Физика и астрономия · 10 клас · урок 1 от 5

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.

Работен лист за печат

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.

  1. 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.

  2. 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.

  3. 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.

  4. 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.

  5. 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.

  6. 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.

  7. 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.

  8. 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.

  9. 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.

  10. 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.

  11. 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).

  12. Тяло има недостиг на електрони. Какъв е зарядът му?
    • Положителен
    • Отрицателен
    • Нулев
    • Променлив

    Отговор: Положителен

    При недостиг на електрони положителните заряди на ядрата преобладават.

  13. 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.

  14. 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.

  15. 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.