Закон на Кулон
Електричните заряди си взаимодействат: едноименните се отблъскват, а разноименните се привличат. Законът на Кулон дава големината на силата между два точкови заряда: тя е право пропорционална на произведението на зарядите и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях. В среда с диелектрична проницаемост ε силата намалява ε пъти спрямо вакуума. Зарядът е кратен на елементарния заряд e и в затворена система се запазва.
Какво да запомним
- F = k·q1·q2/r2, k = 9·109 N·m2/C2.
- Ако разстоянието се увеличи n пъти, силата намалява n2 пъти.
- В диелектрик: F = k·q1·q2/(ε·r2).
- Елементарен заряд: e = 1,6·10−19 C.
- Закон за запазване на заряда: сборът на зарядите в затворена система е постоянен.
Пример
Два заряда по 1 μC на 0,1 m във вакуум: F = 9·109·10−6·10−6/0,01 = 0,9 N.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Как си взаимодействат два точкови заряда с еднакви знаци?
- Привличат се
- Не си взаимодействат
- Привличат се само във вакуум
- Отблъскват се
Отговор: Отблъскват се
Едноименните заряди се отблъскват, а разноименните се привличат.
Как се изменя силата на Кулон, ако всеки от двата заряда се увеличи 2 пъти при същото разстояние?
- Увеличава се 2 пъти
- Не се изменя
- Увеличава се 8 пъти
- Увеличава се 4 пъти
Отговор: Увеличава се 4 пъти
Силата е пропорционална на произведението q1q2: 2·2 = 4.
Заряди 2 μC и 3 μC са на разстояние 0,3 m във вакуум. С каква сила си взаимодействат? (k = 9·109 N·m2/C2)
- 0,18 N
- 0,6 N
- 1,8 N
- 0,06 N
Отговор: 0,6 N
F = kq1q2/r2 = 9·109·2·10−6·3·10−6/0,09 = 0,6 N.
Два точкови заряда се пренасят от вакуум във вода (ε = 81) при същото разстояние. Как се изменя силата между тях?
- Увеличава се 81 пъти
- Намалява 81 пъти
- Намалява 9 пъти
- Не се изменя
Отговор: Намалява 81 пъти
В среда с относителна диелектрична проницаемост ε силата на Кулон е ε пъти по-малка.
Заряди +q и +4q са на разстояние 30 cm. Къде на отсечката между тях трябва да се постави трети заряд, за да е в равновесие?
- По средата, на 15 cm
- На 20 cm от заряда +q
- На 10 cm от заряда +q
- На 6 cm от заряда +q
Отговор: На 10 cm от +q
Силите са равни, ако q/x2 = 4q/(0,3 − x)2, т.е. 0,3 − x = 2x и x = 0,1 m.
Каква е стойността на елементарния електричен заряд?
- 9·109 C
- 1 C
- 6,63·10−34 C
- 1,6·10−19 C
Отговор: 1,6·10−19 C
Елементарният заряд е зарядът на протона, а с обратен знак и на електрона.
Как се изменя силата на Кулон, ако разстоянието между два заряда се намали 3 пъти?
- увеличава се 3 пъти
- увеличава се 9 пъти
- намалява 9 пъти
- намалява 3 пъти
Отговор: увеличава се 9 пъти
Силата е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието: 32 = 9.
Какво гласи законът за запазване на електричния заряд?
- зарядите се създават при триене
- алгебричният сбор на зарядите в затворена система е постоянен
- всяко тяло има положителен заряд
- зарядът винаги е нула
Отговор: алгебричният сбор на зарядите в затворена система е постоянен
При наелектризиране зарядите само се преразпределят между телата.
Две еднакви метални топчета със заряди +6 μC и −2 μC се допират и се раздалечават. Какъв е зарядът на всяко?
- +4 μC
- −4 μC
- +3 μC
- +2 μC
Отговор: +2 μC
Общият заряд +4 μC се разделя поравно между еднаквите топчета: по +2 μC.
Два еднакви точкови заряда на разстояние 0,3 m във вакуум се отблъскват със сила 0,4 N. Колко е всеки заряд? (k = 9·109 N·m2/C2)
- 2 μC
- 4 μC
- 0,2 μC
- 20 μC
Отговор: 2 μC
q2 = Fr2/k = 0,4 · 0,09 / 9·109 = 4·10−12 C2, q = 2·10−6 C.
В каква единица се измерва електричният заряд?
- Волт (V)
- Ампер (A)
- Кулон (C)
- Нютон (N)
Отговор: Кулон (C)
Единицата за заряд в SI е кулон (C).
Тяло има недостиг на електрони. Какъв е зарядът му?
- Положителен
- Отрицателен
- Нулев
- Променлив
Отговор: Положителен
При недостиг на електрони положителните заряди на ядрата преобладават.
Колко електрона образуват заряд −1,6·10−16 C?
- 100
- 10 000
- 1 000 000
- 1000
Отговор: 1000
N = q/e = 1,6·10−16 : 1,6·10−19 = 103 = 1000.
Единият заряд се увеличава 3 пъти и разстоянието се увеличава 3 пъти. Как се изменя силата на Кулон?
- Не се изменя
- Намалява 3 пъти
- Увеличава се 3 пъти
- Намалява 9 пъти
Отговор: Намалява 3 пъти
Зарядът дава ×3, а разстоянието дава :9, общо силата намалява 3 пъти.
Два заряда във вакуум на 0,2 m си действат със сила F. На какво разстояние в среда с ε = 4 силата ще е същата?
- 0,05 m
- 0,1 m
- 0,4 m
- 0,8 m
Отговор: 0,1 m
F ~ 1/(ε·r2): 4·r2 = 0,04, r2 = 0,01, r = 0,1 m.