מטען חשמלי הוא רכושם של חלקיקים כדי למשוך אחרים או לא למשוך אותם. לדוגמא, אלקטרונים מושכים פרוטונים, ואילו נויטרונים אינם נמשכים ואינם דוחים על ידי אלקטרונים.
גוף יהיה ניטרלי כאשר יש לו אותה כמות של אלקטרונים ופרוטונים. כאשר יש לו מספר גדול יותר של אלקטרונים מאשר פרוטונים הוא מחושמל בצורה שלילית. מצד שני, כאשר מספר האלקטרונים קטן ממספר הפרוטונים, הוא יחשמל באופן חיובי.
נצל את השאלות שנפתרו והגיבו כדי לברר את ספקותיך בנושא אלקטרוסטטיקה זה.
בעיות שנפתרו
1) UFRGS - 2018
מטען שלילי Q מקורב לכדור מוליך מבודד וניטרלי מבחינה חשמלית. הכדור מקורקע ואז עם חוט עופרת. בדוק את האלטרנטיבה שממלאת את החסר בצורה נכונה בהצהרה למטה, לפי סדר הופעתם. אם מטען Q מועבר הרחק משעה שהכדור מקורקע ואז הקרקע לא קרקעית, הכדור יהפוך ל ________. מצד שני, אם מסירים תחילה את הקרקע ואז מסירים את המטען Q, הכדור יהיה ________.
א) ניטרלי חשמלי - טעון חיובי
ב) ניטרלי חשמלי - טעון שלילי
ג) טעון חיובי - ניטרלי חשמלי
ד) טעון חיובי - טעון שלילי
ה) טעון שלילי - טעון חיובי
כאשר מטען שלילי מתקרב מכדור מוליך ניטרלי, כוח דוחה גורם לאלקטרונים להצטבר באזור הכדור הרחוק ביותר מהמטען.
באופן זה, האזור הקרוב ביותר לכדור הוא חסר אלקטרונים. במצב הראשון, הארקת הכדור בזמן הסרת העומס גורמת לעומס על הכדור לחזור לנייטרלי.
במצב השני, כאשר העומס מתרחק לאחר הוצאת הקרקע, הדבר גורם לעומסים עודפים. שליליות שנצברו בקצה אחד של הכדור מנוקזות לכדור הארץ, מה שהופך את הכדור לחיובי עמוס.
חלופה: א) ניטרלי חשמלי - טעון חיובי
לאובייקט מתכתי, X, מבודד חשמלי, יש מטען שלילי 5.0 x 10-12 Ç. אובייקט מתכתי שני, Y, ניטרלי, השמור על קשר עם כדור הארץ, מתקרב לראשון ויש ניצוץ ביניהם, מבלי שייגע. משך הניצוץ הוא 0.5 שניות ועוצמתו היא 10-11 ה. בסוף תהליך זה, המטענים החשמליים הכוללים של האובייקטים X ו- Y הם, בהתאמה,
א) אפס ואפס.
ב) אפס ו - 5.0 x 10-12 Ç.
ג) - 2.5 x 10-12 C ו- - 2.5 x 10-12 Ç.
ד) - 2.5 x 10-12 C ו- 2.5 x 10-12 Ç.
ה) + 5.0 x 10-12 C ואפס
ניתן לחשב את כמות המטען שהועברה במצב המוצג באמצעות הנוסחה הבאה:
החלפת הערכים המצוינים יש לנו:
לפיכך, אובייקט y קיבל חיוב של 5.10-12 C, אך מכיוון שהוא מקורקע, מטען עודף זה יתנקז והחפץ יהיה מטען כולל השווה לאפס.
עודף המטענים השליליים שהיו על האובייקט x הועבר לחלוטין לאובייקט y כפי שחישבנו. לכן, גם החיוב הכולל שלך יהיה שווה לאפס.
חלופה: א) אפס ואפס
שני מוטות מתכת זהים טעונים במטען של 9.0 µC. הם ממוקמים במגע עם מקל שלישי, זהה גם לשניים האחרים, אך המטען נטו שלו הוא אפס. לאחר שנוצר מגע ביניהם, שלושת המקלות מתרחקים זה מזה. מהו המטען הנקי, ב µC, על המוט השלישי?
א) 3.0
ב) 4.5
ג) 6.0
ד) 9.0
ה) 18
בחשמול מגע, כאשר הגופות זהות, המטען יחולק באופן שווה בין הגופים.
לפיכך, המטען של 18 µC (9 + 9) יחולק ב -3, כך שלכל מוט יהיה, לאחר מגע, מטען נטו של 6 µC (18: 3).
חלופה: ג) 6.0
בשיעור פיזיקה נעשה שימוש בשני כדורים מתכתיים זהים, X ו- Y: X מושעה על ידי a חוט בידוד בצורה של מטוטלת ו- Y קבוע על תומך בידוד, כפי שמוצג באיור לִגעוֹת. התחומים מרווחים בתחילה, כאשר X הוא טעון חיובי ו- Y ניטרלי חשמלי.
שקול את התיאור שלהלן של שני נהלים פשוטים להדגמת תהליכי חישמול אפשריים ואז סמן את החלופה שמשלימה נכון את החסר בהצהרות, לפי הסדר לְהוֹפִיעַ.
אני - הכדור Y מקורב ל- X, מבלי שייגעו. במקרה זה, אומת בניסוי כי הכדור X הוא _____________ על ידי הכדור Y.
II - הכדור Y מקורב ל- X, מבלי שייגעו. בזמן שהוא נמצא במצב זה, חיבור כדור ה- Y לאדמה מתבצע באמצעות חוט עופרת. עדיין במצב זה קרוב ל- X, Y מנתק מגע עם כדור הארץ ואז Y שוב מתרחק מ- X. במקרה זה, כדור Y הופך ל _____________.
א) נמשך - ניטרלי חשמלי
ב) נמשך - טעון חיובי
ג) נמשך - טעון שלילית
ד) נהדף - טעון חיובי
ה) נהדף - טעון שלילית
בהליך I, כאשר ניגשים לכדור Y לכדור X, שהוא טעון חיובי, האלקטרונים יימשכו לאזור הקרוב ביותר ל- X. לפיכך, כדור X נמשך לכדור Y.
בתהליך השני, על ידי חיבור כדור ה- Y עם חוט מוליך, האזור שנותר עם מחסור באלקטרונים יקבל מטענים שליליים. לאחר שבירת הקשר הזה, כדור Y יטען שלילית.
חלופה: ג) נמשך - טעון שלילית
למידע נוסף, ראה אלקטרוסטטיקה ו אלקטרוסטטיקה: תרגילים.
5) Fuvest - 2015
בשיעור מעבדה לפיזיקה, כדי לחקור תכונות של מטענים חשמליים, נערך ניסוי בו כדוריות חשמליות קטנות מוזרקים לחלק העליון של החדר, בוואקום, שם יש שדה חשמלי אחיד באותו כיוון וכיוון כמו התאוצה המקומית של כוח משיכה. נצפה כי, עם שדה חשמלי של מודול השווה ל -2 x 103 V / m, אחד הכדורים, בעל מסה 3.2 x 10-15 ק"ג, נשאר במהירות קבועה בתוך החדר. יש בתחום הזה
א) אותו מספר אלקטרונים ופרוטונים.
ב) 100 אלקטרונים יותר מפרוטונים.
ג) 100 אלקטרונים פחות מפרוטונים.
ד) 2000 יותר אלקטרונים מאשר פרוטונים.
ה) 2000 אלקטרונים פחות מפרוטונים.
שים לב ולאמץ: מטען אלקטרונים = - 1.6 x 10-19 Ç; מטען פרוטון = + 1.6 x 10+19 Ç; האצת כובד מקומית = 10 מ / ש2
מכיוון שהמטען נשאר בתוך החדר במהירות קבועה, המשמעות היא שהכוח הנקי שווה לאפס.
מכיוון שכוח המשקל והכוח החשמלי הם הכוחות הפועלים על העומס, עליהם להיות בעלי אותו עוצמה וכיוונים מנוגדים כך שהכוח המתקבל יהיה שווה לאפס.
הכוח החשמלי מחושב על ידי הנוסחה Fחשמלי = ש. E הוא משקל הכוח שניתן על ידי P = מ"ג, ולכן יש לנו:
מכיוון שהחיוב ניתן על ידי q = n.e, יש לנו:
כדי שהכוח החשמלי יהיה בכיוון ההפוך מכוח המשקל, יהיה צורך שהמטען יהיה שלילי, באופן זה, הכוח יהיה בכיוון ההפוך לשדה החשמלי. אז יהיו לנו עודפי אלקטרונים.
חלופה: ב) 100 אלקטרונים יותר מפרוטונים.
למידע נוסף אודות, ראה גם שדה חשמלי ו תרגילי שדה חשמליים.
6) UFLA - 2010
שתי כדוריות מוליכות שוות פרוקות 1 ו -2 נמצאות במגע אחת עם השנייה ונתמכות על משטח בידוד. שרביט חשמלי חיובי מתקרב לאחד מהם, מבלי לגעת בו, כפי שמוצג באיור למטה. ואז מסירים את הכדורים ומוציאים את המוט המחושמל.
נכון לקבוע זאת
א) הכדורים נותרים פרוקים, מכיוון שאין העברת מטענים בין מקל לכדור.
ב) כדור 1, הכי קרוב למקל, הופך לטעון חיובי וכדור 2 טעון שלילית.
ג) הכדורים מחשמלים במטענים שווים ובסימנים מנוגדים.
ד) הכדורים טעונים במטענים של סימן שווה ושניהם בסימן שלילי, שכן המוט מושך מטענים מנוגדים.
המטענים החיוביים על המוט ימשכו את המטענים השליליים לכדור 1 וכדור 2 יהיה חסר אלקטרונים.
על ידי הפרדת שתי הכדורים, שמירה על המקל באותו מיקום, תחשמל כדור 1 בצורה שלילית וכדור 2 יטען באופן חיובי.
חלופה: ג) הספירות מחשמלות במטענים שווים ובסימנים מנוגדים.
