Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρική δύναμη και φορτίο Φυσική Γ Γυμνασίου Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις: 1. Σώματα που αποκτούν την ιδιότητα να ασκούν δυνάμεις σε ελαφρά αντικείμενα όταν τα τρίψουμε σε κάποιο άλλο σώμα, λέμε ότι είναι 2. Η δύναμη που ασκείται μεταξύ ηλεκτρισμένων σωμάτων λέγεται. 3. Χρησιμοποιούμε το ηλεκτρικό εκκρεμές για να ελέγξουμε αν ένα σώμα είναι 4. Τρία χαρακτηριστικά των ηλεκτρικών δυνάμεων είναι: Α) Ασκούνται από. Β) Ασκούνται σε διαφορετικά σώματα από ό,τι οι. Γ) Είναι άλλοτε. και άλλοτε 5. Για να εξηγήσουμε την προέλευση και τις ιδιότητες των ηλεκτρικών δυνάμεων, χρησιμοποιούμε ένα φυσικό μέγεθος που το ονομάζουμε Το συμβολίζουμε με.. ή... Υπάρχουν.. είδη ηλεκτρικού φορτίου, το και το Όταν δύο σώματα απωθούνται μεταξύ τους, έχουν φορτίο είδους. Όταν δύο σώματα έλκονται μεταξύ τους, έχουν φορτίο.. είδους. 6. Το φορτίο που αποκτά μια γυάλινη ράβδος όταν την τρίψουμε σε ύφασμα, το ονομάζουμε... Το φορτίο που αποκτά μια. ράβδος όταν την τρίψουμε σε ύφασμα, το ονομάζουμε. 7. Μονάδα του ηλεκτρικού φορτίου στο S.I. είναι το Επειδή είναι πολύ. μονάδα, χρησιμοποιούμε τα υποπολλαπλάσιά του: 1mC=. 1μC= 1nC= C 1pC= C 8. Το ολικό φορτίο δύο ή περισσότερων σωμάτων ισούται με το. των φορτίων τους. Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 1 gvalatsos@sch.gr
9. Όταν το συνολικό φορτίο ενός ή περισσοτέρων σωμάτων είναι ίσο με το μηδέν, τότε το σώμα ή το σύνολο των σωμάτων είναι. 10. Σύμφωνα με το πρότυπο του Bohr : Κάθε άτομο αποτελείται από.. γύρω από τον οποίο περιφέρονται τα. Ο πυρήνας έχει.. φορτίο ενώ κάθε ηλεκτρόνιο O πυρήνας αποτελείται από και.. Κάθε νετρόνιο έχει φορτίο. Κάθε πρωτόνιο έχει φορτίο.. και κάθε ηλεκτρόνιο έχει φορτίο. Ο αριθμός των πρωτονίων του ατόμου είναι. με τον αριθμό των. του. Το ολικό φορτίο του ατόμου είναι Όλα τα άτομα είναι ηλεκτρικά. 11. Όταν τα άτομα προσλάβουν ή αποβάλουν ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια γίνονται Όταν προσλάβουν ηλεκτρόνια φορτίζονται.. και λέγονται Όταν αποβάλουν ηλεκτρόνια φορτίζονται.. και λέγονται 12. Η φόρτιση των σωμάτων γίνεται με μεταφορά Τα πρωτόνια δεν μετακινούνται εύκολα γιατί έχουν και είναι. στο εσωτερικό των ατόμων. 13. Στη φύση εμφανίζονται μόνο δύο είδη ηλεκτρικού φορτίου γιατί..... 14. Σημαντικές ιδιότητες του ηλεκτρικού φορτίου είναι: Α) ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ : Σε οποιαδήποτε διαδικασία, το ολικό φορτίο.. Β) ΚΒΑΝΤΩΣΗ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ : Το ηλεκτρικό φορτίο κάθε φορτισμένου σώματος είναι.. του στοιχειώδους φορτίου... Εμφανίζεται σε «..» που ονομάζουμε Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 2 gvalatsos@sch.gr
15. Οι τρεις τρόποι ηλέκτρισης ενός σώματος είναι: α) β). και γ). 16. Κατά την ηλέκτριση με τριβή μετακινούνται. ηλεκτρόνια από τα άτομα γιατί έλκονται από τον πυρήνα με. δύναμη, με αποτέλεσμα να αποσπώνται.. από τα άλλα. 17. Κατά την ηλέκτριση με τριβή,τα δύο σώματα που τρίβονται αποκτούν και φορτία. Αυτό είναι συνέπεια της 18. Κατά την ηλέκτριση με επαφή ισχύει η Το ολικό φορτίο του συστήματος των σωμάτων πριν την επαφή ισούται με 19. Κατά την επαφή ουδέτερου σώματος με θετικά φορτισμένο μετακινούνται. από το. σώμα προς το Έτσι το ουδέτερο σώμα φορτίζεται 20. Κατά την επαφή ουδέτερου σώματος με αρνητικά φορτισμένο μετακινούνται.. από το. σώμα προς το.... Έτσι το ουδέτερο σώμα φορτίζεται 21. Ηλεκτρικοί αγωγοί λέγονται τα σώματα που... π.χ. 22. Ηλεκτρικοί μονωτές λέγονται τα σώματα στα οποία το ηλεκτρικό φορτίο π.χ. 23. Σύμφωνα με το νόμο του Coulomb: Το μέτρο της ηλεκτρικής δύναμης με την οποία αλληλεπιδρούν δύο σημειακά φορτία (q1 Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 3 gvalatsos@sch.gr
και q2 ) είναι.. του και αντιστρόφως ανάλογο του F=. Στην παραπάνω εξίσωση η σταθερά αναλογίας Κ εξαρτάται από.. Τα διανύσματα που παριστάνουν τις δυνάμεις Coulomb με τις οποίες αλληλεπιδρούν δύο φορτία βρίσκονται... Οι δυνάμεις αυτές αποτελούν ζεύγος.. Έχουν.. μέτρα και κατεύθυνση. Ο νόμος του Coulomb ισχύει για φορτισμένα σώματα που έχουν διαστάσεις. σε σχέση με τη μεταξύ τους απόσταση, ή για.... σφαίρες. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟ ΛΑΘΟΣ ΚΑΙ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ-----------ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1..Πώς συγκρίνονται το φορτίο του πρωτονίου και του ηλεκτρονίου; Πόσο είναι το φορτίο του ατόμου του υδρογόνου που αποτελείται από 1 πρωτόνιο και 1 ηλεκτρόνιο; Γιατί τα άτομα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα; Ποια μετακίνηση σωματιδίων έχουμε, ώστε να μετατραπεί ένα άτομο σε θετικό ιόν; Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 4 gvalatsos@sch.gr
2..Χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ). A: Ο πυρήνας κάθε ατόμου αποτελείται από πρωτόνια και ηλεκτρόνια. Β: Ο πυρήνας των ατόμων είναι ηλεκτρικά ουδέτερος. Γ: - Όλα τα άτομα είναι όμοια. Δ: Τα νετρόνια έχουν θετικό φορτίο ίσο με το φορτίο του ηλεκτρονίου. Ε: Τα ηλεκτρόνια έχουν φορτίο ίδιου μεγέθους με τα πρωτόνια. ΣΤ: Το πρωτόνιο και το νετρόνιο είναι βαρύτερα από το ηλεκτρόνιο. 3.. Χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ). Α: Τα σώματα είναι ηλεκτρικώς ουδέτερα, γιατί αποτελούνται από ηλεκτρικώς ουδέτερα άτομα. Β: Ένα σώμα φορτίζεται θετικά, γιατί προσλαμβάνει θετικά ηλεκτρόνια. Γ: Ένα σώμα φορτίζεται αρνητικά, γιατί προσλαμβάνει αρνητικά ηλεκτρόνια. Δ: Ένα άτομο μετατρέπεται σε ιόν, όταν παίρνει ή χάνει ηλεκτρόνια. Ε: Τα πρωτόνια των ατόμων δεν μπορούν να μετακινηθούν εύκολα. ΣΤ: Όταν ένα ηλεκτρόνιο αποσπάται από το άτομο, εκλύεται ενέργεια. 4..Συμπληρώστε τα κενά στο παρακάτω κείμενο: Η ηλέκτριση των σωμάτων γίνεται με μεταφορά Η μετακίνηση... δεν είναι εύκολη. Ένας από τους λόγους είναι ότι έχουν..μάζα. Αν ένα σώμα..ηλεκτρόνια, αποκτά θετικό φορτίο για τη μετακίνηση αυτή απαιτείται προσφορά.. 5..Σύμφωνα με το ατομικό πρότυπο του Μπορ: Α Τα πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια βρίσκονται στον πυρήνα του ατόμου. Β. Το άτομο αποτελείται από πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια, τα οποία είναι θετικά, αρνητικά και ηλεκτρικώς ουδέτερα αντίστοιχα. Γ: Ο πυρήνας του ατόμου έχει θετικό φορτίο. Δ Τα ηλεκτρόνια έχουν σχεδόν ίση μάζα με τα νετρόνια. Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 5 gvalatsos@sch.gr
6..Το φορτίο του ηλεκτρονίου είναι: A: -1,6 10-19 C Β: -1,6 10-19 μc Γ: -1,6 C Δ. -1,6 μc 7..Ένα φορτισμένο σώμα. Α-. Δεν μπορεί, να έχει φορτίο μικρότερο από το φορτίο του ηλεκτρονίου.. Β: Έχει φορτίο που παίρνει οποιαδήποτε τιμή. Γ: Έχει φορτίο πολλαπλάσιο του στοιχειώδους φορτίου του ηλεκτρονίου. Δ: Έχει αποβάλει ή έχει προσλάβει ηλεκτρόνια. 8..Ποια πρόταση είναι λανθασμένη; Ένα ιόν με θετικό φορτίο: Α: Έχει προσλάβει νετρόνια. Γ: έχει αποβάλλει ηλεκτρόνια Β: Έχει προσλάβει πρωτόνια. Δ: έχει αποβάλλει νετρόνια. 9..Ποια από τις παρακάτω προτάσεις που αναφέρονται στα στοιχειώδη σωματίδια είναι σωστή; Α: Τα πρωτόνια έχουν μεγαλύτερη μάζα από τα νετρόνια. Β: Τα νετρόνια δεν έχουν φορτίο. Γ: Το φορτίο ενός πρωτονίου είναι περίπου ίσο με το φορτίο ενός νετρονίου. Δ: Τα ηλεκτρόνια βρίσκονται στον πυρήνα του ατόμου. 10..Όταν τρίβουμε μία γυάλινη ράβδο σε ένα ύφασμα, αποκτά θετικό φορτίο. Συμπεραίνουμε ότι: Α: Πρωτόνια μετακινήθηκαν προς τη ράβδο. Β: Ηλεκτρόνια μετακινήθηκαν προς το ύφασμα. Γ: Επειδή το φορτίο της ράβδου άλλαξε, δεν ισχύει εδώ η αρχή διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου. Δ: Το ύφασμα παρέμεινε ηλεκτρικά ουδέτερο. 11..Συμπληρώστε τα κενά στο παρακάτω κείμενο: Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 6 gvalatsos@sch.gr
Επειδή τα ηλεκτρόνια ούτε ούτε., ο συνολικός αριθμός τους δεν μεταβάλλεται. Έτσι, σε οποιαδήποτε διαδικασία το φορτίο μένει σταθερό. Η αρχή αυτή είναι γνωστή ως αρχή... του Επίσης το φορτίο ενός ηλεκτρισμένου σώματος είναι πολλαπλάσιο του στοιχειώδους φορτίου του....... Η ιδιότητα αυτή ονομάζεται του φορτίου. 12.. Χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ). Α: Η φόρτιση των σωμάτων οφείλεται σε μετακίνηση ηλεκτρονίων. Β: Σε οποιαδήποτε διαδικασία το ηλεκτρικό φορτίο διατηρείται. Γ: Η αρχή διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου ισχύει, όταν δεν παρατηρείται μετακίνηση ηλεκτρονίων. Δ: Το ηλεκτρικό φορτίο οποιοσδήποτε φορτισμένου σώματος είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του φορτίου του ηλεκτρονίου. Ε: Το ηλεκτρικό φορτίο ενός σώματος μπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιμή. 13..Εφαρμόζοντας την αρχή διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου στην περίπτωση της ηλέκτρισης μιας γυάλινης ράβδου με τριβή σε ύφασμα προκύπτει ότι: Α: Όσο θετικό φορτίο αποκτά η ράβδος, τόσο αρνητικό αποκτά το ύφασμα. Β: Το σύστημα ράβδος-ύφασμα μετά την τριβή δεν είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Γ: Ράβδος και ύφασμα αποκτούν το ίδιο θετικό φορτίο. Δ: Η ράβδος χάνει ηλεκτρόνια. 14..Το ηλεκτρικό φορτίο είναι κβαντωμένο. Αυτό σημαίνει ότι: Α: Ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σώμα έχει προσλάβει ή έχει χάσει ηλεκτρόνια. Β: Το ηλεκτρικό φορτίο διατηρείται σε οποιαδήποτε διαδικασία. Γ: για να αποσπαστεί ένα ηλεκτρόνιο από το άτομο, πρέπει να προσφερθεί ενέργεια. Δ: Το ηλεκτρικό φορτίο είναι ακέραιο πολλαπλάσιο μιας στοιχειώδους ποσότητας φορτίου. Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 7 gvalatsos@sch.gr
15..Το φορτίο του ηλεκτρονίου ισούται με -1,6 10-19 C. Ποια από τις παρακάτω ποσότητες φορτίου δεν είναι δυνατόν να υπάρχει; Α: 1,2 nc Β: 1,2.10-18 C, Γ; 1,2.10-19 C, Δ:1,2 C. 16.. Το φορτίο του ηλεκτρονίου ισούται με -1,6 10-19 C. Είναι δυνατόν ένα φορτισμένο σώμα να έχει ηλεκτρικό φορτίο: α) -3,2.10-20 C γ) -3,2 10-19 C β) -7 10-19 C δ) +9,6 10-19 C 17..Το φορτίο κάθε ηλεκτρονίου είναι -1,6 10-19 C. Να υπολογίσετε τον αριθμό των ηλεκτρονίων που έχουν ολικό φορτίο: α) -8 C β) -16 pc γ) -6,4 nc 18..Δύο όμοιες μεταξύ τους σφαίρες Α και Β έχουν ηλεκτρικά φορτία qa= -4nC και qb = +20nC. α) Πόσο είναι το ολικό φορτίο των δύο σφαιρών; β) Φέρνουμε τις δύο σφαίρες σε επαφή. Πόσο είναι πλέον το φορτίο κάθε σφαίρας αν γνωρίζουμε ότι αποκτούν ίσα φορτία; γ) Με δεδομένο ότι μόνο το αρνητικό φορτίο μετακινείται, πόσο φορτίο μετακινήθηκε από σφαίρα σε σφαίρα; 19..Τρίβουμε μία πλαστική ράβδο σε ένα μάλλινο ύφασμα. Κατά τη διαδικασία αυτή μετακινούνται προς τη ράβδο 5 10 10 ηλεκτρόνια. Αν το φορτίο του ηλεκτρονίου είναι - 1,6 10-19 C α) Πόσο φορτίο αποκτά η ράβδος; β) Πόσο φορτίο αποκτά το ύφασμα; 20..Δύο όμοιες μεταλλικές σφαίρες Α και Β έχουν ηλεκτρικό φορτίο qa =+18nC και qb = -14nC. Τις φέρνουμε σε επαφή. Αν γνωρίζουμε ότι μετά την επαφή αποκτούν ίσα φορτία: α) Να υπολογίσετε το φορτίο της κάθε σφαίρας. β) Πόσα ηλεκτρόνια κινήθηκαν προς τη σφαίρα Α ή απομακρύνθηκαν από αυτή κατά τη διαδικασία που περιγράψαμε; Δίνεται το φορτίο του ηλεκτρονίου: qe = -1,6 10-19 C. 21..Να συμπληρώσετε τα κενά στο παρακάτω κείμενο: Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 8 gvalatsos@sch.gr
Υπάρχουν τρεις τρόποι ηλέκτρισης ενός σώματος, με... με... και με....... Κατά την ηλέκτριση με.. όταν τρίβουμε μία γυάλινη ράβδο σε μεταξωτό ύφασμα,...... ηλεκτρόνια από τα άτομα του..... μετακινούνται προς το. 22.. Να συμπληρώσετε τα κενά στο παρακάτω κείμενο: Κατά την ηλέκτριση με...φέρνουμε σε επαφή ένα φορτισμένο σώμα με ένα.. Αν το πρώτο σώμα είναι θετικά φορτισμένο, εμφανίζει ηλεκτρονίων και κατά την επαφή παρατηρείται ροή ηλεκτρονίων προς το.. σώμα. Τα δύο σώματα αποκτούν... είδος φορτίου. 23..Χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις που αναφέρονται στην ηλέκτριση με τριβή ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ). Α: Ο αριθμός ηλεκτρονίων που αποβάλει το ένα σώμα είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που προσλαμβάνει το άλλο. Β: Θετικά φορτίζεται το σώμα του οποίου τα άτομα συγκρατούν καλύτερα τα ηλεκτρόνια τους. Γ: Μόνο τα εξωτερικά ηλεκτρόνια των ατόμων μετακινούνται. Δ: Ισχύει η αρχή διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου για κάθε ένα από τα τριβόμενα σώματα χωριστά. Ε: Τα δύο σώματα αποκτούν αντίθετα ηλεκτρικά φορτία. 24..Χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις που αναφέρονται στη φόρτιση με επαφή ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ). A: Παρατηρείται ροή θετικού φορτίου προς το σώμα που τελικά φορτίζεται θετικά. Β: Τα δύο σώματα αποκτούν αντίθετα ηλεκτρικά φορτία. Γ: Το άθροισμα των φορτίων που αποκτούν τελικά τα σώματα είναι ίσο με μηδέν. Δ:Το άθροισμα των φορτίων που αποκτούν τελικά τα σώματα είναι ίσο με το φορτίο που αρχικά είχε το σύστημα. Ε: Tα δύο σώματα αποκτούν ομόσημα φορτία. 25..Για ποιο από τα παρακάτω φαινόμενα δεν είναι υπεύθυνη η ηλέκτριση των σωμάτων; Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 9 gvalatsos@sch.gr
Λ: Τρίβουμε ένα μπαλόνι στο πουλόβερ μας και μετά αυτό κολλά στον τοίχο. Β: Όταν βγαίνουμε από το αυτοκίνητο, μόλις πιάνουμε το χερούλι, αισθανόμαστε τίναγμα. Γ: Η δημιουργία της αστραπής. Δ: Βλέπουμε πρώτα την αστραπή και μετά ακούμε τη βροντή. 26..Όταν τρίβουμε μία γυάλινη ράβδο σε ένα μεταξωτό ύφασμα: Α: Ηλεκτρίζεται η ράβδος και το ύφασμα. Β: Μεταφέρονται ηλεκτρόνια από τη ράβδο στο ύφασμα. Γ: Στα άτομα της ράβδου τα ηλεκτρόνια συγκρατούνται ισχυρότερα. Δ: Αν η ράβδος αποκτά φορτίο +4nC το ύφασμα αποκτά φορτίο -4nC. 27..Ποια πρόταση είναι λανθασμένη; Η σειρά ευκολίας με την οποία κάποια υλικά χάνουν τα εξωτερικά τους ηλεκτρόνια είναι: Γυαλί, μαλλί, μετάξι, ξύλο, κεχριμπάρι, πλαστικό, α) Ποιο από αυτά αποκτά ευκολότερα θετικό φορτίο, όταν τρίβεται με κάποιο άλλο; β) Τι είδους φορτίο θα αποκτήσει το ξύλο, όταν το τρίψουμε με μάλλινο ύφασμα; γ) Τι είδους φορτίο θα αποκτήσει το μεταξωτό ύφασμα, όταν τρίψουμε μ αυτό κεχριμπάρι; 28..Στην ηλέκτριση ενός σώματος με επαφή, το αρχικά ουδέτερο σώμα: Α: Αποκτά ομόσημο φορτίο με το αρχικά φορτισμένο σώμα. Β: Αποκτά ίσο φορτίο με το αρχικά φορτισμένο σώμα. Γ: Χάνει ηλεκτρόνια, αν φορτίζεται αρνητικά. Δ: Παίρνει πρωτόνια, αν φορτίζεται θετικά. 29..Το σώμα Α έχει φορτίο +6nC και το σώμα Β είναι αφόρτιστο. Τα φέρνουμε σε επαφή και τα απομακρύνουμε. Το σώμα Β μπορεί να έχει τελικά φορτίο: A: +6nC, Β: +8nC, Γ: -2nC, Δ: +2nc. 30..Χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ). Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 10 gvalatsos@sch.gr
A. Οι ηλεκτρικοί μονωτές παγιδεύουν το ηλεκτρικό φορτίο σε μια περιοχή τους. Β: Τα μέταλλα είναι ηλεκτρικοί αγωγοί. Γ Τα εξωτερικά ηλεκτρόνια των ατόμων συγκρατούνται ισχυρότερα στους αγωγούς. Δ: Με το ηλεκτροσκόπιο διαπιστώνουμε το είδος του ηλεκτρικού φορτίου. Ε: Με το ηλεκτροσκόπιο διαπιστώνουμε αν ένα σώμα είναι φορτισμένο. 31..Να συμπληρώσετε τα κενά στο παρακάτω κείμενο: Τα σώματα που επιτρέπουν το διασκορπισμό του ηλεκτρικού φορτίου σε όλη την έκτασή τους ονομάζονται ενώ αυτά που δεν επιτρέπουν το διασκορπισμό του φορτίου ονομάζονται... Παρόλο που στα μέταλλα υπάρχουν ελεύθερα... και τα άτομα μετατρέπονται σε...ιόντα, οι μεταλλικοί αγωγοί είναι ηλεκτρικά. 32..Οι ηλεκτρικοί αγωγοί: Α: Διαθέτουν ελεύθερα ηλεκτρόνια. Β: Εμφανίζουν πλεόνασμα αρνητικού φορτίου. Γ: Επιτρέπουν το διασκορπισμό του ηλεκτρικού φορτίου σε όλη την έκτασή τους. Δ: Είναι ηλεκτρικά ουδέτεροι. Ποια πρόταση είναι λανθασμένη; 33..Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια ενός μεταλλικού αγωγού: Α: Εμφανίζονται, όταν ο αγωγός φορτίζεται. Β: Δεν ανήκουν στα υλικά του αγωγού. Γ: Υπάρχουν πάντα στους αγωγούς. Δ: Έχουν ως αποτέλεσμα ο αγωγός να είναι φορτισμένος. 34..Στους μονωτές δεν είναι δυνατή η διάχυση του ηλεκτρικού φορτίου, γιατί: Α: Δεν έχουν ηλεκτρόνια. Β: Τα εξωτερικά ηλεκτρόνια των ατόμων συγκρατούνται χαλαρά. Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 11 gvalatsos@sch.gr
Γ: Δεν έχουν πλεόνασμα ηλεκτρονίων. Δ: Δεν έχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια. 35..Να χαρακτηρίσετε τα επόμενα υλικά ως ηλεκτρικούς αγωγούς (Α) ή ηλεκτρικούς μονωτές (Μ): Σίδηρος Γυαλί Εβονίτης Ξηρός αέρας Ο Υγρός αέρας Κερί Αποσταγμένο νερό Υδράργυρος Πορσελάνη Χαλκός. 36..Με το ηλεκτροσκόπιο μπορούμε να: Α: Βρούμε αν το φορτίο ενός σώματος είναι θετικό ή αρνητικό. Β: Μετρήσουμε ακριβώς το φορτίο ενός σώματος. Γ: Διαπιστώσουμε αν ένα σώμα έχει φορτίο ή να συγκρίνουμε ποιο σώμα έχει περισσότερο φορτίο. Δ: Φορτίσουμε ένα σώμα. 37..Να συμπληρώσετε τα κενά στο παρακάτω κείμενο: Η ηλέκτριση ενός σώματος με... στηρίζεται στο.. των θετικών από τα αρνητικά φορτία από απόσταση. Με αυτή τη μέθοδο, λέμε ότι το. σώμα ηλεκτρίζεται και όχι. γιατί το... φορτίο του είναι ίσο με μηδέν. 38..Χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις που αναφέρονται στην ηλέκτριση με επαγωγή ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ). A: Δεν χρειάζεται να αγγίζουμε το προς ηλέκτριση σώμα. Β: Στηρίζεται στο διαχωρισμό των θετικών - αρνητικών φορτίων από απόσταση. Γ: Παρατηρείται μεταφορά φορτίου από σώμα σε σώμα. Δ: Το ηλεκτρισμένο σώμα έχει ολικό φορτίο ίσο με μηδέν. Ε: Η μέθοδος εφαρμόζεται μόνο στους αγωγούς. 39..Απέναντι από το άκρο Α μιας μεταλλικής ράβδου ΑΒ τοποθετούμε μία θετικά φορτισμένη σφαίρα. Τότε: Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 12 gvalatsos@sch.gr
Α: Το άκρο Α εμφανίζεται θετικά φορτισμένο. Β: Το άκρο Α εμφανίζεται αρνητικά φορτισμένο. Γ: Η ράβδος συνολικά αποκτά ηλεκτρικό φορτίο. Δ: Τα ηλεκτρόνια της ράβδου είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα. 40..Κατά την ηλέκτριση μίας μεταλλικής ράβδου με επαγωγή: Α: Φορτίο μεταφέρεται στη ράβδο. Β: Η ράβδος έχει ολικό φορτίο ίσο με μηδέν. Γ: Τα άκρα της ράβδου αποκτούν ίδιο φορτίο (κατά πρόσημο και ποσότητα). Δ: Η ηλέκτριση της ράβδου είναι μόνιμη. 41..Κατά την ηλέκτριση μιας πλαστικής ράβδου με επαγωγή, τοποθετούμε κοντά της μία θετικά φορτισμένη σφαίρα. Τότε: Α: Παρατηρείται προσανατολισμός των ατόμων ή μορίων του πλαστικού. Β: Παρατηρείται μόνιμη ηλέκτριση της ράβδου που παραμένει και μετά την απομάκρυνση της σφαίρας. Γ: Έχουμε μετακίνηση ηλεκτρονίων προς το άκρο απέναντι από τη σφαίρα. Δ: Έχουμε ροή ηλεκτρονίων προς τη σφαίρα. 42..Σε ποια υλικά οι πυρήνες συγκρατούν ισχυρότερα τα ηλεκτρόνια των ατόμων, στους αγωγούς ή στους μονωτές; Γνωρίζουμε τρεις τρόπους ηλέκτρισης, με επαφή, με τριβή και με επαγωγή. Σε ποιον ή σε ποιους από αυτούς: α) Ισχύει η αρχή διατήρησης του φορτίου; β) Τα σώματα αποκτούν ομόσημα φορτία, γ) Τα σώματα αποκτούν ετερόσημα φορτία, δ) Δεν έχουμε μεταφορά φορτίου από σώμα σε σώμα; 43..Μία σφαίρα Α έχει φορτίο +4nC και μία σφαίρα Β έχει φορτίο +6nC. Τις φέρουμε σε επαφή. Τελικά, τα φορτία τους είναι δυνατόν να έχουν τιμές: A: +3nC, +7nC, Β: +2nC, +6nC, Γ: -3nC, +5nC, Δ: +5nC, -5nC Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 13 gvalatsos@sch.gr
44..Γνωρίζουμε ότι, όταν φέρνουμε σε επαφή δύο όμοιες μεταλλικές φορτισμένες σφαίρες και μετά τις απομακρύνουμε, αποκτούν ίση ποσότητα φορτίου. Διαθέτουμε τρεις όμοιες μεταλλικές σφαίρες A, Β, Γ εκ των οποίων μόνο η Α έχε ηλεκτρικό φορτίο +8 μc. Ακολουθούμε διαδοχικά τα επόμενα βήματα: Φέρνουμε σε επαφή την Α με τη Β και ακολούθως τις απομακρύνουμε. Φέρνουμε σε επαφή τη Β με τη Γ και ακολούθως τις απομακρύνουμε. Φέρνουμε σε επαφή τη Α με τη Γ και ακολούθως τις απομακρύνουμε. α) Ποιο το φορτίο κάθε σφαίρας τελικά; β) Πόσο φορτίο μεταφέρθηκε (και από πού προς πού) κατά την επαφή της σφαίρας Α με τη Γ; 45..Σφαίρα Α με ηλεκτρικό φορτίο +8 pc και απωθεί μία φορτισμένη σφαίρα Β με δύναμη μέτρου 10Ν. α) Πόσο πρέπει να γίνει το φορτίο της σφαίρας Α, ώστε η δύναμη άπωσης να γίνει 5 Ν; β) Πόσα ηλεκτρόνια μεταφέρθηκαν στην σφαίρα Α, ώστε να γίνει η μεταβολή του ερωτήματος (α); Υ) Πόσο πρέπει να γίνει το φορτίο της σφαίρας Α, ώστε οι δύο σφαίρες να έλκονται με δύναμη μέτρου 20 Ν; Δίνεται το φορτίο του ηλεκτρονίου qe = -l,6 10-19 C. 46..Συμπληρώστε τα κενά στο παρακάτω κείμενο: Με πειράματα ο Κουλόμπ διαπίστωσε ότι η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ δύο φορτισμένων σωμάτων είναι. με το.. της απόστασης των σωμάτων και.με το ηλεκτρικό φορτίο κάθε σώματος. 47..Χαρακτηρίστε τις επόμενες προτάσεις ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ). A.Ο Κουλόμπ ήταν ο πρώτος που μελέτησε ποσοτικά τις ηλεκτρικές δυνάμεις μεταξύ φορτισμένων σωμάτων. B.Αν διπλασιάσουμε την απόσταση δύο φορτισμένων σωμάτων, η ηλεκτρική δύναμη υποδιπλασιάζεται. Γ. Αν διπλασιάσουμε το φορτίο ενός εκ των δύο φορτισμένων σωμάτων, τότε η ηλεκτρική δύναμη με την οποία αλληλοεπιδρούν διπλασιάζεται. Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 14 gvalatsos@sch.gr
Δ. Ένα θετικά φορτισμένο σώμα απωθείται από ένα άλλο θετικά φορτισμένο σώμα. Ε. Ο νόμος του Κουλόμπ περιγράφει και την ηλεκτρική δύναμη μεταξύ φορτισμένου και ουδέτερου σώματος. 48..Δύο φορτισμένα σώματα έχουν φορτία Q και q, απέχουν απόσταση r και αλληλεπιδρούν με δύναμη F. Με πόση δύναμη θα αλληλοεπιδρούν, αν: I. Τετραπλασιάσουμε τη μεταξύ τους απόσταση; A: F/2, Β: F/4, Γ: F/8, Δ: F/16 II. Τριπλασιάσουμε κάθε φορτίο; A: 3F, Β: 6F, Γ: 9F, Δ: 12F III. Διπλασιάσουμε κάθε φορτίο αλλά και τη μεταξύ τους απόσταση. A: F, Β: F/2, Γ: 2F, Δ: 4F IV. Εξαπλασιάσουμε το ένα φορτίο, τριπλασιάσουμε το άλλο και τριπλασιάσουμε τη μεταξύ τους απόσταση. A: F/3, Β: F, Γ: 2F, Δ: 9F 49..Η σταθερά Κ στη μαθηματική διατύπωση του νόμου του Κουλόμπ: Α: Εξαρτάται από το υλικό στο οποίο βρίσκονται τα φορτισμένα σώματα. Β: Έχει τιμή 9.10 9 N/C 2 Γ: Εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος που βρισκόμαστε. Δ: Είναι διαφορετική για μεγάλα φορτία. 50.. Ο νόμος του Κουλόμπ ισχύει: Α: Μόνο αν τα φορτισμένα σώματα βρίσκονται στο κενό. Β: Αν τα φορτισμένα σώματα είναι μικρά σε σχέση με τη μεταξύ τους απόστα ση. Γ: Μόνο αν τα φορτισμένα σώματα έχουν σφαιρικό σχήμα. Δ: Μόνο αν τα ηλεκτρικά φορτία είναι ομόσημα. 51..Οι σφαίρες Α και Β έχουν ηλεκτρικό φορτίο Q και 4Q αντίστοιχα και αλληλεπιδρούν. Τότε: Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 15 gvalatsos@sch.gr
Α: Η σφαίρα Α δέχεται τετραπλάσια δύναμη απ ότι η σφαίρα Β. Β: Η σφαίρα Β δέχεται τετραπλάσια δύναμη απ ότι η σφαίρα Α. Γ: Οι σφαίρες αλληλεπιδρούν με δυνάμεις ίσων μέτρων. Δ: Οι σφαίρες αλληλεπιδρούν με δυνάμεις ίδιας φοράς. 52..Οι δυνάμεις Κουλόμπ: Α: Είναι πολύ μεγάλες, γιατί η μονάδα φορτίου 1C είναι πολύ μεγάλη. Β: Παίζουν κυρίαρχο ρόλο στις κινήσεις των ουρανίων σωμάτων. Γ: Παίζουν κυρίαρχο ρόλο στο σχηματισμό των μορίων. Δ: Είναι υπεύθυνες που τα σώματα γύρω μας έχουν συνήθως ολικό φορτίο ίσο με μηδέν. 53..Δύο μεταλλικές σφαίρες Α και Β έχουν ηλεκτρικά φορτία q1 = -4 μc και q2 = +5 μc, βρίσκονται σε απόσταση r = 3 m και αλληλεπιδρούν με δυνάμεις μέτρου F = 20.10-3 N. α) Σε πόση απόσταση πρέπει να τοποθετηθούν οι σφαίρες, ώστε η δύναμη με την οποία έλκονται να γίνει 5 10-3 Ν; β) Αν η απόσταση των δύο σφαιρών διπλασιαστεί ταυτόχρονα με το εξαπλασιασμό του φορτίου q1 με πόση δύναμη θα αλληλεπιδρούν οι σφαίρες; γ) Αν η απόσταση των σφαιρών τριπλασιαστεί ταυτόχρονα με τον τριπλασιασμό του φορτίου q1 και τον εξαπλασιασμό του φορτίου q2, με πόση δύναμη θα αλληλεπιδρούν οι σφαίρες; 54..Οι σφαίρες A, Β και Γ του σχήματος έχουν φορτία Q, -Q και 4Q αντίστοιχα, όπου Q μία θετική ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου. Αν οι σφαίρες Α και Β αλληλεπιδρούν με δυνάμεις μέτρου 10 Ν: α) Με πόση δύναμη αλληλεπιδρούν οι σφαίρες Β και Γ; β) Σημειώστε τις δυνάμεις που δέχεται η σφαίρα Β από τις άλλες δύο και υπολογίστε τη συνισταμένη τους. Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 16 gvalatsos@sch.gr
55..Μία μεταλλική σφαίρα Α έχει ηλεκτρικό φορτίο -16 μc και απωθεί μία φορτισμένη σφαίρα Β με δύναμη μέτρου 40 Ν. α) Πόσο πρέπει να γίνει το φορτίο της σφαίρας Α, ώστε η δύναμη άπωσης να γίνει 10Ν; β) Πόσα ηλεκτρόνια μεταφέρθηκαν στην σφαίρα Α ή απομακρύνθηκαν από αυτή, ώστε να γίνει η μεταβολή του ερωτήματος (α); γ) Πόσο πρέπει να γίνει το φορτίο της σφαίρας Α, ώστε οι δύο σφαίρες να έλκονται με δύναμη μέτρου 20 Ν; 56.. Δύο μεταλλικές σφαίρες Α και Β έχουν ηλεκτρικά φορτία q1 = -4 pc και q2 = +8 pc. Τα κέντρα τους απέχουν r = 3 m. α) Να υπολογίσετε το μέτρο της ηλεκτρικής δύναμης που ασκεί η μία στην άλλη, β) Φέρνουμε τις σφαίρες σε επαφή και λόγω ομοιότητας αποκτούν το ίδιο φορτίο. Με πόση δύναμη αλληλεπιδρούν πλέον, αν τις τοποθετήσουμε στις αρχικές τους θέσεις; Δίνεται η σταθερά αναλογίας του νόμου του Κουλόμπ: Κ = 9 10 9 Nm 2 /C 2. 57..Χάλκινη σφαίρα έχει φορτίο +4 pc και έλκει σιδερένια σφαίρα που βρίσκεται σε απόσταση 3 m με δύναμη 8.10-3 Ν. Αν η σταθερά του νόμου του Κουλόμπ είναι Κ = 9 10 9 Nm 2 /C 2, να υπολογίσετε το φορτίο της σιδερένιας σφαίρας. 58..Δύο μεταλλικές σφαίρες Α και Β έχουν ηλεκτρικά φορτία q1 = +4 pc και q2 = -5pC, βρίσκονται σε απόσταση r και αλληλεπιδρούν με δύναμη μέτρου F = 20.10-3 N. Η σταθερά αναλογίας του νόμου του Κουλόμπ είναι Κ = 9 10 9 Nm 2 /C 2. α) Να λύσετε τη σχέση του νόμου του Κουλόμπ ως προς r β) Να υπολογίσετε την απόσταση των σφαιρών. 59. Δίνονται δύο σημειακά φορτία q1 = q2 = - 4 μc που βρίσκονται στον αέρα σε απόσταση τ = 30 cm μεταξύ τους. α) Να σχεδιάσετε τη δύναμη που ασκεί το ένα φορτίο στο άλλο. Πού εφαρμόζεται εδώ η αρχή δράσης-αντίδρασης; β) Πόσο είναι το μέτρο της δύναμης Κουλόμπ μεταξύ των φορτίων; Δίνεται: Κ = 9 10 9 Ν. m 2 /C 2. Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 17 gvalatsos@sch.gr
60. Τρία ακίνητα σημειακά φορτία Q1 = 1 μc, Q2 = 3 μc και Q3 = - 4 μc συγκρατούνται στις θέσεις που φαίνονται στο σχήμα. Δεδομένου ότι r = 3 m, να βρείτε α. το μέτρο της δύναμης που ασκεί καθένα από τα φορτία Q2 και Q3 στο φορτίο Q1. β. τη συνολική δύναμη που δέχεται το φορτίο Q1. 61.Διαθέτουμε έξι φορτισμένα σώματα Α, Β, Γ, Δ, Ε και Ζ. Με βάση μια σειρά παρατηρήσεων, ένας μαθητής οδηγήθηκε στα εξής συμπεράσματα: i) τα σώματα Α, Β, και Γ ανά δύο έλκονται, ii) τα σώματα Δ, Ε και Ζ ανά δύο απωθούνται. α. Είναι λανθασμένο κάποιο από τα συμπεράσματα αυτά; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. β. Αν το σώμα Δ έχει αρνητικό φορτίο, ποιο είναι το είδος του ηλεκτρικού φορτίου των σωμάτων Ε και Ζ; 62. Ένας μαθητής τρίβει μια ράβδο με μάλλινο ύφασμα και μετά από κάποιο χρονικό διάστημα ελέγχει με τη βοήθεια ενός ηλεκτρικού εκκρεμούς, αν η ράβδος έχει ηλεκτρικό φορτίο. Διαπιστώνει ότι η ράβδος δεν είναι ηλεκτρισμένη. Να αναφέρετε πιθανές εξηγήσεις του παραπάνω φαινομένου. 63. Υπεραπλουστεύοντας την πραγματική δομή των σωμάτων, υποθέτουμε ότι μια γυάλινη ράβδος έχει 100 ηλεκτρόνια και 100 πρωτόνια και το μάλλινο ύφασμα έχει 70 ηλεκτρόνια και 70 πρωτόνια. Μετά την τριβή, η γυάλινη ράβδος βρέθηκε με 20 ηλεκτρόνια λιγότερα από αυτά που είχε πριν την τριβή. α. Πόσα ηλεκτρόνια έχει το ύφασμα μετά την τριβή; β. Σε ποια θεμελιώδη αρχή βασιστήκατε για να απαντήσετε στο προηγούμενο ερώτημα. 64. Τέσσερις όμοιες μικρές σφαίρες Α, Β, Γ και Δ βρίσκονται στις τέσσερις κορυφές ενός τετραγώνου πλευράς α. Καθεμιά από τις σφαίρες Α και Β έχει θετικό φορτίο 2q ενώ οι σφαίρες Γ και Δ είναι αφόρτιστες. Φέρνουμε σε επαφή τις σφαίρες Α και Β με τις σφαίρες Δ και Γ, αντίστοιχα, και τις επαναφέρουμε στις αρχικές τους θέσεις. α. Να βρείτε τη δύναμη που ασκείται στη σφαίρα Γ εξαιτίας της σφαίρας Α. β. Να συγκρίνετε τα μέτρα των δυνάμεων μεταξύ των σφαιρών Α και Β πριν και μετά την επαφή. γ. Αν τριπλασιάσουμε την πλευρά του τετραγώνου μετά την επαφή, πόσο θα μεταβληθεί η δύναμη μεταξύ των σφαιρών Α και Δ; [Απ. (α) k c q 2 2α 2, κατά τη διεύθυνση της διαγώνιου, (β) 4/1 (γ) εννιά φορές μικρότερη] Q 2 r Q 3 Q 1 y r x Q 1 q A x Γ L Q 2 Β (ε) 65. Δυο ακίνητα σημειακά φορτία Q1 = 4 μc και Q2 = 2 μc απέχουν μεταξύ τους L = 0,9 Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 18 gvalatsos@sch.gr
m. Ένα άλλο σημειακό φορτίο q = 1 μc τοποθετείται στο σημείο Γ, σε απόσταση x = 0,3 m από το φορτίο Q1. Να βρείτε α. το μέτρο της δύναμης που ασκεί καθένα από τα φορτία Q1 και Q2 στο φορτίο q. β. τη συνολική δύναμη που δέχεται το φορτίο q. [Απ. (α) 0,4 Ν, 0,05 Ν, (β) 0,35 Ν ομόρροπη της y F 1] Q 3 Q 2 r Q 1 r x 66. Τρία ακίνητα σημειακά φορτία Q1 = 1 μc, Q2 = 3 μc και Q3 = - 4 μc συγκρατούνται στις θέσεις που φαίνονται στο σχήμα. Δεδομένου ότι r = 3 m, να βρείτε α. το μέτρο της δύναμης που ασκεί καθένα από τα φορτία Q2 και Q3 στο φορτίο Q1. β. τη συνολική δύναμη που δέχεται το φορτίο Q1. [Απ. (α) 3 10-3 Ν, 4 10-3 Ν, (β) 5 10-3 Ν, εφθ = 4/3] 67. Δυο ακίνητα σημειακά φορτία απωθούνται μεταξύ τους με δύναμη μέτρου F =18 10-4 N. Πόσο γίνεται το μέτρο της δύναμης αυτής, όταν η μεταξύ τους απόσταση r α. ελαττωθεί κατά r/2. β. αυξηθεί κατά r/2. [Απ. (α) 72 10-4 Ν, (β) 8 10-4 Ν] Q 1 Q 2 A L Β (ε) 68. Δύο ακίνητα σημειακά φορτία Q1 = 10 μc και Q2 = 40 μc απέχουν μεταξύ τους L = 3 m. Να βρείτε α. το μέτρο της δύναμης που ασκεί το ένα φορτίο στο άλλο. β. σε ποιο σημείο της ευθείας (ε) πρέπει να τοποθετηθεί σημειακό φορτίο q = - 2 μ C, ώστε η συνισταμένη δύναμη που ασκείται σ αυτό να είναι ίση με μηδέν. [Απ. (α) 0,4 Ν, (β) σε απόσταση 1 m δεξιά του Α] 69. Δύο μικρές ακίνητες φορτισμένες σφαίρες απωθούνται μεταξύ τους με δύναμη μέτρου F = 12 N. Να υπολογίσετε το μέτρο της απωστικής δύναμης μεταξύ τους, αν α. διπλασιάσουμε το φορτίο κάθε σφαίρας. β. διπλασιάσουμε το φορτίο της μιας σφαίρας διπλασιάζοντας ταυτόχρονα τη μεταξύ τους απόσταση. [Απ. (α) 48 Ν, (β) 6 Ν] 70. Δύο μικρές σφαίρες φορτίζονται με ίσα και ετερώνυμα φορτία και τοποθετούνται σε απόσταση L = 1,6 m μεταξύ τους. Οι σφαίρες αλληλεπιδρούν με δύναμη μέτρου F = Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 19 gvalatsos@sch.gr
3,6 N. Να βρείτε α. το φορτίο κάθε σφαίρας. β. τον αριθμό των ηλεκτρονίων που πλεονάζουν στην αρνητικά φορτισμένη σφαίρα. [Απ. (α) Q1 = 32 μc, Q2 = - 32 μc, (β) 2 10 14 ηλεκτρόνια] Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 20 gvalatsos@sch.gr
Γ.ΒΑΛΑΤΣΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ Msc 21 gvalatsos@sch.gr