1Ładunek elektryczny
- Oznaczenia: q — ładunek elektryczny [C, kulomb]; e — ładunek elementarny, e ≈ 1,60·10−19 C; n — liczba całkowita (bez jednostki).
- Ciała elektryzują się, bo elektrony przechodzą z jednego ciała na drugie (np. przy pocieraniu). Protony są związane w jądrach atomów i przy elektryzowaniu się nie przemieszczają. Ciało z nadmiarem elektronów jest naładowane ujemnie, z niedoborem – dodatnio.
Ładunek jest zachowany: w układzie izolowanym suma ładunków (ze znakami) się nie zmienia. Jest też skwantowany: q = n · e, czyli zawsze jest całkowitą wielokrotnością ładunku elementarnego.
2Przewodniki i izolatory
- W przewodnikach (metale, grafit, roztwory elektrolitów) ładunki mogą się swobodnie przemieszczać, w izolatorach (plastik, szkło, guma) – nie. Dlatego potarta plastikowa linijka jest naładowana tylko tam, gdzie ją potarłeś.
- Przykład. Dane: dwie jednakowe metalowe kulki, q1 = +6 µC, q2 = −2 µC; stykamy je i rozsuwamy.
- Wzór: jednakowe kulki dzielą łączny ładunek po równo, q' = q1 + q2 przez 2.
- Obliczenia: q' = 6 µC + (−2 µC) przez 2 = +2 µC.
- Odpowiedź: każda kulka ma +2 µC; suma nadal wynosi +4 µC, tak jak przed zetknięciem.
Stykamy jednakowe metalowe kulki o ładunkach +6 µC i −2 µC, po czym je rozsuwamy. Ile wynosi ładunek każdej kulki?
Łączny ładunek +4 µC dzieli się po równo między jednakowe kulki, więc każda ma +2 µC (+4 µC to cała suma).
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Pole elektryczne i linie pola
- Wokół naładowanego ciała jest pole elektryczne. Wykrywasz je po sile, jaka działa na mały ładunek próbny umieszczony w danym miejscu.
- Linie pola zaczynają się na ładunkach dodatnich i kończą na ujemnych (albo biegną do nieskończoności lub z niej przychodzą) i nigdy się nie przecinają. Zwrot linii to zwrot siły działającej na dodatni ładunek próbny. Gdzie linie są gęściej, tam pole jest silniejsze.
- Pole jednorodne ma linie równoległe i jednakowo gęste – tak jest między okładkami kondensatora płaskiego (z dala od brzegów).
„Linia pola to tor ładunku”
Linia pokazuje kierunek siły w każdym punkcie, a ładunek, który już się porusza, zwykle nie biegnie wzdłuż linii.
4Doświadczenie: kształt linii pola
- Do płaskiego naczynia z olejem wsypujemy kaszę manną i zanurzamy dwie elektrody połączone z maszyną elektrostatyczną. Ziarenka układają się w łańcuszki wzdłuż linii pola.
- Dwie płytki dają linie równoległe, a dwie kulki – łuki jak na rysunku.
Zwrot linii pola elektrycznego w danym punkcie to zwrot siły działającej na
Z umowy linie pola pokazują zwrot siły na ładunek dodatni; na ujemny (np. elektron) siła działa przeciwnie.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
✎Ściąga: Ładunek elektryczny i pole elektryczne
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- Ładunek jest zachowany: w układzie izolowanym suma ładunków (ze znakami) się nie zmienia. Jest też skwantowany: q = n · e, czyli zawsze jest całkowitą wielokrotnością ładunku elementarnego.
- Oznaczenia: q — ładunek elektryczny [C, kulomb]; e — ładunek elementarny, e ≈ 1,60·10−19 C; n — liczba całkowita (bez jednostki).
- Przykład. Dane: dwie jednakowe metalowe kulki, q1 = +6 µC, q2 = −2 µC; stykamy je i rozsuwamy.
- Linie pola zaczynają się na ładunkach dodatnich i kończą na ujemnych (albo biegną do nieskończoności lub z niej przychodzą) i nigdy się nie przecinają. Zwrot linii to zwrot siły działającej na dodatni ładunek próbny. Gdzie linie są gęściej, tam pole jest silniejsze.
- Pole jednorodne ma linie równoległe i jednakowo gęste – tak jest między okładkami kondensatora płaskiego (z dala od brzegów).
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
Stykamy jednakowe metalowe kulki o ładunkach +6 µC i −2 µC, po czym je rozsuwamy. Ile wynosi ładunek każdej kulki?
- A+2 µC
- B−2 µC
- C+4 µC
- D+8 µC
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: +2 µC – Łączny ładunek +4 µC dzieli się po równo między jednakowe kulki, więc każda ma +2 µC (+4 µC to cała suma).
Który ładunek może mieć naelektryzowane ciało?
- A4,0·10−19 C
- B2,4·10−19 C
- C3,2·10−19 C
- D0,8·10−19 C
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: 3,2·10−19 C – Ładunek jest wielokrotnością e = 1,60·10−19 C: 3,2·10−19 C to 2e, a pozostałe wartości to 1,5e, 0,5e i 2,5e.
Ciało ma ładunek −4,8·10−19 C. Ile ma nadmiarowych elektronów?
- A4,8
- B3
- C30
- D0,3
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 3 – n = 4,8·10−19 C : 1,60·10−19 C = 3; liczba elektronów musi być całkowita.
Co dzieje się podczas elektryzowania przez pocieranie?
- AProtony przechodzą z jednego ciała na drugie
- BŁadunki obu ciał znikają
- CElektrony przechodzą z jednego ciała na drugie
- DPowstaje nowy ładunek bez zmiany drugiego ciała
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: Elektrony przechodzą z jednego ciała na drugie – Przemieszczają się tylko elektrony, więc ciała mają ładunki przeciwnych znaków, a ich suma się nie zmienia.
Zwrot linii pola elektrycznego w danym punkcie to zwrot siły działającej na
- Aelektron
- Bdodatni ładunek próbny
- Cdowolny ładunek, niezależnie od znaku
- Dujemny ładunek próbny
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: dodatni ładunek próbny – Z umowy linie pola pokazują zwrot siły na ładunek dodatni; na ujemny (np. elektron) siła działa przeciwnie.
Linie pola elektrycznego nie przecinają się, bo
- Alinie są zawsze okręgami
- Bładunki jednoimienne się odpychają
- Cw każdym punkcie siła na ładunek próbny ma jeden określony kierunek
- Dpole istnieje tylko wokół przewodników
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: w każdym punkcie siła na ładunek próbny ma jeden określony kierunek – W punkcie przecięcia siła miałaby dwa kierunki naraz, a to niemożliwe.
Jak wygląda pole jednorodne?
- ALinie rozchodzą się promieniście
- BLinie są okręgami wokół ładunku
- CLinie przecinają się w środku
- DLinie są równoległe i jednakowo gęste
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: Linie są równoległe i jednakowo gęste – Pole jednorodne ma w każdym punkcie tę samą wartość i kierunek, np. między okładkami kondensatora płaskiego.
Kasza manna wsypana do oleju, w którym są naelektryzowane elektrody, układa się w łańcuszki. Co pokazują te łańcuszki?
- ATory elektronów płynących przez olej
- BLinie pola magnetycznego
- CMiejsca, gdzie pole jest zerowe
- DKształt linii pola elektrycznego
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: Kształt linii pola elektrycznego – Ziarenka ustawiają się wzdłuż kierunku siły elektrycznej, czyli wzdłuż linii pola.
Cały dział „Elektrostatyka”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.