Institutt for fysikk, NTNU TFY4150/FY1303/SIF4012/MNFFY103: Elektrisitet og magnetisme Høst 2003

Øving 7

Veiledning: 29.09, 02.10, 03.10, 06.10, 09.10 Innleveringsfrist: Torsdag 9. oktober kl. 1200 (Svartabell på siste side.)

Dette kan du få bruk for nedenfor: 1/4πε_{0} = 9·10^{9} Nm^{2}/C^{2}, e = 1.6·10^{−19} C, m_{e} = 9.11·10^{−31} kg, m_{p} = 1.67 · 10^{−27} kg, g = 9.8 m/s^{2}

1) Et elektron

A kan ha en hvilken som helst ladning.
B har en ladning som er 1/2000 av protonets ladning.
C har 2000 ganger så stor ladning som protonet.
D har omtrent 2000 ganger så stor masse som protonet.
E har en masse som er omtrent 1/2000 av protonets masse.

2) Et proton

A kan ha en hvilken som helst ladning.
B har en ladning som er 1/2000 av elektronets ladning.
C har 2000 ganger så stor ladning som elektronet.
D har omtrent 2000 ganger så stor masse som elektronet.
E har en masse som er omtrent 1/2000 av elektronets masse.

3) Dersom et legeme har en ladning −160 pC, kan du konkludere med at legemet har et overskudd på

A 10^{3} elektroner.
B 10^{5} elektroner.
C 10^{7} elektroner.
D 10^{9} elektroner.
E 10^{11} elektroner.

4) To små kuler tiltrekker hverandre elektrostatisk. Hvilket utsagn er da alltid sant?

A Begge kulene er ladet.
B Minst en av kulene er ladet.
C Ingen av kulene er ladet.
D Kulene har samme ladning.
E Kulene må være av metall.

5) Du berører den ene (den til venstre) av to nøytrale metallkuler som er i innbyrdes kontakt, med en positivt ladet glass-stav. Deretter fjerner du de to metallkulene fra hverandre. Da har metallkula til høyre fått

A positiv ladning.
B negativ ladning.
C null netto ladning.
D motsatt ladning av kula til venstre.
E netto ladning, men fortegnet kan ikke bestemmes.

6) Du bringer en positivt ladet glass-stav nesten inntil den ene (den til venstre) av to nøytrale metallkuler som er i innbyrdes kontakt. Deretter fjerner du de to metallkulene fra hverandre. Da har metallkula til høyre fått

A positiv ladning.
B negativ ladning.
C null netto ladning.
D samme ladning som kula til venstre.
E netto ladning, men fortegnet kan ikke bestemmes.

7) To små kuler, hver med masse m = 10 g og ladning q, er hengt opp i hver sin isolerende tråd med lengde l = 10 cm. Trådene er festet i et felles opphengingspunkt. Hvor stor er ladningen q dersom vinkelen mellom trådene er θ = 30^{∘}?

A 1.6 · 10^{−19} C
B 7.8 · 10^{−15} C
C 8.8 · 10^{−8} C
D 3.0 · 10^{−4} C
E 0.017 C

8) Fem like punktladninger +q er plassert på et kvadrat som vist i figuren. En sjette ladning +q′ er plassert i kvadratets sentrum O. I hvilken retning virker nettokraften på q′?

A Langs OA.
B Langs OB.
C Langs OC.
D Langs OD.
E Den er null.

9) Tre små kuler henger i hver sin tynne (isolerende) tråd. Du observerer at kulene 1 og 2 tiltrekker hverandre, mens kulene 2 og 3 frastøter hverandre. Da kan du konkludere med at

A kulene 1 og 3 har ladning med motsatt fortegn.
B kulene 1 og 3 har ladning med samme fortegn.
C alle tre kulene har ladning med samme fortegn.
D en av kulene er elektrisk nøytral.
E vi ikke har nok informasjon til å bestemme fortegnet på ladningen på alle tre kulene.

10) To uniformt ladete kuler har ladning henholdsvis Q og 3Q. Hvilken figur beskriver korrekt de elektrostatiske kreftene som virker på de to kulene?

A 1.
B 2.
C 3.
D 4.
E 5.

11) En uniformt ladet uendelig stor flate har ladning σ pr flateenhet. Tre gaussflater (lukkede flater) a, b og c er vist i figuren. De to sylinderflatene a og b har begge radius R, høyde henholdsvis 4R og 2R, og ligger symmetrisk omkring den ladete flaten med symmetriaksen parallelt med flatenormalen. Kuleflaten c har også radius R og ligger med sentrum i den ladete flaten. Gjennom hvilke(n) av følgende flater er den elektriske fluksen størst: 1. topplokket på a; 2. topplokket på b; 3. halvkulen av c på oversiden av den ladete flaten?

A 1.
B 2.
C 3.
D 2. og 3.
E Like stor gjennom alle tre.

12) Ranger de tre lukkede flatene a, b og c i figuren over i henhold til økende elektrisk fluks gjennom dem.

\begin{matrix}A & a > b > c. \\ B & a = b > c. \\ C & a = b = c. \\ D & a > b = c. \\ E & c > b > a. \end{matrix}

13) Figuren til høyre viser fire punktladninger og en gaussflate (stiplet). Hvilke ladninger bidrar til netto elektrisk fluks gjennom gaussflaten?

A Ingen av dem.
B Bare q_{1} og q_{2}.
C Bare q_{2} og q_{3}.
D Alle fire.
E Svaret avhenger av formen på gaussflaten.

14) En ladet glass-stav bringes i nærheten av et elektrisk nøytralt stykke metall slik at metallet får et overskudd av negativ og positiv ladning på henholdsvis venstre og høyre side, som vist i figuren. På metallstykket er det elektriske potensialet

A like stort overalt.
B størst på den positive siden.
C størst på den negative siden.
D størst på midten.
E minst på midten.

15) Et metallstykke gis en netto ladning −Q. Da er det elektriske potensialet på metallstykket

A konstant overalt.
B størst i sentrum.
C størst på overflaten.
D størst et sted mellom sentrum og overflaten.
E minst i sentrum.

Øving 7 i Elektromagnetisme / Elektrisitet og magnetisme høsten 2003

Innleveringsfrist: Torsdag 9. oktober kl. 1200.

Navn:

Øvingsgruppe:

Oppgave  A  B  C  D  E

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15