Elektriskā lādiņa ir daļiņu īpašība piesaistīt vai nepievilināt citus. Piemēram, elektroni piesaista protonus, savukārt neitronus ne piesaista, ne atgrūž.
Ķermenis būs neitrāls, ja tam būs vienāds daudzums elektronu un protonu. Ja tam ir lielāks elektronu skaits nekā protoniem, tas tiek negatīvi elektrificēts. No otras puses, kad elektronu skaits ir mazāks par protonu skaitu, tas tiks pozitīvi elektrificēts.
Izmantojiet atrisinātos un komentētos jautājumus, lai noskaidrotu šaubas par šo elektrostatikas tēmu.
Atrisināti jautājumi
1) UFRGS - 2018. gads
Negatīvo lādiņu Q aproksimē ar izolētu, elektriski neitrālu vadošu sfēru. Pēc tam sfēru iezemē ar svina vadu. Pārbaudiet alternatīvu, kas pareizi aizpilda tukšās vietas zemāk esošajā paziņojumā tādā secībā, kādā tās parādās. Ja lādiņš Q tiek pārvietots tālu prom, kamēr bumba ir iezemēta, un tad zeme ir nepamatota, bumba kļūs ________. No otras puses, ja vispirms tiek noņemta zeme un pēc tam noņemts lādiņš Q, sfēra būs ________.
a) elektriski neitrāls - pozitīvi uzlādēts
b) elektriski neitrāls - negatīvi uzlādēts
c) pozitīvi uzlādēts - elektriski neitrāls
d) pozitīvi uzlādēts - negatīvi uzlādēts
e) negatīvi uzlādēts - pozitīvi uzlādēts
Tuvojoties negatīvajam lādiņam no neitrālas vadošās sfēras, atgrūšanas spēks liek elektroniem uzkrāties sfēras reģionā, kas atrodas vistālāk no lādiņa.
Tādā veidā sfērai tuvākajā reģionā trūkst elektronu. Pirmajā situācijā bumbas iezemēšana, kamēr lādiņš tiek noņemts, lodes lādiņam atgriežas neitrālā stāvoklī.
Otrajā situācijā, kad pēc zemes noņemšanas krava tiek pārvietota prom, tas rada liekas slodzes. vienā sfēras galā uzkrātie negatīvi tiek novadīti uz zemi, padarot sfēru pozitīvi ielādēts.
Alternatīva: a) elektriski neitrāla - pozitīvi uzlādēta
Elektriski izolētam metāla priekšmetam X ir negatīvs lādiņš 5,0 x 10-12 Ç. Otrs metāla objekts, Y, neitrāls, kas atrodas kontaktā ar Zemi, tiek tuvināts pirmajam, un starp tiem ir dzirkstele, tiem nepieskaroties. Dzirksteles ilgums ir 0,5 s, un tā intensitāte ir 10-11. Šī procesa beigās objektu X un Y kopējie elektriskie lādiņi ir attiecīgi
a) nulle un nulle.
b) nulle un - 5,0 x 10-12 Ç.
c) - 2,5 x 10-12 C un - 2,5 x 10-12 Ç.
d) - 2,5 x 10-12 C un + 2,5 x 10-12 Ç.
e) + 5,0 x 10-12 C un nulle
Pārnestās kravas daudzumu parādītajā situācijā var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:
Nomainot norādītās vērtības, mums ir:
Tādējādi objekts y saņēma maksu 5,10-12 C, bet, tā kā tas ir iezemēts, šis pārmērīgais lādiņš iztukšosies un objekta kopējā lādiņa vērtība būs nulle.
Negatīvo lādiņu pārsniegums, kas atradās objektā x, tika pilnībā pārnests uz objektu y, kā aprēķinājām. Tāpēc arī jūsu kopējā maksa būs vienāda ar nulli.
Alternatīva: a) nulle un nulle
Divus identiskus metāla stieņus uzlādē ar uzlādi 9,0 µC. Tie tiek novietoti saskarē ar trešo nūju, arī identisku pārējiem diviem, bet kuru neto lādiņš ir nulle. Pēc kontakta nodibināšanas trīs spieķi pārvietojas viens no otra. Kāda ir trešā stieņa neto uzlāde µC?
a) 3.0
b) 4.5
c) 6.0
d) 9.0
e) 18
Kontaktu elektrifikācijas laikā, kad ķermeņi ir identiski, lādiņš tiks sadalīts vienādi starp ķermeņiem.
Tādējādi 18 µC (9 + 9) lādiņš tiks dalīts ar 3, tāpēc katram stienim pēc kontakta neto lādiņš būs 6 µC (18: 3).
Alternatīva: c) 6.0
Fizikas klasē tika izmantotas divas identiskas metāla sfēras, X un Y: X ir apturēta ar a izolācijas stieple svārsta un Y formā, kas piestiprināta uz izolācijas balsta, kā parādīts attēlā bildēt. Sfēras sākotnēji ir izvietotas viena no otras, X ir pozitīvi uzlādēts un Y elektriski neitrāls.
Apsveriet zemāk esošo divu vienkāršu procedūru aprakstu, lai parādītu iespējamos elektrifikācijas procesus un pēc tam atzīmējiet alternatīvu, kas pareizi aizpilda aizpildījumus paziņojumos tādā secībā, kādā parādās.
I - sfēra Y ir tuvināta X, viņiem nepieskaroties. Šajā gadījumā eksperimentāli tiek pārbaudīts, vai sfēru X _____________ veido sfēra Y.
II - sfēra Y ir tuvināta X, bez tiem pieskaršanās. Turot šo pozīciju, Y lodītes savienojums ar zemi tiek veikts, izmantojot svina vadu. Joprojām atrodoties tuvu X, Y pārtrauc kontaktu ar zemi un tad Y atkal attālinās no X. Šajā gadījumā sfēra Y kļūst par _____________.
a) piesaistīts - elektriski neitrāls
b) piesaistīts - pozitīvi uzlādēts
c) piesaistīts - negatīvi uzlādēts
d) atbaidīts - pozitīvi uzlādēts
e) atbaidīts - negatīvi uzlādēts
Procedūrā I, tuvojoties sfērai Y sfērai X, kura ir pozitīvi uzlādēta, elektroni tiks piesaistīti apgabalam, kas ir vistuvāk X. Tādējādi sfēru X piesaista sfēra Y.
Otrajā procesā, savienojot Y sfēru ar vadošu vadu, reģions, kurā palika elektronu trūkums, saņems negatīvus lādiņus. Pārtraucot šo savienojumu, sfēra Y kļūs negatīvi uzlādēta.
Alternatīva: c) piesaistīts - negatīvi uzlādēts
Lai uzzinātu vairāk, skatiet elektrostatika un Elektrostatika: vingrinājumi.
5) Fuvest - 2015. gads
Fizikas laboratorijas klasē, lai pētītu elektrisko lādiņu īpašības, tika veikts eksperiments, kurā tika izveidotas mazas elektrificētas sfēras tiek ievadīti kameras augšējā daļā vakuumā, kur ir vienmērīgs elektriskais lauks tajā pašā virzienā un virzienā, kur smagums. Tika novērots, ka ar elektrisko lauku, kura modulis ir vienāds ar 2 x 103 V / m, viena no sfērām, ar masu 3,2 x 10-15 kg, palika nemainīgā ātrumā kameras iekšpusē. Šai sfērai ir
a) vienāds elektronu un protonu skaits.
b) par 100 elektroniem vairāk nekā protoniem.
c) par 100 elektroniem mazāk nekā protoni.
d) par 2000 elektroniem vairāk nekā protoniem.
e) par 2000 elektroniem mazāk nekā protoni.
Ievērojiet un pieņemiet: elektronu lādiņš = - 1,6 x 10-19 Ç; protonu lādiņš = + 1,6 x 10+19 Ç; vietējais smaguma paātrinājums = 10 m / s2
Tā kā lādiņš palika kamerā ar nemainīgu ātrumu, tas nozīmē, ka tīrais spēks ir vienāds ar nulli.
Tā kā svara spēks un elektriskais spēks ir spēki, kas iedarbojas uz slodzi, tiem jābūt vienādiem un pretējiem virzieniem, lai iegūtais spēks būtu vienāds ar nulli.
Elektrisko spēku aprēķina pēc formulas Felektrisks = q. E ir spēka svars, ko dod P = m.g, tāpēc mums ir:
Tā kā maksu nosaka q = n.e, mums ir:
Lai elektriskajam spēkam būtu pretējs svara spēka virziens, būs nepieciešams, lai lādiņš būtu negatīvs, tādā veidā spēkam būs pretējs elektriskā lauka virziens. Tātad mums būs liekie elektroni.
Alternatīva: b) par 100 elektroniem vairāk nekā protoniem.
Lai uzzinātu vairāk par to, skatiet arī Elektriskais lauks un Elektriskā lauka vingrinājumi.
6) UFLA - 2010. gads
Divas vienādas izvadītas vadošās sfēras 1 un 2 ir savstarpēji saskarē un balstītas uz izolācijas virsmas. Vienam no viņiem tuvojas pozitīvi elektrificēta stafete, to nepieskaroties, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā. Tad bumbiņas tiek noņemtas un elektrificētais stienis tiek noņemts.
Pareizi to apgalvot
a) sfēras paliek nenoslogotas, jo lādiņš netiek pārnests starp nūju un sfērām.
b) sfēra 1, kas ir vistuvāk nūjai, kļūst pozitīvi uzlādēta, un sfēra 2 - negatīvi lādēta.
c) sfēras tiek elektrificētas ar vienādiem lādiņiem un pretējām zīmēm.
d) sfēras tiek uzlādētas ar vienādas zīmes lādiņiem un abiem ar negatīvu zīmi, jo stienis piesaista pretējus lādiņus.
Pozitīvie lādiņi uz stieņa piesaistīs negatīvos lādiņus 1. sfērā, un 2. sfērā trūks elektronu.
Atdalot abas sfēras, turot nūju vienā un tajā pašā stāvoklī, sfēra 1 tiks negatīvi elektrificēta un sfēra 2 tiks pozitīvi uzlādēta.
Alternatīva: c) sfēras tiek elektrificētas ar vienādiem lādiņiem un pretējām zīmēm.
