전기장은 전하 주변 공간의 변화를 나타냅니다. 그것은 전력선이라는 선으로 표시됩니다.
이 주제는 정전기 콘텐츠의 일부입니다. 따라서 Toda Matéria가 준비한 연습 문제를 활용하고 언급 된 해결책에 따라 지식을 테스트하고 의심을 해결하십시오.
해결 된 문제 및 댓글
1) UFRGS-2019 년
아래 그림은 각각의 등전위 표면 세트가있는 3 개의 전하 시스템을 단면으로 보여줍니다.
아래 문장의 빈칸을 순서대로 올바르게 채우는 대안을 선택하십시오. 등전위 추적에서 부하가... 표지판이... 그리고로드 모듈은... .
a) 1과 2 – 같음 – q1 b) 1과 3 – 같음 – q1 c) 1과 2 – 반대 – q1 d) 2와 3 – 반대 – q1> q2> q3
e) 2와 3 – 같음 – q1> q2> q3
등전위 표면은 전위가 동일한 점으로 형성된 표면을 나타냅니다.
도면을 관찰하여 전하 1과 2 사이에 공통 표면이 있음을 확인했습니다. 이는 전하가 동일한 부호를 가질 때 발생합니다. 따라서 1과 2는 동일한 요금을 갖습니다.
도면에서 하중 1은 표면 수가 가장 적기 때문에 하중 계수가 가장 작은 것이고 하중 3은 가장 많은 수를 갖는 것입니다.
따라서 우리는 q1
대안: a) 1과 2-같음-q1
그림에서 점 I, II, III 및 IV는 균일 한 전기장으로 표시됩니다.
무시할 수있는 질량과 양전하를 가진 입자는 다음 지점에 배치 될 경우 가능한 가장 높은 전기적 위치 에너지를 획득합니다.
그곳에
b) II
c) III
d) IV
균일 한 전기장에서 양극 입자는 양극판에 가까울수록 더 큰 전위 에너지를 갖습니다.
이 경우, I 지점은 부하가 가장 큰 위치 에너지를 가지는 곳입니다.
대안: a) I
전기 집진기는 산업 굴뚝의 배기 가스에 존재하는 작은 입자를 제거하는 데 사용할 수있는 장비입니다. 장비의 기본 작동 원리는 이러한 입자를 이온화 한 다음 통과하는 영역에서 전기장을 사용하여 제거하는 것입니다. 그들 중 하나가 질량 m을 갖고, 값 q의 전하를 획득하고 모듈러스 E의 전기장을받는다고 가정합니다. 이 입자의 전기력은 다음과 같습니다.
a) mqE.
b) mE / qb.
c) q / E.
d) qE.
전기장이있는 영역에 위치한 전하에 작용하는 전기력의 강도는 전하의 크기에 의한 전하의 곱, 즉 F = q와 같습니다. 과.
대안: d) qE
물리학 실험실 수업에서 전하의 특성을 연구하기 위해 작은 전기 구체가 진공 상태에서 챔버의 윗부분에 주입되며, 여기에서 로컬 가속도와 같은 방향과 방향으로 균일 한 전기장이 있습니다. 중량. 2 x 10과 같은 모듈러스의 전기장에서3 구 중 하나 인 V / m, 질량 3.2 x 10-15 kg, 챔버 내부에서 일정한 속도로 유지되었습니다. 이 구체는 (고려: 전자 전하 =-1.6 x 10-19 씨; 양성자 전하 = + 1.6 x 10-19 씨; 중력의 국부 가속도 = 10m / s2)
a) 동일한 수의 전자와 양성자.
b) 양성자보다 전자가 100 개 더 많습니다.
c) 양성자보다 100 개의 전자가 적습니다.
d) 양성자보다 2000 개 더 많은 전자.
e) 양성자보다 적은 2000 개의 전자.
문제의 정보에 따르면 구에 작용하는 힘이 무게와 전기력이라는 것을 확인했습니다.
구체가 일정한 속도로 챔버에 남아 있기 때문에이 두 힘은 크기가 같고 방향이 반대라는 결론을 내립니다. 아래 이미지와 같이 :
이런 식으로 구에 작용하는 두 힘을 동일하게하여 하중의 계수를 계산할 수 있습니다.
이제 추가 입자의 수를 찾기 위해 다음 관계를 사용하겠습니다.
q = n.e
존재,
n: 여분의 전자 또는 양성자의 수
e: 기본 요금
따라서 문제에 표시된 값을 대체하면 다음과 같은 이점이 있습니다.
우리가 보았 듯이, 전기력은 무게의 힘과 반대 방향을 가져야합니다.
이것이 발생하려면 전하가 음의 부호를 가져야합니다. 이렇게하면 전기력과 전기장이 반대 방향을 갖게되기 때문입니다.
따라서 구는 양성자보다 더 많은 수의 전자를 가져야합니다.
대안: b) 양성자보다 100 개의 전자.
5) 유네스 프-2015
전기 모델은 종종 인체의 다양한 시스템에서 정보 전송을 설명하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 신경계는 세포 내 환경과 세포 외 환경을 분리하는 얇은 지단백질 막으로 구분 된 세포 인 뉴런 (그림 1)으로 구성됩니다. 멤브레인의 내부 부분은 음전하를 띠고 외부 부분은 양전하를 띠고 있습니다 (그림 2). 이는 커패시터의 판에서 발생하는 것과 유사합니다.
그림 3은 필드의 작용하에있는 두께 d의이 멤브레인의 확대 된 조각을 나타냅니다. 균일 한 전기, 그림에서 서로 평행하고 방향을 향한 힘의 선으로 표현 쪽으로. 세포 내 배지와 세포 외 배지 간의 전위차는 V입니다. 기본 전하를 e로 고려하면 그림 3에 표시된 칼륨 이온 K +는이 전기장의 작용하에 모듈을 다음과 같이 쓸 수있는 전기력을 받게됩니다.
균일 한 전기장에서 전위차는 다음과 같이 주어진다.
전기장 E는 전기력과 전하 사이의 비율, 즉 다음과 같습니다.
이전 관계에서 이 관계를 바꾸면 다음과 같습니다.
우리는 하나의 칼륨 이온만을 가지고 있기 때문에 표현 q =n.e는 q=e가 될 것입니다. 이전 표현식에서이 값을 대체하고 힘을 분리하면 다음을 찾을 수 있습니다.
대안: d)
두 개의 평평하고 평행 한 금속판 사이의 영역은 측면 그림에 나와 있습니다. 점선은 플레이트 사이에 존재하는 균일 한 전기장을 나타냅니다. 플레이트 사이의 거리는 5mm이고 전위차는 300V입니다. 점 A, B 및 C의 좌표가 그림에 표시됩니다. (기록 및 채택: 시스템이 진공 상태입니다. 전자 전하 = -1.6.10-19 씨)
결정
a) 모듈 및그만큼, 그리고비 그리고씨 지점 A, B 및 C에서 각각 전기장의;
b) 전위차 VAB 그리고 V기원전 지점 A와 B 사이 및 지점 B와 C 사이;
c) 작업 점 C에서 점 A로 이동하는 전자의 전기력에 의해 수행됩니다.
a) 판 사이의 전기장이 균일하기 때문에 값은 지점 A, B 및 C에서 동일합니다. 즉, E그만큼 = 그리고비 = 그리고씨 = 그리고.
E의 계수를 계산하기 위해 다음 공식을 적용합니다.
V = E.d
V = 300V 및 d = 5mm = 0.005m 인 경우 다음 값을 찾을 수 있습니다.
b) 표시된 지점의 전위차를 계산하기 위해 표시된 거리를 고려하여 위와 동일한 공식을 적용합니다.
이제 지점 B와 C 사이의 전위차를 계산해 봅시다. 이를 위해이 두 점은 플레이트에서 동일한 거리에 있습니다. 즉, d기원전 = 0,004 - 0,004 = 0.
이러한 방식으로 전위차는 0, 즉 다음과 같습니다.
V기원전 = 60 000. 0 = 0
c) 작업을 계산하기 위해 다음 공식을 사용합니다.
점 C의 전위가 점 B의 전위와 같으면 V씨 - V그만큼 = V비 - V그만큼 =-VAB = - 180V 이 값을 공식에 대입하면 다음을 얻습니다.
거리 d로 분리 된 동일한 값과 반대 기호의 두 점 모양 전하에 의해 생성 된 전기장을 고려하십시오. 전하의 등거리 지점에서이 전기장 벡터에 대해 다음과 같이 말하는 것이 정확합니다.
a) 두 전하를 연결하는 선에 수직 인 방향과이 모든 지점에서 동일한 방향을 갖습니다.
b) 두 하중을 연결하는 선과 같은 방향이지만 분석 된 각 점에 대해 방향이 다릅니다.
c) 두 하중을 연결하는 선에 수직 인 방향이 있지만 분석 된 각 점에 대해 방향이 다릅니다.
d) 두 개의 전하를 연결하는 선과 같은 방향이고이 모든 지점에서 같은 방향을 가지고 있습니다.
아래 이미지는 반대 신호를 가진 두 개의 전하가있을 때 힘의 선을 나타냅니다.
각 점에서 힘의 선에 접하는 전기장 벡터로서, 우리는 점에서 다음을 확인합니다. 전하에서 등거리에있는 벡터는 두 전하를 연결하는 선과 같은 방향을 가지며 동일합니다. 감각.
대안: d)는 두 개의 전하를 연결하는 선과 같은 방향이고이 모든 지점에서 같은 방향입니다.
더 많은 연습은 다음을 참조하십시오.
- 전하: 운동
- 정전기: 연습 문제
- 쿨롱의 법칙: 연습
- 저항기 협회-연습
