Ce diaporama a bien été signalé.
Nous utilisons votre profil LinkedIn et vos données d’activité pour vous proposer des publicités personnalisées et pertinentes. Vous pouvez changer vos préférences de publicités à tout moment.

ฟิสิกส์ 5 ไฟฟ้าสถิตย์ ตอนที่ 3

36 161 vues

Publié le

เอกสารประกอบการเรียน เรื่องไฟฟ้าสถิตย์ ตอนที่ 3
หัวข้อ สนามไฟฟ้า (พื้นฐาน)

Publié dans : Sciences
  • Soyez le premier à commenter

ฟิสิกส์ 5 ไฟฟ้าสถิตย์ ตอนที่ 3

  1. 1. เอกสารประกอบการเรียน วิชาฟิสิกส์ 5 เรื่อง ไฟฟ้าสถิต หน้า 1 3. สนามไฟฟ้ารอบจุดประจุ จุดประจุ หมายถึง ประจุไฟฟ้าที่มีขนาดความกว้าง ความยาวน้อยมาก ( เช่นอิเล็กตรอน 1 ตัว ) และปกตินั้นประจุไฟฟ้าใดๆ จะมีแรงทางไฟฟ้าแผ่ ออกมารอบๆ ตัวประจุขนาดหนึ่งเสมอ เราเรียกบริเวณรอบ ประจุซึ่งมีแรงทางไฟฟ้าแผ่ ออกมานี้ว่าสนามไฟฟ้า ( E ) หากเรานาประจุขนาดเล็กอีกตัวหนึ่งมาวางใน บริเวณสนามไฟฟ้า ประจุที่นามาวางนั้นจะ ถูกแรงที่แผ่ ออกมา กระทา ทาให้ประจุนั้นเกิดการเคลื่อนที่ ประจุที่ถูกแรงทาง ไฟฟ้าทา ให้เคลื่อนที่ นี้เรียกเป็น ประจุทดสอบ (q ) ส่วน ประจุที่เป็นตัวสร้างสนามไฟฟ้าจะเรียก ประจุต้นเหตุ( Q ) สนามไฟฟ้าเป็นปริมาณเวกเตอร์ เพราะเป็นปริมาณ ที่มีทิศทาง ทิศของสนามไฟฟ้า กาหนดว่า สาหรับประจุบวก สนามไฟฟ้ามีทิศออกตัวประจุ สาหรับตัวประจุลบ สนามไฟฟ้ามีทิศเข้าตัวประจุ ดังแสดงในรูป เส้นของแรงที่ เขียนแทนแรงทางไฟฟ้าที่แผ่ออกมาเรียก เส้นแรงไฟฟ้า สาหรับขนาดความเข้มสนามไฟฟ้าหาค่าได้จาก E = 𝑲𝑸 𝑹 𝟐 หรือ E = q F E คือ ความเข้มสนามไฟฟ้า ( นิวตัน/คูลอมบ์ ) K คือ ค่าคงที่ของคูลอมบ์ มีค่าเท่ากับ 9x109 ( นิวตัน . เมตร2 / คูลอมบ์2 ) Q คือ ขนาดของประจุต้นเหตุ ( คูลอมบ์ ) R คือ ระยะห่างจากประจุต้นเหตุ ( เมตร ) q คือ ขนาดของประจุทดสอบ ( คูลอมบ์ ) เตรียมใจกันก่อน 1. บริเวณที่มีแรงกระทำต่อประจุไฟฟ้ำ เรียกว่ำ ………………….……………………………………………. 2. สนำมไฟฟ้ำเป็นปริมำณ……………………………………………………………………………..………………… 3. สนำมไฟฟ้ำมีหน่วยเป็น………………………………………………………………………………………..……… 4. สัญลักษณ์ที่ใช้แทนสนำมไฟฟ้ำคือ………………………..………………………………………………………. 5. เมื่อนำประจุไปวำงไว้ในบริเวณที่มีสนำมไฟฟ้ำผลที่เกิดขึ้น คือ…………………………………………. เอกสารประกอบการเรียน วิชาฟิสิกส์ 5 ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เรื่อง ไฟฟ้าสถิต ตอนที่ 3 ประจุต้นเหตุ ประจุทดสอบ
  2. 2. เอกสารประกอบการเรียน วิชาฟิสิกส์ 5 เรื่อง ไฟฟ้าสถิต หน้า 2 แบบฝึกทักษะ 1. จำกรูป แรง F กระทำต่อประจุทดสอบ +q จะมีค่ำเป็นกี่เท่ำของค่ำแรงที่กระทำต่อประจุทดสอบที่มีค่ำ เป็น 4 เท่ำของค่ำเดิม วิธีทำ จำก F = qE ดังนั้น ณ ตำแหน่งเดิม สนำมไฟฟ้ำ E จะมีค่ำเท่ำเดิม จะได้ขนำดของแรงที่กระทำต่อประจุทดสอบ มีควำมสัมพันธ์ดังนี้ F  q จะได้ 1 2 1 2 q q F F  แทนค่ำ ................. ................. ..................... F2  ตอบ F2 = ………………. 2. จงหำสนำมไฟฟ้ำ ณ จุด A ซึ่งอยู่ห่ำงจำกจุดประจุ 0.4 ไมโครคูลอมบ์ เป็นระยะ 10 เซนติเมตร วิธีทำ จำก 2 r KQ E  แทนค่ำ  22- 9 0........x1 ...................x.........9x10 E  ตอบ E = ……………….. N/C 3. จุด A และจุด B อยู่ห่ำงจำกจุดประจุ q เป็นระยะ 20 เซนติเมตร และ 50 เซนติเมตร ตำมลำดับ ถ้ำที่จุด A สนำม ไฟฟ้ำมีค่ำเท่ำกับ 8 โวลต์ต่อเมตร และมีทิศชี้เข้ำหำประจุแล้วสนำมไฟฟ้ำที่จุด B มีค่ำเท่ำไร และมีประจุ q เป็นประจุ ชนิดใด วิธีทำ จำก 2 r KQ E  ที่จุด A ……… =  20.2 KQ ……… ( 1 ) ที่จุด B EB =  2................... KQ ……… ( 2 ) + +Q +q + 0.4C A
  3. 3. เอกสารประกอบการเรียน วิชาฟิสิกส์ 5 เรื่อง ไฟฟ้าสถิต หน้า 3 ( 2 ) / ( 1 ) , ..................... EB =  2................... KQ x   KQ 0.2 2 ตอบ EB = ……………………. N/C และ สนำมไฟฟ้ำที่จุด A มีทิศชี้เข้ำ แสดงว่ำ ประจุ q เป็น……………………. 4. สนำมไฟฟ้ำสม่ำเสมอ (E) มีขนำด 104 N/C มีทิศลงตำมแนวดิ่ง มีลูกพิธมวล 0.04 g เคลื่อนที่ขึ้นด้วย ควำมเร่ง 2 m/s2 ลูกพิธมีประจุชนิดใด และมีขนำดประจุกี่คูลอมบ์ วิธีทำ จำก F  = ma จะได้ mg - qE = ma แทนค่ำ (…….x10- 3)(10) – q(…….) = (…….x10- 3)(……..) q = …………… C ตอบ ลูกพิธมีประจุ…………. และมีขนำดประจุ…………………….คูลอมบ์ ทดสอบความเข้าใจ 31. จากรูปจงหาว่าสนามไฟฟ้าของประจุ +2 x 10–3 คูลอมบ์ ณ จุด A ในรูปจะมีความเข้มกี่นิวตัน/คูลอมบ์ และ มีทิศไปทางซ้ายหรือขวา 1. 1 x 106 N/C ไปทางขวา 2. 2 x 106 N/C ไปทางขวา 3. 1 x 106 N/C ไปทางซ้าย 4. 2 x 106 N/C ไปทางซ้าย 32. จากรูป จงหาว่าสนามไฟฟ้าของประจุ –4 x 10–3 คูลอมบ์ ณ จุด A จะมีความเข้มกี่นิวตัน/คูลอมบ์ และ มีทิศขึ้นหรือลง 1. 18 x 106 N/C ทิศขึ้น 2. 36 x 106 N/C ทิศขึ้น v 3. 18 x 106 N/C ทิศลง 4. 36 x 106 N/C ทิศลง E  mg qE
  4. 4. เอกสารประกอบการเรียน วิชาฟิสิกส์ 5 เรื่อง ไฟฟ้าสถิต หน้า 4 33. จากรูปที่กาหนดให้ จงหาว่าสนาม ไฟฟ้าลัพธ์ที่จุด X มีขนาดเท่าใด 1. 5 N/C 2. 7 N/C 3. 10 N/C 4. 14 N/C 34. (แนว มช) ประจุบวก q1= +2 ไมโครคูลอมบ์ วางห่างจาก ประจุลบ q2 = –2 ไมโครคูลอมบ์ เป็น ระยะห่าง 6 เมตร สนามไฟฟ้าที่ตาแหน่งกึ่งกลางระหว่าง 2 ประจุนี้ ในหน่วยของนิวตัน/คูลอมบ์ มีค่า เป็นเท่าใด 1. –2 x103 2. 0 3. 2 x 103 4. 4 x103 35. จากรูปที่กาหนดให้ จงหาว่าสนามไฟฟ้าลัพธ์ ที่จุด X มีขนาดเท่าใด 1. 5 N/C 2. 7 N/C 3. 10 N/C 4. 14 N/C 36. ที่ตาแหน่ง ก. ข. และ ค. มีประจุเป็น 1.0 x 10–7 –1.0 x 10–7 และ –10 x 10–7 คูลอมบ์ ตามลาดับ จงหาขนาดของสนามไฟฟ้าตาแหน่ง ค. เนื่องจาก ประจุที่ตาแหน่ง ก. และ ข. ( ให้ cos 120o = - 0.5 ) 1. 300 N/C 2. 300√2 N/C 3. 900 N/C 4. 900√2 N/C 2
  5. 5. เอกสารประกอบการเรียน วิชาฟิสิกส์ 5 เรื่อง ไฟฟ้าสถิต หน้า 5 จุดสะเทิน คือจุดที่มีค่าสนามไฟฟ้าลัพธ์มีค่าเป็นศูนย์ โดยทั่วไปแล้ว 1. จุดสะเทินจะ เกิดขึ้นได้เพียงจุดเดียวเท่านั้น 2. หากเป็นจุดสะเทินของประจุ 2 ตัว จะเกิด ในแนวเส้นตรงที่ลาก ผ่านประจุทั้งสอง หากประจุทั้งสองเป็นประจุชนิดเดียวกัน จุดสะเทินจะอยู่ ระหว่างประจุทั้งสอง หากประจุทั้งสองเป็นประจุต่างชนิดกัน จุดสะเทินจะอยู่ รอบนอกประจุทั้งสอง 3. จุดสะเทินจะเกิดอยู่ใกล้ประจุที่มีขนาดเล็กกว่า ทดสอบความเข้าใจ 37. จุดประจุ +4 x 10–8 คูลอมบ์ และ –9 x 10–8 คูลอมบ์ วางห่างกัน 0.5 เมตร ดังรูป จุด P เป็นจุดที่ สนามไฟฟ้าเป็นศูนย์ ระยะ A มีค่ากี่เมตร 1. 0.2 2. 0.4 3. 0.8 4. 1.0 38. จุดประจุ 2 จุด อยู่ห่างกัน 0.5 เมตร จุดประจุหนึ่งมีค่า +4 x 10–8 คูลอมบ์ หากสนาม ไฟฟ้าเป็นศูนย์อยู่ ระหว่างประจุทั้งสอง และห่างจากจุดประจุ +4 x 10–8 คูลอมบ์ เท่ากับ 0.2 เมตร ค่าของอีกจุดประจุหนึ่ง มีกี่คูลอมบ์ 1. 0.9 x 10–8 2. 3 x 10–8 3. 9 x 10–8 4. 30 x 10–8 39. ประจุไฟฟ้าขนาด +9 C ถูกวางไว้ที่ตาแหน่ง X = 0 m และประจุไฟฟ้าที่สอง +4 C ถูกวางไว้ที่ ตาแหน่ง X = 1 m จุดสะเทินจะอยู่ห่างจากประจุ +9 C กี่เมตร 1. 0.2 2. 0.4 3. 0.6 4. 1.0
  6. 6. เอกสารประกอบการเรียน วิชาฟิสิกส์ 5 เรื่อง ไฟฟ้าสถิต หน้า 6 40. (แนว มช) วางประจุ +9Q คูลอมบ์ ที่ตาแหน่งจุดกาเนิด (0 , 0) และจุดประจุ –4Q คูลอมบ์ ที่ตาแหน่ง X = 1 เมตร Y = 0 เมตร จงหาระยะบนแกน X ที่สนามไฟฟ้าเป็นศูนย์ 1. X = 0.4 2. X = 0.6 3. X = 2 4. X = 3 41. ตำแหน่งที่สนามไฟฟ้ารวมเป็นศูนย์ซึ่งสนามนั้นเกิดจากประจุ 2 ประจุ ก. เกิดขึ้นได้เพียงจุดเดียวเท่านั้น ข. เกิดอยู่ใกล้ประจุที่มีค่าน้อย ค. เกิดในแนวเส้นตรงที่ลากผ่านประจุทั้งสอง 1. ข้อ ก , ข , ค 2. ข้อ ก , ข 3. ข้อ ก , ค 4. ข้อ ข , ค สาหรับแรงที่สนามไฟฟ้ากระทาต่อประจุทดสอบ จะหาค่าได้จาก F = q E เมื่อ F คือ ขนาดแรงที่กระทาต่อประจุทดสอบ ( นิวตัน ) q คือ ขนาดของประจุทดสอบ ( คูลอมบ์ ) E คือ ความเข้มสนามไฟฟ้า ( นิวตัน/คูลอมบ์ ) 42. กาหนดให้จุด A อยู่ห่างจากประจุ 5 x 10–9 คูลอมบ์ เป็นระยะ 3 เมตร ก. สนามไฟฟ้า ณ จุด A จะมีความเข้มกี่นิวตัน/คูลอมบ์ ข. หากนาอิเล็กตรอน 1 ตัว ไปวางตรงจุด A จงหาแรงกระทาต่ออิเล็กตรอนนี้ ( กาหนด ประจุอิเล็กตรอน 1 ตัว เท่ากับ 1.6 x 10–19 คูลอมบ์ ) 1. ก. 5 N/C , ข. 4 x10–19 N 2. ก. 5 N/C , ข. 8 x10–19 N 3. ก. 10 N/C , ข. 4 x10–19 N 4. ก. 10 N/C , ข. 8 x10–19 N
  7. 7. เอกสารประกอบการเรียน วิชาฟิสิกส์ 5 เรื่อง ไฟฟ้าสถิต หน้า 7 43. วางอิเล็กตรอน 1 ตัว ที่จุด A ซึ่งอยู่ห่างจากประจุ 4 x 10–9 คูลอมบ์ เป็นระยะ 1 เมตร จงหาความเร่ง ในการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนี้ (ให้ ประจุอิเล็กตรอน 1 ตัว = 1.6 x 10–19 คูลอมบ์ , มวลอิเล็กตรอน 1 ตัว = 9.1 x 10–31 กิโลกรัม ) 1. 5.80 x 107 m/s2 2. 6.33 x 107 m/s2 3. 5.80 x 1012 m/s2 4. 6.33 x 1012 m/s2 44. สนามไฟฟ้าที่ทาให้โปรตอนมวล 1.67 x 10–27 กิโลกรัม มีประจุ 1.6 x 10–19 คูลอมบ์ เกิดความเร่ง 2 x 102 เมตรต่อวินาที2 มีค่าเท่าไร 1. 2x10–6 N/C 2. 2x10–5 N/C 3. 2x10–4 N/C 4. 2x10–3 N/C 45. ที่จุดห่างจากประจุต้นเหตุ 1.2 เมตร ประจุขนาด 6 x 10–12 คูลอมบ์ ถูกแรงกระทา 6 x 10–10 นิวตัน จงหาค่าประจุต้นเหตุนี้ในหน่วยคูลอมบ์ 1. 1.6 x 10–19 2. 1.6 x 10–8 3. 3.2 x 10–19 4. 3.2 x 10–8 46. ที่จุด ๆ หนึ่งในสนามไฟฟ้า ปรากฏว่าเกิดแรงกระทาต่ออิเล็กตรอนที่จุดนั้นมีค่า 4.8 x 10–14 นิวตัน จงหาแรงในหน่วยนิวตันที่กระทาต่อประจุ 9.0 x 10–7 คูลอมบ์ ที่จุดเดียวกันนั้น 1. 2.4 x 10–14 2. 2.7 x 10–14 3. 0.27 4. 2.4
  8. 8. เอกสารประกอบการเรียน วิชาฟิสิกส์ 5 เรื่อง ไฟฟ้าสถิต หน้า 8 ตรวจสอบความเข้าใจ  ประจุไฟฟ้าขนาด +15 และ –30 หน่วย ประจุวางอยู่ดังรูป ตาแหน่งใดควรเป็นจุดสะเทิน  ถ้า +Q และ –Q เป็นประจุต้นกาเนิดสนามโดยที่ +q และ –q เป็นประจุทดสอบ รูปใดแสดงทิศของ F และ E ไม่ถูกต้อง

×