Elektrický náboj je vlastnosť častíc priťahovať alebo nepriťahovať ostatných. Napríklad elektróny priťahujú protóny, zatiaľ čo neutróny nie sú elektrónmi priťahované ani odpudzované.
Telo bude neutrálne, keď bude mať rovnaké množstvo elektrónov a protónov. Keď má väčší počet elektrónov ako protónov, je negatívne elektrifikovaný. Na druhej strane, keď je počet elektrónov menší ako počet protónov, bude pozitívne elektrifikovaný.
Využite vyriešené a komentované otázky a objasnite svoje pochybnosti v tejto oblasti elektrostatiky.
Vyriešené problémy
1) UFRGS - 2018
Záporný náboj Q je aproximovaný izolovanou elektricky neutrálnou vodivou guľou. Guľa sa potom uzemní pomocou oloveného drôtu. Skontrolujte alternatívu, ktorá správne vyplňuje prázdne miesta v nasledujúcom výpise v poradí, v akom sa vyskytujú. Ak sa náboj Q presunie ďaleko, zatiaľ čo je lopta uzemnená, a potom je zem neuzemnená, lopta sa zmení na ________. Na druhej strane, ak sa najskôr odstráni zem a potom sa odstráni náboj Q, guľa bude ________.
a) elektricky neutrálny - kladne nabitý
b) elektricky neutrálny - záporne nabitý
c) kladne nabitý - elektricky neutrálny
d) kladne nabitý - záporne nabitý
e) záporne účtované - kladne účtované
Keď sa k negatívnemu náboju priblíži z neutrálnej vodivej gule, odpudivá sila spôsobí, že sa elektróny hromadia v oblasti gule najďalej od náboja.
Týmto spôsobom je v oblasti najbližšej ku sfére nedostatok elektrónov. V prvej situácii uzemnenie lopty pri odstraňovaní bremena spôsobí, že sa bremeno vráti do neutrálnej polohy.
V druhej situácii, keď sa bremeno po odstránení zeme posunie preč, spôsobí to nadmerné zaťaženie. negatívy nahromadené na jednom konci gule sú odvedené na zem, čo robí guľu pozitívne naložený.
Alternatíva: a) elektricky neutrálny - kladne nabitý
Kovový predmet, X, elektricky izolovaný, má záporný náboj 5,0 x 10-12 Ç. Druhý kovový predmet, neutrálny, Y, udržiavaný v kontakte so Zemou, je priblížený k prvému a medzi nimi je iskra bez toho, aby sa dotkli. Trvanie iskry je 0,5 s a jej intenzita je 10-11 THE. Na konci tohto procesu sú celkové elektrické náboje objektov X a Y
a) nula a nula.
b) nula a - 5,0 x 10-12 Ç.
c) - 2,5 x 10-12 C a - 2,5 x 10-12 Ç.
d) - 2,5 x 10-12 C a + 2,5 x 10-12 Ç.
e) + 5,0 x 10-12 C a nula
Množstvo prepraveného nákladu v predloženej situácii sa dá vypočítať podľa nasledujúceho vzorca:
Nahradením uvedených hodnôt máme:
Objekt y teda dostal poplatok 5,10-12 C, ale pretože je uzemnený, tento prebytočný náboj odtečie a objekt bude mať celkový náboj rovný nule.
Prebytok záporných nábojov, ktoré boli na objekte x, sa podľa výpočtov úplne preniesol do objektu y. Preto sa váš celkový poplatok bude rovnať nule.
Alternatíva: a) nula a nula
Dve identické kovové tyče sú nabité nábojom 9,0 uC. Sú umiestnené v kontakte s treťou palicou, takisto identickou s ostatnými dvoma, ale ktorej čistý náboj je nulový. Po nadviazaní kontaktu medzi nimi sa tri palice oddialia. Aký je čistý náboj v μC na tretej tyči?
a) 3,0
b) 4.5
c) 6,0
d) 9.0
e) 18
Pri kontaktnej elektrifikácii, keď sú telá identické, bude náboj rozdelený rovnakým dielom medzi tieto telá.
Náboj 18 µC (9 + 9) bude teda vydelený 3, takže každá tyč bude mať po kontakte čistý náboj 6 µC (18: 3).
Alternatíva: c) 6,0
Na hodine fyziky boli použité dve rovnaké kovové gule, X a Y: X sú zavesené na a izolačný drôt vo forme kyvadla a Y pripevnené na izolačnej podložke, ako je znázornené na obrázku nižšie. Gule sú spočiatku vzdialené od seba, pričom X je kladne nabitý a Y elektricky neutrálny.
Zvážte nasledujúci popis dvoch jednoduchých postupov na demonštráciu možných elektrifikačných procesov a potom označte alternatívu, ktorá správne vypĺňa prázdne miesta vo výkazoch, v poradí, v akom objaviť sa.
I - Guľa Y je priblížená k X, bez toho, aby sa dotkli. V tomto prípade sa experimentálne overí, že guľa X je _____________ sférou Y.
II - Guľa Y je priblížená k X, bez toho, aby sa dotkli. Pokiaľ je držaná v tejto polohe, spojenie Y-gule so zemou sa vykonáva pomocou oloveného drôtu. Stále v tejto polohe blízko X prerušuje Y kontakt so zemou a potom posúva Y znova od X. V takom prípade sa sféra Y zmení na _____________.
a) priťahovaný - elektricky neutrálny
b) priťahuje - kladne nabitý
c) priťahovaný - záporne nabitý
d) odrazené - kladne nabité
e) odrazený - záporne nabitý
V postupe I, keď sa priblížime k sfére Y ku sfére X, ktorá je kladne nabitá, elektróny budú priťahované do oblasti najbližšej k X. Sféra X je teda priťahovaná k sfére Y.
V druhom procese, spojením sféry Y s vodivým drôtom, oblasť, ktorá zostala bez elektrónov, dostane negatívne náboje. Po prerušení tohto spojenia bude guľa Y záporne nabitá.
Alternatíva: c) priťahovaná - záporne nabitá
Ak sa chcete dozvedieť viac, navštívte stránku elektrostatika a Elektrostatika: Cvičenia.
5) Fuvest - 2015
V laboratórnej triede fyziky sa na štúdium vlastností elektrických nábojov uskutočnil experiment, na ktorom sa zúčastnili malé elektrifikované guľôčky sa vstrekujú do hornej časti komory vo vákuu, kde existuje rovnomerné elektrické pole v rovnakom smere a smere ako lokálne zrýchlenie gravitácia. Zistilo sa, že s elektrickým poľom s modulom rovným 2 x 103 V / m, jedna z gúľ, s hmotnosťou 3,2 x 10-15 kg, zostala vo vnútri komory konštantnou rýchlosťou. Táto sféra má
a) rovnaký počet elektrónov a protónov.
b) o 100 viac elektrónov ako protónov.
c) o 100 elektrónov menej ako protóny.
d) 2 000 viac elektrónov ako protónov.
e) 2 000 elektrónov menej ako protóny.
Všimnite si a osvojte si: elektrónový náboj = - 1,6 x 10-19 Ç; náboj protónov = + 1,6 x 10+19 Ç; lokálne gravitačné zrýchlenie = 10 m / s2
Pretože náboj zostával vo vnútri komory s konštantnou rýchlosťou, znamená to, že čistá sila sa rovná nule.
Pretože váhová sila a elektrická sila sú sily pôsobiace na zaťaženie, musia mať rovnakú intenzitu a opačné smery, aby sa výsledná sila rovnala nule.
Elektrická sila sa vypočíta podľa vzorca Felektrický = q. E je silová hmotnosť daná P = m.g, takže máme:
Pretože je náboj daný q = n.e, máme:
Aby mohla mať elektrická sila opačný smer ako tiažová sila, bude potrebné, aby bol náboj záporný, takto bude mať sila opačný smer ako elektrické pole. Takže budeme mať nadbytočné elektróny.
Alternatíva: b) o 100 elektrónov viac ako protóny.
Ak sa chcete dozvedieť viac, prečítajte si tiež Elektrické pole a Cvičenie elektrického poľa.
6) UFLA - 2010
Dve rovnaké vybité vodivé gule 1 a 2 sú navzájom v kontakte a podoprené na izolačnom povrchu. Pozitívne elektrifikovaný obušok sa priblíži k jednému z nich bez dotyku, ako je to znázornené na obrázku nižšie. Potom sa gule odstránia a elektrifikovaná tyč sa odstráni.
Je správne to tvrdiť
a) gule zostávajú nezaťažené, pretože nedochádza k prenosu nábojov medzi tyčou a guľami.
b) guľa 1, najbližšie k tyči, sa nabije kladne a guľa 2 záporne nabitá.
c) gule sú elektrifikované rovnakými nábojmi a opačnými znamienkami.
d) gule sú nabité nábojmi rovnakého znamienka a obidvoma zápornými znamienkami, pretože tyč priťahuje opačné náboje.
Kladné náboje na tyči priťahujú záporné náboje do sféry 1 a vo sfére 2 chýbajú elektróny.
Oddelením dvoch guľôčok a udržaním palice v rovnakej polohe bude guľa 1 negatívne elektrifikovaná a guľa 2 bude pozitívne nabitá.
Alternatíva: c) gule sú elektrifikované rovnakými nábojmi a opačnými znamienkami.
