinom, to znači da je neto sila jednaka nuli.
Budući da su sila utega i električna sila sile koje djeluju na teret, one moraju imati jednak intenzitet i suprotne smjerove tako da rezultirajuća sila bude jednaka nuli.
Električna sila izračunava se po formuli Felektrični = q. E je težina sile zadana s P = m.g, pa imamo:
Kako je naboj dan s q = n.e, imamo:
Da bi električna sila imala suprotan smjer sile utega, bit će potrebno da naboj bude negativan, na taj će način sila imati suprotan smjer od električnog polja. Imat ćemo višak elektrona.
Alternativa: b) 100 elektrona više od protona.
Da biste saznali više o tome, također pogledajte Električno polje i Vježbe električnog polja.
6) UFLA - 2010
Dvije jednake ispražnjene vodljive kugle 1 i 2 u međusobnom su dodiru i oslonjene na izolacijsku površinu. Pozitivno naelektriziranoj palici pristupa se jednom od njih, bez dodirivanja, kao što je prikazano na donjoj slici. Zatim se uklanjaju kuglice i uklanja elektrificirana šipka.
Ispravno je to tvrditi
a) kugle ostaju neopterećene, jer nema prijenosa naboja između štapa i kuglica.
b) kugla 1, najbliža štapiću, postaje pozitivno nabijena, a kugla 2 negativno nabijena.
c) kugle su elektrificirane jednakim nabojima i suprotnim predznacima.
d) kugle su nabijene nabojima jednakog predznaka, a obje negativnim predznakom, jer štap privlači suprotne naboje.
Pozitivni naboji na štapu privući će negativne naboje u kuglu 1, a u kugli 2 nedostajat će elektroni.
Odvajanjem dviju sfera, držeći štap u istom položaju, kugla 1 će se negativno naelektrizirati, a kugla 2 pozitivno nabiti.
Alternativa: c) kugle su elektrificirane jednakim nabojima i suprotnim predznacima.
