Încărcarea electrică este proprietatea particulelor de a atrage sau nu de a atrage pe alții. De exemplu, electronii atrag protoni, în timp ce neutronii nu sunt nici atrași, nici respinși de electroni.
Un corp va fi neutru atunci când are aceeași cantitate de electroni și protoni. Când are un număr mai mare de electroni decât protoni, este electrificat negativ. Pe de altă parte, atunci când numărul de electroni este mai mic decât numărul de protoni, acesta va fi electrificat pozitiv.
Profitați de întrebările rezolvate și comentate pentru a vă clarifica îndoielile cu privire la acest subiect al electrostaticelor.
Probleme rezolvate
1) UFRGS - 2018
O sarcină negativă Q este aproximată la o sferă conductoare izolată, neutră electric. Sfera este apoi împământată cu un fir de plumb. Verificați alternativa care completează corect spațiile libere din enunțul de mai jos, în ordinea în care apar. Dacă încărcătura Q este îndepărtată departe în timp ce mingea este împământată, iar atunci solul nu este împământat, mingea va deveni ________. Pe de altă parte, dacă solul este mai întâi îndepărtat și apoi sarcina Q este îndepărtată, sfera va fi ________.
a) neutru electric - încărcat pozitiv
b) neutru electric - încărcat negativ
c) încărcat pozitiv - neutru electric
d) încărcat pozitiv - încărcat negativ
e) încărcat negativ - încărcat pozitiv
Atunci când o sarcină negativă este abordată dintr-o sferă neutră conducătoare, o forță respingătoare determină acumularea de electroni în regiunea sferei cea mai îndepărtată de sarcină.
În acest fel, regiunea cea mai apropiată de sferă este lipsită de electroni. În prima situație, împământarea mingii în timp ce sarcina este îndepărtată face ca sarcina de pe bilă să revină la neutru.
În a doua situație, deoarece sarcina este îndepărtată după îndepărtarea solului, acest lucru provoacă exces de sarcini. negativele acumulate la un capăt al sferei sunt drenate pe pământ, făcând sfera pozitivă încărcat.
Alternativă: a) neutru electric - încărcat pozitiv
Un obiect metalic, X, izolat electric, are o sarcină negativă 5,0 x 10-12 Ç. Un al doilea obiect metalic, Y, neutru, ținut în contact cu Pământul, este apropiat de primul și există o scânteie între ele, fără ca acestea să se atingă. Durata scânteii este de 0,5 s, iar intensitatea sa este de 10-11 THE. La sfârșitul acestui proces, sarcinile electrice totale ale obiectelor X și Y sunt, respectiv,
a) zero și zero.
b) zero și - 5,0 x 10-12 Ç.
c) - 2,5 x 10-12 C și - 2,5 x 10-12 Ç.
d) - 2,5 x 10-12 C și + 2,5 x 10-12 Ç.
e) + 5,0 x 10-12 C și zero
Cantitatea de marfă transferată în situația prezentată poate fi calculată folosind următoarea formulă:
Înlocuind valorile indicate, avem:
Astfel, obiectul y a primit o taxă de 5,10-12 C, dar din moment ce este împământat, această sarcină în exces se va scurge și obiectul va avea o sarcină totală egală cu zero.
Excesul de sarcini negative care se aflau pe obiectul x, a fost transferat total către obiectul y, după cum am calculat. Prin urmare, taxa totală va fi, de asemenea, egală cu zero.
Alternativă: a) zero și zero
Două tije metalice identice sunt încărcate cu o încărcare de 9,0 µC. Acestea sunt puse în contact cu un al treilea băț, identic și cu celelalte două, dar a cărui sarcină netă este zero. După stabilirea contactului între ele, cele trei bețe se despart. Care este sarcina netă, în µC, pe a treia tijă?
a) 3.0
b) 4.5
c) 6.0
d) 9.0
e) 18
În electrificarea de contact, când corpurile sunt identice, sarcina va fi împărțită în mod egal între corpuri.
Astfel, încărcarea de 18 µC (9 + 9) va fi împărțită la 3, astfel încât fiecare stick va avea, după contact, o încărcare netă de 6 µC (18: 3).
Alternativă: c) 6.0
Într-o clasă de fizică, au fost utilizate două sfere metalice identice, X și Y: X este suspendat de un fir izolator sub formă de pendul și Y fixat pe un suport izolator, așa cum se arată în figură muget. Sferele sunt inițial distanțate, X fiind încărcat pozitiv și Y neutru electric.
Luați în considerare descrierea de mai jos a două proceduri simple pentru a demonstra posibile procese de electrificare și apoi marcați alternativa care completează corect spațiile libere din enunțuri, în ordinea în care apărea.
I - Sfera Y este aproximată la X, fără ca acestea să se atingă. În acest caz, se verifică experimental că sfera X este _____________ de sfera Y.
II - Sfera Y este aproximată la X, fără ca acestea să se atingă. În timp ce este ținut în această poziție, o conexiune a mingii Y la pământ se face folosind un fir de plumb. Încă în această poziție aproape de X, Y întrerupe contactul cu pământul și apoi Y se îndepărtează din nou de X. În acest caz, sfera Y devine _____________.
a) atras - neutru electric
b) atras - încărcat pozitiv
c) atras - încărcat negativ
d) respins - încărcat pozitiv
e) respins - încărcat negativ
În procedura I, când se apropie sfera Y de sfera X, care este încărcată pozitiv, electronii vor fi atrași în regiunea cea mai apropiată de X. Astfel, sfera X este atrasă de sfera Y.
În al doilea proces, prin conectarea sferei Y cu un fir conductor, regiunea care a rămas cu o lipsă de electroni va primi sarcini negative. La întreruperea acestei conexiuni, sfera Y va deveni încărcată negativ.
Alternativă: c) atrasă - încărcată negativ
Pentru a afla mai multe, vezi electrostatică și Electrostatice: Exerciții.
5) Fuvest - 2015
În cadrul unei clase de laborator de fizică, pentru a studia proprietățile sarcinilor electrice, a fost efectuat un experiment în care sferele mici electrificate sunt injectate în partea superioară a unei camere, în vid, unde există un câmp electric uniform în aceeași direcție și direcție ca accelerația locală a gravitatie. S-a observat că, cu un câmp electric cu un modul egal cu 2 x 103 V / m, una dintre sfere, cu masa 3,2 x 10-15 kg, a rămas la viteză constantă în interiorul camerei. Această sferă are
a) același număr de electroni și protoni.
b) Cu 100 de electroni mai mulți decât protoni.
c) Cu 100 de electroni mai puțin decât protoni.
d) 2000 de electroni mai mulți decât protoni.
e) cu 2000 de electroni mai puțin decât protoni.
Notați și adoptați: încărcare electronică = - 1,6 x 10-19 Ç; încărcare de protoni = + 1,6 x 10+19 Ç; accelerația locală a gravitației = 10 m / s2
Deoarece sarcina a rămas în interiorul camerei cu viteză constantă, aceasta înseamnă că forța netă este egală cu zero.
Deoarece forța de greutate și forța electrică sunt forțele care acționează asupra sarcinii, acestea trebuie să aibă aceeași intensitate și direcții opuse, astfel încât forța rezultată să fie egală cu zero.
Forța electrică este calculată prin formula Felectric = q. E este greutatea forței dată de P = m.g, deci avem:
Deoarece taxa este dată de q = n.e, avem:
Pentru ca forța electrică să aibă direcția opusă forței de greutate, va fi necesar ca sarcina să fie negativă, în acest fel, forța va avea direcția opusă câmpului electric. Deci vom avea exces de electroni.
Alternativă: b) cu 100 de electroni mai mulți decât protoni.
Pentru a afla mai multe despre, consultați și Câmp electric și Exerciții de câmp electric.
6) UFLA - 2010
Două sfere conductoare egale descărcate 1 și 2 sunt în contact una cu cealaltă și sunt sprijinite pe o suprafață izolatoare. Un baston electrificat pozitiv este abordat la unul dintre ei, fără a-l atinge, așa cum se arată în figura de mai jos. Apoi bilele sunt îndepărtate și tija electrificată este îndepărtată.
Este corect să afirmăm că
a) sferele rămân descărcate, deoarece nu există transfer de sarcini între stick și sfere.
b) sfera 1, cea mai apropiată de băț, devine încărcată pozitiv și sfera 2 încărcată negativ.
c) sferele sunt electrificate cu sarcini egale și semne opuse.
d) sferele sunt încărcate cu sarcini de semn egal și ambele cu semn negativ, deoarece tija atrage sarcini opuse.
Sarcinile pozitive de pe tijă vor atrage sarcinile negative în sfera 1 și sfera 2 va fi lipsită de electroni.
Prin separarea celor două sfere, menținând tija în aceeași poziție, sfera 1 va fi electrificată negativ, iar sfera 2 va fi încărcată pozitiv.
Alternativă: c) sferele sunt electrificate cu sarcini egale și semne opuse.
