Elektrisk ladning er partiklernes eiendom for å tiltrekke eller ikke tiltrekke andre. For eksempel tiltrekker elektroner protoner, mens nøytroner verken tiltrekkes eller frastøtes av elektroner.
En kropp vil være nøytral når den har samme mengde elektroner og protoner. Når den har et større antall elektroner enn protoner, blir det negativt elektrifisert. På den annen side, når antall elektroner er mindre enn antall protoner, vil det bli elektrifisert positivt.
Dra nytte av de løste og kommenterte spørsmålene for å fjerne tvilen din om dette emnet elektrostatikk.
Løste problemer
1) UFRGS - 2018
En negativ ladning Q er tilnærmet en isolert, elektrisk nøytral ledende kule. Kulen blir deretter jordet med en ledning. Sjekk alternativet som fyller ut de tomme feltene riktig i utsagnet nedenfor, i rekkefølgen de vises i. Hvis ladning Q flyttes langt unna mens ballen er jordet, og deretter bakken er ujordet, blir ballen ________. På den annen side, hvis bakken først fjernes og deretter ladningen Q fjernes, vil sfæren være ________.
a) elektrisk nøytral - positivt ladet
b) elektrisk nøytral - negativt ladet
c) positivt ladet - elektrisk nøytral
d) positivt ladet - negativt ladet
e) negativt ladet - positivt ladet
Når en negativ ladning nærmer seg fra en nøytral ledende sfære, får en frastøtende kraft elektroner til å akkumuleres i området av sfæren lengst borte fra ladningen.
På denne måten mangler regionen nærmeste sfæren elektroner. I den første situasjonen fører jordingen av ballen mens lasten fjernes, at belastningen på ballen går tilbake til nøytral.
I den andre situasjonen, da lasten flyttes bort etter at bakken er fjernet, forårsaker dette overflødig belastning. negativer akkumulert i den ene enden av sfæren blir drenert til jorden, noe som gjør sfæren positivt lastet.
Alternativ: a) elektrisk nøytral - positivt ladet
Et metallgjenstand, X, elektrisk isolert, har en negativ ladning 5,0 x 10-12 Ç. En annen metallgjenstand, Y, nøytral, holdt i kontakt med jorden, bringes nærmere den første, og det er en gnist mellom dem, uten at de berører. Gnistvarigheten er 0,5 s og intensiteten er 10-11 DE. På slutten av denne prosessen er de totale elektriske ladningene til gjenstandene X og Y henholdsvis
a) null og null.
b) null og - 5,0 x 10-12 Ç.
c) - 2,5 x 10-12 C og - 2,5 x 10-12 Ç.
d) - 2,5 x 10-12 C og + 2,5 x 10-12 Ç.
e) + 5,0 x 10-12 C og null
Mengden last som overføres i presentert situasjon kan beregnes ved hjelp av følgende formel:
Ved å erstatte de angitte verdiene har vi:
På denne måten mottok objekt y en kostnad på 5,10-12 C, men siden den er jordet, vil denne overflødige ladningen renne bort og objektet vil ha en total ladning lik null.
Overskuddet av negative ladninger som var på objekt x, ble helt overført til objekt y, slik vi beregnet. Derfor vil din totale kostnad også være lik null.
Alternativ: a) null og null
To identiske metallstenger er ladet med en ladning på 9,0 µC. De plasseres i kontakt med en tredje pinne, også identisk med de to andre, men hvis nettolading er null. Etter at kontakten er etablert mellom dem, beveger de tre pinnene seg fra hverandre. Hva er nettoladningen i µC på den tredje stangen?
a) 3.0
b) 4.5
c) 6,0
d) 9,0
e) 18
Ved kontaktelektrifisering, når kroppene er identiske, deles ladningen likt mellom kroppene.
Dermed vil ladningen på 18 µC (9 + 9) deles med 3, så hver pinne vil etter kontakt ha en nettolading på 6 µC (18: 3).
Alternativ: c) 6.0
I en fysikklasse ble to identiske metallkuler brukt, X og Y: X er suspendert av a isolerende ledning i form av en pendel og Y festet på en isolerende støtte, som vist på figuren bellow. Kulene er i utgangspunktet plassert fra hverandre, med X som positivt ladet og Y elektrisk nøytral.
Vurder beskrivelsen nedenfor av to enkle prosedyrer for å demonstrere mulige elektrifiseringsprosesser og marker deretter alternativet som fyller ut tomt i uttalelsene, i rekkefølgen vises.
I - Kule Y er tilnærmet X, uten at de berører. I dette tilfellet blir det eksperimentelt bekreftet at sfæren X er _____________ av sfæren Y.
II - Kule Y er tilnærmet X, uten at de berører. Mens den holdes i denne posisjonen, blir en forbindelse av Y-kulen til jorden laget ved hjelp av en ledningsledning. Fortsatt i denne posisjonen nær X, bryter Y kontakten med jorden og deretter Y beveger seg bort fra X. I dette tilfellet blir sfære Y _____________.
a) tiltrukket - elektrisk nøytral
b) tiltrukket - positivt ladet
c) tiltrukket - negativt ladet
d) frastøtt - positivt ladet
e) frastøtt - negativt ladet
I prosedyre I, når vi nærmer oss sfære Y til sfære X, som er positivt ladet, vil elektroner bli tiltrukket av regionen nærmest X. Dermed tiltrekkes sfære X til sfæren Y.
I den andre prosessen, ved å koble Y-sfæren med en ledende ledning, vil regionen som var igjen med mangel på elektroner motta negative ladninger. Når denne forbindelsen brytes, vil sfære Y bli negativt ladet.
Alternativ: c) tiltrukket - negativt ladet
For å lære mer, se elektrostatikk og Elektrostatikk: Øvelser.
5) Fuvest - 2015
I en fysikklaboratoriumsklasse, for å studere egenskapene til elektriske ladninger, ble det utført et eksperiment der små elektrifiserte sfærer injiseres i den øvre delen av et kammer, i vakuum, der det er et jevnt elektrisk felt i samme retning og retning som lokal akselerasjon av tyngdekraften. Det ble observert at, med et elektrisk felt med en modul lik 2 x 103 V / m, en av kulene, med en masse 3,2 x 10-15 kg, forble i konstant hastighet inne i kammeret. Denne sfæren har
a) samme antall elektroner og protoner.
b) 100 flere elektroner enn protoner.
c) 100 elektroner mindre enn protoner.
d) 2000 flere elektroner enn protoner.
e) 2000 elektroner mindre enn protoner.
Legg merke til og vedta: elektronladning = - 1,6 x 10-19 Ç; protonladning = + 1,6 x 10+19 Ç; lokal tyngdeakselerasjon = 10 m / s2
Ettersom ladningen forble inne i kammeret med konstant hastighet, betyr dette at nettokraften er lik null.
Siden vektkraften og den elektriske kraften er kreftene som virker på lasten, må de ha samme intensitet og motsatte retninger, slik at den resulterende kraften er lik null.
Den elektriske kraften beregnes med formelen Felektrisk = q. E er kraftvekten gitt av P = m.g, så vi har:
Ettersom ladningen er gitt av q = n.e, har vi:
For at den elektriske kraften skal ha motsatt retning av vektkraften, vil det være nødvendig at ladningen er negativ, på denne måten vil kraften ha motsatt retning av det elektriske feltet. Så vi skal ha overflødige elektroner.
Alternativ: b) 100 flere elektroner enn protoner.
For å lære mer om, se også Elektrisk felt og Elektriske feltøvelser.
6) UFLA - 2010
To like utladede ledende kuler 1 og 2 er i kontakt med hverandre og støttet på en isolerende overflate. En positivt elektrifisert stafettpinne nærmer seg en av dem uten å berøre den, som vist i figuren nedenfor. Deretter fjernes kulene og den elektrifiserte stangen fjernes.
Det er riktig å si det
a) kulene forblir ulastet, da det ikke er noen overføring av ladninger mellom pinne og kuler.
b) sfære 1, nærmest pinnen, blir positivt ladet og sfære 2 negativt ladet.
c) kulene er elektrifisert med like ladninger og motsatte tegn.
d) kulene er ladet med likhetstegn og begge med negativt tegn, da stangen tiltrekker motsatte ladninger.
De positive ladningene på stangen vil tiltrekke de negative ladningene til sfære 1 og sfære 2 vil være kort av elektroner.
Ved å skille de to kulene, holde stokken i samme posisjon, vil sfære 1 bli elektrifisert negativt og sfære 2 vil bli positivt ladet.
Alternativ: c) kulene er elektrifisert med like ladninger og motsatte tegn.
