เรื่องที่ 15 ไฟฟ้าสถิตย์

Physics Online V http://www.pec9.com บทท 15 ไฟฟาสถตย

ฟสกส บทท 15 ไฟฟาสถตย

ตอนท 1 กฏของคลอมบ

กฏแรงดงดดระหวางประจของคลอมบ “ เมอประจไฟฟา 2 ตวอยหางกนขนาดหนง จะมแรงกระทาซงกนและกนเสมอ หากเปนประจชนดเดยวจะมแรงผลกกน หากเปนประจตางชนดกนจะมแรงดงดดกน”

แรงกระทาทเกดหาคาไดจาก

F = 2R2Q1KQ

เมอ F = แรงกระทา (นวตน) K = คาคงทของคลอมบ = 9 x 109 N.m2 /c2 Q1 , Q2 = ขนาดของประจตวท 1 และตวท 2 ตามลาดบ (คลอมบ) R = ระยะหางระหวางประจทงสอง (เมตร)

1. จากรปใหหาแรงกระทาระหวางประจทงสองน วธทา ( 0.01 N )

2. ประจ +5.0 x 10–5 C และ –2.0 x 10–5 C ผลกกนกนวตน

วธทา

1

วางอยหางกน 1 เมตร จะมแรงดดกน หรอ ( แรงดดกน 9 นวตน )


2

3. ประจขนาด A คลอมบ และ 1.0 x 10–5 คลอมบ วางอยหางกน 3 เมตร จะมแรงกระทา ตอกน 1 นวตน จงหาวาประจ A เปนประจขนาดกคลอมบ (1.0x10–4 )

วธทา

4. แรงผลกระหวางประจทเหมอนกนคหนงเปน 27 นวตน จงหาขนาดของแรงผลกระหวาง ประจคน ถาระยะหางของประจเปน 3 เทาของเดม ( 3 N)

วธทา 5. ประจคหนงวางใหหางกนเปน 2 เทาของระยะเดม แรงกระทาระหวางประจในตอนหลง จะมคาเปนกเทาของตอนแรก ( 1/4 เทา)

วธทา


3

6. ลกพธ 2 ลกวางหางกน 8 ซม. จะเกดแรงผลกกนคาหนง ถาเพมประจลกหนงเปน 2 เทา และอกลกหนงเปน 3 เทา จะตองวางลกพธทงสองหางกนเทาใด จงจะเกดแรงกระทาเทาเดม วธทา ( 8 6 ซม.)

กรณทโจทยไมบอกประจ มาให เราอาจหาคาประจนน ๆ ไดจาก Q = n e

เมอ n = จานวนอเลคตรอน e = ประจอเลคตรอน 1 ตว = 1.6 x 10–19 คลอมบ

7. กอนโลหะ 2 กอน มระยะหางระหวางจดศนยกลางของโลหะทงสองเปน 3 เมตร ในกอน โลหะแตละกอนมอเลกตรอนอสระอย 1x1015 ตว จงหาขนาดแรงผลกทเกด ( 25.6N )

วธทา 8. กอนทองแดง 2 กอน วางหางกน 3 เมตร แตละกอนมอเลกตรอนอสระอย 5 x 1014 ตว จงหาขนาดของแรงผลกทเกดขนในหนวยนวตน ก. 1.4 ข. 2.4 ค. 4.4 ง. 6.4 (ขอ ง) วธทา


4

9. ทรงกลมเลก ๆ 2 อน เปนกลางทางไฟฟา และวางอยหางกน 0.5 เมตร สมมตวา อเลกตรอน 3.0 x 10+13 ตว หลดออกจากทรงกลมหนงและไปอยทอกทรงกลมหนง(a) จงหาขนาดของแรงทเกดกบทรงกลมแตละอน (b) แรงทเกดขนเปนแรงดดหรอแรงผลก

วธทา ( เปนแรงดด 0.83 N )

10. จากรป จงหาแรงลพธท กระทาตอประจ B

( 1.1 N ) วธทา

11. จากรป จงหาแรงลพธท กระทาตอประจ B

( 0.1 N ) วธทา

A = +6 x 10–5 C B = +1 x 10–5 C C = −5 x 10–5 C

3 ม. 3 ม.

A = −6 x 10–5 C B = +1x10–5 C C = −5 x 10–5 C

3 ม. 3 ม.


5

12. ประจ +5.0 x 10–6 C และ –3.0 x 10–6 C วางอยหางกน 20 เซนตเมตร ถานาประจทด สอบขนาด +1.0 x 10–6 C มาวางไวทจดกงกลางระหวางประจทงสองขนาด และมทศทาง ของแรงทกระทาตอประจทดสอบคอ

ก. 0.72 นวตน และมทศชเขาหาประจลบ ข. 1.8 นวตน และมทศเขาหาประจบวก ค. 7.2 นวตน และมทศเขาหาประจลบ ง. 7.2 นวตน และมทศเขาหาประจบวก (ขอ ค) วธทา

13. จากรป จงหาแรงลพธทกระทาตอประจ B วธทา ( 5 N )

A = −4 x 10–5 C B = +1 x 10–4 C

C = +3 x 10–5 C

3 ม.

3 ม.


6

14(มช 34) สามเหลยมดานเทารปหนงมความยาวดานละ 30 เซนตเมตร และทแตละมมของ สามเหลยมน มจดประจ +2 , –2 และ +5 ไมโครคลอมบ วางอย อยากทราบวาขนาด ของแรงไฟฟาบนประจ +5 ไมโครคลอมบมคากนวตน (1 นวตน) วธทา 15(En 24) เมอเอาแทงแกวซงมประจ 4.0x10–6 C เขาไปไวใกลกบแทงไมคอรกสเหลยมหนา 0.5 เซนตเมตร ถาปลายแทงแกวหางจากไมคอรก 1.0 เซนตเมตร และเหนยวนาให เกดประจบนไม คอรกดานทอยใกลและไกลไม มประจ 1.0x10–13 C จงหาแรงระหวางแทงแกวและไมคอรก

ก. แรงผลกขนาด 36 x 10–6 N ข. แรงดงดดขนาด 36 x 10–6 N ค. แรงผลกขนาด 20 x 10–6 N ง. แรงดงดดขนาด 20 x 10–6 N (ขอ ง) วธทา


16(มช 44) ประจบวก q1 และ q2 และ q3 กระจายอย บนแกน x ดงรป โดยม q1 = 1 ไมโครคลอมบ วางท จดกาเนด (x = 0) ประจ q2 วางทตาแหนง x = 2 เมตร และประจ q3 = 4 ไมโคร–คลอมบ หางจากประจ q2 ไปทางขวา ถาแรงลพธทกระทาตอประจ q2 เปนศนย ประจ q3 จะตองหางจากประจ q1 กเมตร (6 เมตร)

วธทา

!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""

ตอนท 2 สนามไฟฟา

สนามไฟฟา (E) คอ บรเวณรอบ ๆ ประจซงจะมแรงทางไฟฟาแผออกมา ตลอดเวลา สนามไฟฟาเปนปรมาณเวกเตอร

ทศทางของสนามไฟฟา กาหนดวา สาหรบประจบวก สนามไฟฟามทศออกตวประจ สาหรบตวประจลบ สนามไฟฟามทศเขาตวประจ

7


17. ถา +Q และ –Q เปนประจตนกาเนดสนามโดยท +q และ –q เปนประจทดสอบ รปใด แสดงทศของ F และ E ไมถกตอง

ก. ข.

ค. ง. (ขอ ง)

ขนาดความเขมสนามไฟฟาหาคาไดจาก E = KQ

1

ว 1

ว 2

ว

8

2R เมอ E คอ ความเขมสนามไฟฟา (N/C , V

Q คอ ขนาดของประจตนเหต (C)

8. จากรป จงหาวาสนามไฟฟาของประจ +2x1ณ.จด A จะมความเขมกนวตน/คลอมบ และ ซายหรอขวา ( 2x106 N/Cธทา

9. จากรป จงหาวาสนามไฟฟาของประจ –4x10ณ.จด A จะมความเขมกนวตน/คลอมบ และ ลง (36x106 N/ธทา

0. จากรปทกาหนดให จงหาวาสนาม ไฟฟาลพธทจด X มขนาดเทาใด ธทา ( 7 N/C )

A

/m) K = 9 x 109 N. m2 / C2

C

R คอ ระยะหางจากประจตนเหต (m)

0–3 คลอมบ มทศไปทาง ไปทางขวา)

–3 คลอมบ มทศขนหรอ

มทศขน)

Q = +2 x 10–3 C

3 ม. * A

Q = −4 x 10–3 C

1 ม. * A

* X

= +4 x 10–9 C

3 ม. 3 ม.

B = −3 x 10–9 C


9

21(มช 44) ประจบวก q1 = 2 ไมโครคลอมบ วางหางจาก ประจลบ q2 = –2 ไมโครคลอมบ เปนระยะ 6 เมตร สนามไฟฟาทตาแหนงกงกลางระหวาง 2 ประจน ในหนวยของ N/C

มคาเปนเทาใด 1. –2 x103 2. 0 3. 2 x 103 4. 4 x103 (ขอ 4)

วธทา 22. จากรปทกาหนดให จงหาวาสนามไฟฟาลพธ ทจด X มขนาดเทาใด

วธทา ( 5 N/C )

23. จงหาความเขมสนามไฟฟาทจด B ในรปทกาหนด ( กาหนด cos 127o = –0.6 ) วธทา (7.26x106 N/C)

* X

A = +4 x 10–9 C

B = −3 x 10–9 C

3 ม.

3 ม.

37o 8 cm

53o 6 cm 10 cm

+5 µC –3.6 µC

B


10

24. ประจ q1 , q2 มขนาดเทากนอยหางกน 0.1 ม. สนามไฟฟา ณ จดกงกลางระหวางประจ ทงสองมทศพงเขาหา q2 และมขนาด 4.8x104 V/m จงหา q1 , q2 ( ±±±± 6.67x10–9 C) วธทา

จดสะเทน คอ จดทมคาสนามไฟฟาลพธมคาเปนศนย โดยทวไปแลว 1. จดสะเทนจะ เกดขนไดเพยงจดเดยวเทานน 2. หากเปนจดสะเทนของประจ 2 ตว จะเกดในแนวเสนตรงทลากผานประจทงสอง และ หากประจทงสองเปนประจชนดเดยวกน

จดสะเทนจะอยระหวางกลางประจทงสอง หากประจทงสองเปนประจตางชนดกน

จดสะเทนจะอยรอบนอกประจทงสอง 3. จดสะเทนจะเกดอยใกลประจทมคานอยกวา

25. ประจไฟฟาขนาด +15 และ –30 หนวย ประจวางอยดงรป ตาแหนงใดควรเปนจดสะเท ก. A ข. B ค. C ง. D จ. ไมตอบ 26. ตาแหนงทสนามไฟฟารวมเปนศนย ซงสนาม ดจากปร 1. เกดขนไดเพยงจดเดยวเทานน 2. เกดอยใกลประจทมคานอย

3. เกดในแนวเสนตรงทลากผานประจทงสอง

ก. ขอ 1 , 2 , 3 ข. ขอ 1 , 2 ค. ขอ 1 , 3 ตอบ

+Q2

Eรวม = 0

+Q1 *

−Q2

Eรวม = 0

+Q1 *
น มคาตอบ (ขอ จ)
ประจ
ะจ 2
ง. ข

ถก

นนเก

อ 2 , 3 (ขอ ก)


11

27. ประจไฟฟาขนาด +9 µC ถกวางไวทตาแหนง X = 0 ม. และประจไฟฟาทสอง +4 µC ถกวางไวทตาแหนง X = 1 ม. จดสะเทนจะอยหางจากประจ +9 µC กเมตร (0.6 เมตร)

วธทา 28(มช 37) วางประจ +9Q คลอมบ ทตาแหนงจดกาเนด (0 , 0) และจดประจ –4Q คลอมบ ทตาแหนง x = 1 เมตร y = 0 จงหาระยะบนแกน x ทสนามไฟฟาเปนศนย (3 เมตร) วธทา

ขนาดของแรงกระทาตอประจทดสอบหาจาก F = q E เมอ F คอ แรงกระทา (N) q คอ ประจทดสอบทถกแรงกระทานน (C)


12

29. กาหนดใหจด A อยหางจากประจ 4 x 10–9 คลอมบ เปนระยะ 1 เมตร ก) สนามไฟฟา ณ.จด A จะมความเขมกนวตน/คลอมบ ( 36 N/C ) ข) หากนาอเลคตรอน 1 ตว ไปวางตรงจด A จงหาแรงกระทาตออเลคตรอนน ( กาหนด ประจอเลคตรอน 1 ตว เทากบ 1.6 x 10–19 คลอมบ ) (5.76x10–18 N) ค. จงหาความเรงในการเคลอนทของอเลคตรอนน ( กาหนด มวลอเลคตรอน 1 ตว เทากบ 9.1 x 10–31 กโลกรม ) (6.33x1012 m/s2)

วธทา 30. กาหนดใหจด A อยหางจากประจ 5 x 10–9 คลอมบ เปนระยะ 3 เมตร ก) สนามไฟฟา ณ.จด A จะมความเขมกนวตน/คลอมบ ( 5 นวตน/คลอมบ ) ข) หากนาอเลคตรอน 1 ตว ไปวางตรงจด A จงหาแรงกระทาตออเลคตรอนน ( กาหนด ประจอเลคตรอน 1 ตว เทากบ 1.6 x 10–19 คลอมบ ) (8 x 10–19 นวตน) วธทา


13

31. สนามไฟฟาททาใหโปรตอนมวล 1.67 x 10–27 กโลกรม มประจ 1.6 x 10–19 คลอมบ เกดความเรง 2 x 102 เมตรตอวนาท2 มคาเทาไร ก. 2 x 10–6 N/C ข. 2 x 10–5 N/C ค. 2 x 10–4 N/C ง. 2 x 10–3 N/C (ขอ ก) วธทา 32. ทจดหางจากประจตนเหต 1.2 m ประจขนาด 6 x 10–12 C ถกแรงกระทา 6 x 10–10 N จงหาคาประจตนเหตน (1.6x10– 8 C)

วธทา 33. ทจด ๆ หนงในสนามไฟฟา ปรากฎวาเกดแรงกระทาตออเลกตรอนทจดนนมคา 4.8 x 10–14 N

จงหาแรงทกระทาตอประจขนาด 9.0 x 10−7 C ทจดเดยวกนนน (0.27 N) วธทา

!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""


ตอนท 3 ศกยไฟฟา เราสามารถหาคาศกยไฟฟา ณ. จดรอบ ๆ ประจไดจากสมการ

V = RKQ

เมอ V คอ ศกยไฟฟา (โวลต) Q คอ ประจตนเหต (คลอมบ)

R คอ ระยะหางจากประจตนเหต (เมตร) ขอควรทราบ

1) ศกยไฟฟา เปนปรมาณสเกลลาร มแตข ด ไมมทศทาง การคานวณหาศกยไฟฟา ตองแทนเครองหมาย + – ของ ประจ (Q) ด เสมอ 2)

เมอทาการเลอนประจทดสอบจากจดหนงไปสจดทสอง จะไดวา V2 – V1 = qW

เมอ V1 คอ ศกยไฟฟาทจดเรมตน (โวลต) V2 คอ ศกยไฟฟาทจดสดทาย (โวลต) W คอ งานทใชในการเลอนประจ (จล) q คอ ประจทเคลอนท (คลอมบ)

3

ว

Q

R * A

14

4. จากรป ประจ Q มขนาด –2 x1 0–9 คลอมบ ก. จงหาศกยไฟฟาทจด A ( –18 V) ข. จงหาศกยไฟฟาทจด B ( –6 V ) ค. หากเลอนประจขนาด 2 คลอมบ จาก B ไป A จะตองทางานเทาใด ( –24 J) ธทา

นา
วย


35. จากรป ประจ Q มขนาด –5 x1 0–9 คลอมบ จงหาศกยไฟฟาทจด A และ B ตามลาดบ

1. −45 , 15 2. −30 , −15 3. −45 , −15 4. −30 , 15 (ขอ 3) วธทา 36. จากขอทผานมา หากเลอนประจขนาด 2 1. 45 2. −45 วธทา 37(En 32) A และ B เปนจดทอยหางจากปร 12 เมตร ตามลาดบ ถาตองการเลอนประหนวยกโลจลเทาใด

1. 8.75 2. 15 วธทา

38. จด A อยหางจากประจ –2 x 10–10 C เปประจ 3 x 10–12 C จากทไกลมากมาทจด

วธทา

15

คลอมบ จาก B ไป A จะตองทางานเทาใด 3. 60 4. −60 (ขอ 4)

ะจ 4 x 10–6 คลอมบ เปนระยะทาง 2 และ จ – 4 คลอมบ จาก A ไป B ตองใชงานใน

3. –35 4. +60 (ขอ 4)

นระยะ 1 เมตร จงหางานทตองทาในการพา A น (–5.4 x10–12 J)


16

39. มประจขนาด –4 x 10–10 C จด A อยหางจากประจน 1 เมตร จงหางานทตองทาใน การพาประจ 2 x 10–12 C จากทไกลมากมาทจด A น (– 7.2x10–12 J )

วธทา

40. จากขอทผานมาจงหางานในการพาประจ 2 x 10–12 C จากจด A ไปวาง ณ.จดซงไกลมาก วธทา (7.2x 10–12 J) 41. ในการนาประจ 2 x 10–4 คลอมบ จาก infinity เขาหาประจบวกถงจด ๆ หนงตองสน เปลองงาน 5 x 10–2 จล จดนนมศกยไฟฟากโวลต ( 2x102 โวลต)

วธทา

กรณทมศกยไฟฟายอยหลายๆ ตว หากตองการหาคาศกยไฟฟารวม ใหนาศกยไฟฟายอย แตละตวมารวมกนแบบพชคณตธรรมดา เพราะศกยไฟฟาเปนปรมาณสเกลารไมใชเวกเตอร

42. จากรปทกาหนดให จงหาวาศกยไฟฟารวม ทจด X มขนาดเทาใด (3 V)

วธทา

* X A = +4 x 10–9 C

3 ม. 3 ม.

B = −3 x 10–9 C


17

43. จากรปทกาหนดให จงหาวา ศกย ไฟฟารวมทจด X มขนาดเทาใด วธทา (–18 โวลต) 44(มช 42 ) สเหลยมจตรสมเสนทะแยงมมยาว 0.2 เมตร วางประจ 5 x 10–6 , 3 x 10–6 ,

–4 x 10–6 และ –2 x 10–6 คลอมบ ทมมทงสของรปสเหลยมน จงหาศกยไฟฟาทจด ศนยกลางของสเหลยมจตรสในหนวยโวลต 1. 18x104 2. 2x104 3. 14x104 4. 9x104 (ขอ 1)

วธทา 45. จากรปทกาหนดให ทตาแหนง A , B และ C มประจ 5 x 10–7 , –2 x 10–7 และ 1.5 x 10–7 คลอมบ ตามลาดบ จงหาระยะ BD ททาใหศกยไฟฟาทตาแหนง D เปนศนย

1. 0.1 เมตร 2. 0.2 เมตร 3. 0.3 เมตร 4. 0.4 เมตร (ขอ 1) วธทา

* X

A = –1 x 10–9 C

3 ม. 3 ม.

B = −5 x 10–9 C

B

C D A 0.4 เมตร 0.2 เมตร


18

46(มช 32) จดประจ 3 จดประจ วางอยทมมของสามเหลยมดานเทายาวดานละ 2 cm ทาให จดทเสนมธยฐานทงสามตดกนมศกยไฟฟาเปนศนยหากจดประจ 2 ประจ มคา +2 ไมโคร–

คลอมบ และ +4 ไมโครคลอมบ จงหาคาจดประจตวทสามในหนวยไมโครคลอมบ ก. –8 ข. –6 ค. +6 ง. +8 (ขอ ข) วธทา 47. จากรป A , B และ C มจดประจขนาด 3.0 x 10–6 , 1.0 x 10–6 และ –1.0 x 10–6 คลอมบ ตามลาดบ เมอ AP = 0.6 เมตร , CP = 0.3 เมตร และ BP = 0.1 เมตร ศกยไฟฟาทตาแหนง P มคากโวลต 1. 1.05x105 2. 1.83x105

3. 2.10x105 4. 3.66x105 (ขอ 1 ) วธทา 48. จากขอทผานมา หากนาประจขนาด –1.0 x 10–6 คลอมบ จากจดทไกลมากมาวางทจด P จะตองทางานกจล 1. –2.10 2. –1.05 3. –0.105 4. –10.5 (ขอ 3) วธทา

• •

• C

B A P


49(En 31) ประจ Q1 = +0.5 C ระยะ AB = 10 cm ระยะ BC = 30 cm มม ABC = 90o ถางานทใช ในการนาโปรตรอน 1 ตว จากอนนตมายงจด B มคา +28.8x10–9 จล จงหาวา Q2 มกคลอมบ (4.5 C)

วธทา

!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""

ตอนท 4 สนามไฟฟา และศกยไฟฟารอบตวนา

การคานวณหาสนามไฟฟา และศกยไฟฟารอบตวเกบประจ กรณท 1 หากจดทจะคานวณอยภายนอก หรออยทผววตถ

ใหใชสมการ E = 2RKQ และ V = R

KQ เมอ R คอ ระยะทวดจากจดศนยกลางวตถถงจดทจะคานวณ

กรณท 2 หากจดทจะคานวณอยภายในวตถ Eภายใน = 0 Vภายใน = Vทผววตถ

19


20

50. ทรงกลมรศม 1 เมตร และมประจ –5x10–9 C จงหาสนามไฟฟาและศกยไฟฟาท ก. ระยะทาง 2 เมตร จากผวทรงกลม ( 5 N/C , –15V ) ข. ผวทรงกลม ( 45 N/C , –45V ) ค. ระยะ 0.2 เมตร จากจดศนยกลางทรงกลม

วธทา ( 0 N/C , –45V )

51. ตวนาทรงกลมมรศม 10 เซนตเมตร มประจกระจายอยางสมาเสมอบนผวตวนา ถาสนาม ไฟฟาทผวทรงกลมมคา 5.0 x106 โวลต/เมตร จงหาคาศกยไฟฟาทผวทรงกลมน (5 x 105 โวลต)

วธทา

52(En 42/1) ทรงกลมโลหะกลวงมรศม 20 เซนตเมตร ทาใหมศกยไฟฟา 10000 โวลต สนามไฟฟาภายนอกทรงกลมบรเวณใกลเคยงผว จะมคาเทาใดในหนวยโวลตตอเซนตเมตร วธทา ( 500 โวลต / เซนตเมตร )

1 ม. 2 ม.


21

53. ศกยไฟฟาทจดหางจากประจหนงเปน 600 โวลต และสนามไฟฟาเปน 200 N/C จงหา ก. ระยะจากจดนนไปยงประจ ข. ขนาดของประจ ( 3 เมตร , 2x10–7 C)

วธทา

54. ทรงกลมตวนามประจ –200 µc รศม 50 cm จงหา ก. ศกยไฟฟาทผวของทรงกลม ( –3.6x106 โวลต ) ข. งานทในการพาประจ –20 µc จาก infinity มาทผวน (72 J)

วธทา 55. ถาตองการใหสนามไฟฟาทผวทรงกลมตวนาซงมรศม 10 cm มความเขม 1.3 x 10–3 N/C มทศพงเขาสจดศนยกลาง จะตองใหอเลกตรอนแกทรงกลมเทาใด ก. 9x103 ข. 9 x 104 ค. 1014 ง. 1015 (ขอ ก)

วธทา


22

56. ถาศกยไฟฟาสงสดของตวนาทรงกลมรศม 0.30 เมตร มคาเทากบ 106 โวลต จงหาแรงท มากทสด ทตวนาทรงกลมนจะผลกจดประจไฟฟา 3x10–5 คลอมบ ซงหางจากผวทรงกลม 0.2 เมตร ได

1. 36 นวตน 2. 56 นวตน 3. 72 นวตน 4. 81 นวตน (ขอ 1) วธทา

57(มช 32) ถาตองการเคลอนประจขนาด q คลอมบ ไปตามผวนอกของทรงกลมซงมประจ Q อยภายในจากตาแหนงหนงไปสอกตาแหนงหนง งานทใชในการเคลอนประจคอ ก. 2

KqQ J ข. 3KqQ J ค. 4

KqQ J ง. 0 J (ขอ ง) วธทา 58(มช 32) หากมประจกระจายอยบนตวนาทรงกลมกลวงอยางสมาเสมอศกยไฟฟา และสนาม ไฟฟาภายในจดศนยกลางทรงกลมกลวงมคา

ก. ทงศกยไฟฟา และสนามไฟฟาเปนศนย ข. ศกยไฟฟาเทากน สนามไฟฟาเปนศนย ค. ศกยไฟฟาเทากน และสนามไฟฟาเทากน ง. ศกยไฟฟาเปนศนยสนามไฟฟาเทากน (ขอ ข)

ตอบ

!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""


23

ตอนท 5 สนามไฟฟาสมาเสมอ

สนามไฟฟาซงอยระหวางกลางขวไฟฟาบวก-ลบ จะมคาเทากนทกจด จงเรยก สนามไฟ ฟาสมาเสมอ เราหาคาสนามสมาเสมอไดจาก

E = dV เมอ E = สนามไฟฟาสมาเสมอ (N/C , V/m)

V = ความตางศกยระหวางจดทคานวณ (โวลต) d = ระยะหางระหวางจดทคานวณ (เม ร)

59. แผนโลหะคขนาน วางหางกน 1 มลลเมตร ตออสนามไฟฟาระหวางแผนตวนาคขนานจะมคาเทาใด

วธทา

60(En 41) แผนตวนาคขนานเทากน วางหางกน 3 ม แบตเตอร 9 โวลต สนามไฟฟาระหวางแผนตวน 1. 0.027 V–m 2. 27 V–m วธทา

61. แผนตวนาคขนานเทากน วางหางกน 5 เซนตเมต จะมคาความตางศกยระหวางขวบวกและลบ กโวลตวธทา
ต
ยกบขวบวก-ลบของแบตเตอร 1.5 โวลต ( 1500 V/m)

ลลเมตร ถาตอแผนคขนานนเขากบาคขนานจะมคาเทาใด (ขอ 4) 3. 3 V/m 4. 3000 V/m

ร มสนามไฟฟาสมาเสมอเขม 20 V/m (1 โวลต)


24

เงอนไขการใชสตร V = E d

1. E และ d (การขจด) ตองอยในแนวขนานกน หาก d ตงฉากกบ E ตอบ V = 0 หาก d เอยงทามมกบ E ตองแตกการขจด d นนใหขนานกบ E กอน

2. ถาการขจด d มทศเดยวกบสนามไฟฟา E ใหใชการขจด d เปนลบ ถา d และ E สวนทางกนใช d เปนบวก

62. จงหาความตางศกยไฟฟาระหวาง A ไป B ตามกรณตอไปน ก. ข. ค.

วธทา ( ก. 5 โวลต ข. 0 โวลต ค. 10 โวลต ) 63. จงหาความตางศกยไฟฟาระหวาง A ไป B ตามกรณตอไปน ก. ข. ค.

วธทา ( ก. 5 โวลต ข. -5 โวลต ค. –10 โวลต )

B A

0.5 m

E=10 V/m B

A 0.5 m

E=10 V/m B

A 2 m

E=10 V/m

60o

A

B 2 m

E=10 V/m 60o A B

0.5 m

E=10 V/m B A

0.5 m

E=10 V/m


25

64. สนามไฟฟาสมาเสมอขนาดเทากบ 8 โวลต/เมตร ตาแหนง A และ B อยหาง กน 0.5 เมตร ดงรป จงหาความตางศกย ไฟฟาระหวาง A ไป B (4 โวลต ) วธทา 65. จากขอทผานมา หากเลอนประจขนาด 2 x 10–6 คลอมบ จากจด A ไป B จะตอง ทางานกจล (8x10–6 จล)

วธทา

66. จงหางานในการเลอนประจขนาด 2 x 10–6 คลอมบ จาก จด A ไป B ซงอยภายใตสนามไฟฟา 8 โวลต/เมตร ดงรป

วธทา (–16 x 10–6 จล)

67. ถา E! เปนสนามไฟฟาสมาเสมอมขนาด 12 โวลต/เมตร จงหางานทใชในการเคลอนทประจทดสอบ 3.0 x 10–6 คลอมบ จาก A → B → C (1.8x10–6 จล)

วธทา

5 ซม.

5 ซม.

B

C

E!

A

B A

0.5 m E

B

A 2 m

60o E


26

หากเรานาประจทดสอบ( q ) ไปวางในสนามไฟฟาสมาเสมอ ประจทดสอบนนจะถก แรงกระทาแลวทาใหเกดการเคลอนทในสนามสมาเสมอนน

โดย ประจไฟฟาบวก จะวงไปหาขวไฟฟาลบ และ ประจไฟฟาลบ จะวงไปหาขวไฟฟาบวก โปรดสงเกตวา

แรงกระทาตอประจบวกจะมทศเดยวกบสนามไฟฟา แรงกระทาตอประจจะมทศตรงกนขามกบสนาม ฟฟา

และ เราสามารถหาขนาดของแรงกระทานน ได F = q E หรอ F = เมอ F คอ แรงทกระทาตอประจ q

E = สนามไฟฟาสมาเสมอ (N/C , V V = ความตางศกยระหวางจดทคาน d = ระยะหางระหวางจดทคานวณ (

68. จากรป จงหาแรงไฟฟาทกระทาตออเลกตรอนทอย ก. 3.0 x 10 –33 N ทศขน ข. 5.3 x 10–20 N ทศขน ค. 5.3 x 10–20 N ทศลง ง. 4.8 x 10–19 N ทศขน วธทา

69. ประจไฟฟาขนาด +1 x 10–6 คลอมบ อยในสนามและมความเขม 8 โวลต / เมตร จะถกแรงกระทาเทาใ

วธทา

ไ
จาก q dV
/m) วณ (โวลต) เมตร)

ในระหวางแผนโลหะขนาน AB

(ขอ ข)

ไฟฟาสมาเสมอซงมทศจากซายไปขวา ดและไปทางไหน ( 8x10–6N , ไปทางขวา)

31 E ====!

N/C


27

70(En 32) เมอนาประจ –2 x 10–6 คลอมบ เขาไปวางไว ณ จด ๆ หนง ปรากฏวามแรง 8 x 10–6 นวตน มากระทาตอประจนในทศจากซายไปขวา สนามไฟฟาตรงจดนน

1. มความเขม 4 โวลต/เมตร ทศจากซายไปขวา 2. มความเขม 4 โวลต/เมตร ทศจากขวาไปซาย 3. มความเขม 0.25 โวลต/เมตร ทศจากซายไปขวา

4. มความเขม 0.25 โวลต/เมตร ทศจากขวาไปซาย (ขอ 2) วธทา 71. เมอนาประจ 3.6x10–14 คลอมบ วางในสนามไฟฟาของแผนโลหะสองแผน ซงมความ ตางศกย 105 โวลต และอยหางกน 0.3 เมตร จะเกดแรงกระทาตอประจเทาไร ก . 1.2x10–9 N ข . 1.2x10–10 N ค. 1.2 x 10–11 N ง. 1.2x10–12 N (ค.)

วธทา 72(En 35) แผนโลหะขนาน 2 แผน วางหางกนเปนระยะ d และมประจไฟฟาชนดตรงขาม อเลกตรอนทหลดจากแผนลบจะวงดวยความเรง a ไปยงแผนบวก ถาให m และ q เปนมวล และประจของอเลกตรอนตามลาดบ แผนโลหะทงสองมความตางศกยเทาไร 1. qmd 2. mqE 3. qma 4. qmad (ขอ 4) วธทา


28

73. ในการทดลองตามแบบของมลลแกน พบวาหยดนามนหยดหนงลอยนงไดระหวางแผน โลหะขนาน 2 แผน ซงหางกน 0.8 เซนตเมตร โดยมความตางศกยระหวางแผนทาใหเกด สนาม 12000 โวลต/เมตร ถาหยดนามนมประจไฟฟา 8.0x10–19 คลอมบ จะมมวลก kg

วธทา ( 9.6 x10–16 ) 74. แผนตวนาขนานหางกน 0.2 เซนตเมตร ทาใหเกดสนามสมาเสมอตามแนวดง ถาตองการ ใหอเลกตรอนมวล 9.1 x 10–31 กโลกรม ทมประจ –1.6x10–19 คลอมบ ลอยอยนง ๆ ได ทตาแหนงหนงระหวางแผนตวนาขนานน ความตางศกยระหวางตวนาขนานตองเปนเทาใด วธทา (1.14x10–13 โวลต) 75. การทดลองหยดนามนของมลลเกน พบวาถาตองการใหหยดนามนซงมมวล m และอเลก– ตรอนเกาะตดอย n ตว ลอยนงอยระหวางแผนโลหะ 2 แผน ซงวางขนานหางกน เปนระยะ ทาง d และมความตางศกย V ประจของอเลกตรอนทคานวณไดจากการทดลองนจะมคาเทาใด 1. nV

mgd 2. ndmgV 3. V

nmgd 4. dnmgV (ขอ 1)

วธทา


29

76(มช 34) แผนตวนาขนานหางกน 1.0 cm ทาใหเกดสนามไฟฟาสมาเสมอในแนวดง ถา แผนบนมศกยไฟฟาเปนศนย จะตองทาใหแผนลางมศกยไฟฟากโวลตจงจะทาใหอนภาค มวล 1.6x10–15 kg และมประจ +1.6x10–19 C ลอยอยนง ๆ ไดทตาแหนงหนงระหวาง แผนตวนาขนานน (1000 V)

วธทา 77. แผนตวนาขนานหางกน 10 cm มความตางศกย 30 V ทาใหเกดสมาเสมอในแนวดงลง เมอนาลกพธมวล 0.60 กรม ทมประจ 20 x 10–6 C มาแขวนไวดวยดายเบาเสนเลก ๆ ยาว 5 cm ปลายหนงผกตดอยกบโลหะแผนบน แรงดงในเสนดายจะมคาเทาใด และ

ถาเสนดายขาดลกพธจะเคลอนทดวยความเรงเทาใด (T = 1.2 x 10–2 N , a = 20 m/s2 ) วธทา 78(En 26) อนภาคอนหนงมวล 2.0 x 10–5 kg และมประจ +2.0 x 10–6 C เมอนามาวางไวใน สนามแมเหลกไฟฟาทมทศตามแนวดง ปรากฏวาอนภาคนเคลอนทลงดวยอตราเรง 20 cm/s2 ขนาดและทศของสนามไฟฟามคา ก. 100 N/C ทศพงขน ข. 96 N/C ทศพงขน ค. 100 N/C ทศพงลง ง. 96 N/C ทศพงลง (ขอ ข) วธทา


ตอนท 6 ตวเกบประจ และ การตอตวเกบประจ

ตวเกบประจ คอ วสดทสามารถเกบสะสมประจไฟฟาไวภายในตวเองได ตวเกบประจ แบบทรงกลม ตวเกบประจแบบนเราสามารถหาคาความจประจไดจาก Ka=C หรอ VQ=C เมอ C คอ คาความจประจ (ฟารด) a คอ รศมทรงกลม K = 9x109 N. m2/c2 Q คอ ประจทเกบสะสม (คลอมบ)

V คอ ศกยไฟฟาทผว (โวลต)

30

79. ตวนาทรงกลมรศม 10 เซนตเมตร ความจประจของทรงกลมมคากฟารด (1.1x10–11 F) วธทา 80. จากโจทยทผานมา หากศกยไฟฟาสงสดทผวตวนามคาเทากบ 3x102 โวลต ประจไฟฟา สงสดททรงกลมนสามารถเกบไดมคากไมโครคลอมบ (3.3x10–4)

วธทา 81(En 41/2) ศกยไฟฟาของตวนาทรงกลมรศม 60 เซนตเมตร มคาเทากบ 3 x 105 โวลต ประจไฟฟาในขอใดทตวนา ทรงกลมนสามารถเกบได

1. 12 µC 2. 18 µC 3. 20 µC 4. 24 µC (ขอ 3) วธทา


ตวเกบประจแบบแผนโลหะคขนาน ตวเกบประจแบบนเราสามารถหาคาความจประจไดจาก

VQ=C

Q คอ ประจทขวบวก (คลอมบ) V คอ ความตางศกยระหวางขวไฟฟา (โวลต)

82. ตวเกบประจตวหนงมความจ 0.2 µF ใชงานกบความตางศกย 250 โวลต จะเกบประจไว ไดกคลอมบ

31

ก. 0.5 x 102 ข . 1.25 x 102 ค. 2.5 x 10–5 ง. 5 x10–5 (ขอ ง) วธทา 83. แผนโลหะขนาดหางกน 0.1 เมตร ใชทาเปนตวเกบประจทมคาความจ 9 นาโนฟารด ถา สนามไฟฟาระหวางแผนโลหะมคา 3 N/C อยากทราบวาตวเกบประจน มประจกคลอมบ

ก. 2.7 x 10–4 ข . 2.7 x 10–6 ค. 2.7 x 10–9 ง. 2.7x10–11 (ขอ ค) วธทา

เราสามารถหา พลงงานไฟฟาทเกบสะสมในตวเกบประจแผนโลหะคขนานไดจาก

U = 21 QV หรอ U = 21 C2Q หรอ U = 21 CV2

เมอ U คอ พลงงานทเกบสะสม (จล)

84. จงหาพลงงานทสะสมในคาปาซเตอรทมความจ 2 µF เมอประจไฟฟาใหคาปาซเตอรจน มความตางศกย 2 V (4x10–6 จล) วธทา


85. จงหาพลงงานทสะสมในคาปาซเตอรทมความจ 2 µF เมอประจไฟฟาใหคาปาซเตอรจน มความตางศกย 100 V (10–2 J) วธทา 86(มช 42) ตวเกบประจ 16 ไมโครฟารด ตอเขากบความตางศกยคาหนง ทาใหมพลงงาน สะสมในตวเกบประจ 0.5 จล จงหาคาความตางศกยนในหนวยของโวลต

1. 220 2. 150 3. 250 4. 180 (ขอ 3) วธทา 87(En 39) จงเลอกกราฟแสดงความสมพนธระหวางพลงงานสะสม (U) ในตวเกบประจกบ ความตางศกย (V) ทตอกบตวเกบประจ (ขอ 1) 1. 2.

3. 4. วธทา

ก การตอตวเกบประจแบบอนกรม 1) Qรวม = Q1 = Q2 2) V1 ≠ V2

3 ) Vรวม = V1 + V2 V1 = 1C1Q

V2 = 2C2Q

4) รวมC 1 = 1C1 +

2C1

ฏ

32


88. จากรป ก. ใหหาคา Cรวม (2 µµµµF) ข. ใหหาคา Q1 และ Q2 (18 µµµµC)

ค. ใหหาคา V1 และ V2 ( 6 , 3) ง. ใหหาคา Vรวม (9 โวลต)

วธทา 89. จากรป จงหา Cรวม และ Qรวม (4 µµµµFวธทา

90. จากขอทผานมา จงหาประจ และ ความตวธทา

33

, 144 µµµµC)

างศกยของตวเกบ 6 µF (144 µµµµC , 24 โวลต)

6 µF 12 µF

Vรวม = 36 โวลต


91. จากขอทผานมา จงหาประจ และ ความตางศกยของตวเกบ 12 µF (144 µµµµC , 12 โวลต) วธทา 92. จากขอทผานมา จงหาพลงงานไฟฟาของตวเกบ 12 µF ( 8.64 x 10–4 จล) วธทา

กฏการตอตวเกบประจแบบขนาน 1) Qรวม ≠ Q1 ≠ Q2

2) Qรวม = Q1 + Q2 3) Vรวม = V1 = V2 4) Cรวม = C1 + C2

93. จากรป ก. ใหหาคา Cรวม ข. ใหหาคา Vรวม

ค. ใหหาคา V1 และ V2 ง. ใหหาคา Q1 และ Q2

วธทา

(16 µµµµF) (3 โวลต)

(3 โวลต) ( 12 µµµµ , 36 µµµµ)

34


35

94(มช 39) จากรป จงหาคาความจรวม และ ประจไฟฟารวม บนตวเกบประจทงสอง (ขอ 3)

1. 7 pF , 0.05 pC 2. 1.4 pF , 196 pC 3. 7 pF , 980 pC 4. 1.4 pF , 1960 pC วธทา 95. ตวเกบประจ 3 ตว มความจดงน C1 = 1 ไมโครฟารต C2 = 2 ไมโครฟารด และ C3 = 3 ไมโครฟารด ตอกนอยดงในรป ความจรวมจะเทากบกไมโครฟารด 1. 32 2. 1 21 3. วธทา 96. C1 = 4 ไมโครฟารด C2 = 6 ไมโครฟาร C3 = 6 ไมโครฟารด C4 = 6 ไมโครฟารตอตวเกบประจ C1 , C2 , C3 และ C4 ดงรป จงความจรวมของตวเกบประจทงหมดในหนวยไมโคร

วธทา

3 32 4. 4 21 (ขอ 2)

ด ด หา ฟารด (6 ไมโครฟารด)

C1

C2

C3


36

97. ตวเกบประจสามตวมความจ C1 , C2 และ C3 นามาตอเขาดวยกนดงในรป ความจรวมของ ระบบ จะมคาเทาใด (ขอ 2)

1. )3C 2(C1C3C 2C 1C

+++ 2.

3C 2C 1C)3C 2.(C 1C

+++

3. 3C 2C

)3C 2(C 1C ++ 4.

3C 2C 3C 2C 1C ++

วธทา 98. จากรป จงหาความตางศกยระหวางจด A กบจด B และ ประจไฟฟาในตวเกบประจ 2 µF

วธทา ( 36 V , 72 µµµµC) 99. จากขอทผานมา จงหาความตางศกยระหวางจด C กบจด D และ ประจไฟฟาในตวเกบประจ

6 µF ( 36 V , 72 µµµµC) วธทา

6 µF 3 µF

Vรวม = 36 โวลต

2 µFA B D C

* * *

*

C2

C3

C1


37

100. จากขอทผานมา ความตางศกยของตวเกบประจ 6 µF ( 12 V ) วธทา 101. จากขอทผานมา พลงงานไฟฟาทสะสมในตวเกบประจ 6 µF (4.32x10–4 จล) วธทา 102(En 44/1) วงจรไฟฟาประกอบดวยตวเกบประจสามตวตออยกบ ความตางศกย 12 โวลต ดงรป จงคานวณหาขนาดของความ ตางศกยทครอมตวเกบประจ 3 ไมโครฟารด และ 6 ไมโครฟารด ตามลาดบ (ขอ 4) 1. 12 V และ 12 V 2. 6 V และ 6 V 3. 4 V และ 8 V 4. 8 V และ 4 V

วธทา


38

103(En 42/2) จากรป เมอกอนปดวงจรตวเกบประจทงสาม ยงไมมประจไฟฟาอยภายในเลย เมอปดวงจรและเมอ เวลาผานไปนานพอสมควร พลงงานไฟฟาทสะสมอย ในตวเกบประจ C1 มคาเทาใด (ขอ 1)

1. 4.5 x 10–6 J 2. 6.0 x 10–6 J 3. 9.0 x 10–6 J 4. 18.0 x 10–6 J วธทา 104. เมอสบสวทซลงในวงจรดงแสดงในรปจะมปร ขนาด 40 ไมโครคลอมบ ไหลจากแบตเตอรไ เกบอยในตวเกบประจ C1 , C2 และ C 3 ขน ความจของตวเกบประจทไมทราบคา C1 มค ไมโครฟารด 1. 2 2. 4 3วธทา

ะจ ป าด าก

. 8 4. 16 (ขอ 4)

C1 = ? C2 = 8 µF

C3 = 8 µF

E = 5 V


39

กฏเกยวกบการแตะกนของตวเกบประจ เมอนาตวเกบประจหลาย ตวมาแตะกน 1) หลงแตะ ศกยไฟฟาของตวเกบประจทกตวจะเทากน 2) ประจ ( Q ) รวมกอนแตะ = ประจ ( Q ) รวมหลงแตะ

105. ตวนาทรงกลมรศม a ทมประจ –Q ไปแตะกบตวนาทรงกลมรศม 2 a ทมประจ +4Q หลงจากแยกออกจากกนแลวตวนาทรงกลมรศม a จะมประจเทาใด 1. 2

Q 2. Q 3. 23Q 4. 2Q (ขอ 2)

วธทา

106. ตวนาทรงกลมรศม a ทมประจ –Q ไปแตะกบตวนาทรงกลมรศม 3a ทมประจ +9Q หลงจากแยกออกจากกนแลว ตวนาทรงกลมรศม a จะมประจเทาใด 1. 2

Q 2. Q 3. 23Q 4. 2Q (ขอ 4.)

วธทา


40

107(En 36) ) ตวเกบประจขนาด 50 µF อนหนง มความตางศกย 16 โวลต เมอนามาตอ ขนานกบตวเกบประจขนาด 30 µF ซงแตเดมไมมประจอยเลย จงหาความตางศกยของ ตวเกบประจ 30 µF (10 โวลต)

วธทา

!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""

7. ประจไฟฟา และการเหนยวนาทางไฟฟา

พจารณาตวอยางสมมต การถแทงพลาสตกกบผาสกหลาด @ ปกตแลวอะตอมในแทงพลาสตก และในผาสกหลาดจะม

จานวนอเลคตรอน (ประจลบ) เทากบจานวนโปรตรอน (ประจบวก) แตเมอเกดการเสยดส จะทาใหเกดการหมน เวยนของอเลคตรอนของแทงพลาสตกกบผาสกหลาด

@ หากแทงพลาสตกไดรบอเลคตรอนมากกวาทเสยไป จะทาใหแทงพลาสตกมประจสะสมเปนลบ @ ประจทสะสมตรงนเรยกวา ไฟฟาสถตย

@ ตอไปหากเรานาแทง พลาสตกทมประจลบสะสม อยน ไปวางใกลๆ วตถเลกๆ ซงปกตในวตถนนจะมอะตอมกระจายตวอยอยางสมาเสมอในปรมาณทเทากนประจลบบนแทงพลาสตก จะผลกอเลคตรอนในวตถเหลอประจบวกในฝงใกลแทงพลาสตก และ ทาใหเวตถกบลบบนแทงพลาสตก ทาใหวตถเคลอนท เขามาห

@ การจดเรยงประจบนวตถ เมอถกไฟฟาสถตยเขาใกล เรย

e + + + + e e

e

e + + + + e e

e

e +

−−−

−−−

e 4e

เ อน และ โปรตรอนของ แเ

าก

ลคต

คแแ

อ
ตเมลรงทงวาเป
ร
อถไดดพลน
+

ก

+

กแทปอยระหาสตารเห

+

งพลาสตกเขาใกล ฝงตรงกนขาม
น อ วางประจบวกบน กด
ให
จ ะ
ก
ใหเหนได นยวนาทางไฟฟา


41

108. จงเตมขอความลงในชองวางตอไปนใหไดใจความทถกตอง และ สมบรณ สมมตนาวตถ A มาถกบผาสกหลาด B แลวปรากฏวา มอเลคตรอนเคลอนเขามายงแทง

วตถ A มากกวาจานวนอเลคตรอนทเคลอนออกจากวตถ A เมอแยกวตถ A ออกจาก ผาสกหลาด วตถ A จะมประจสะสมเปน (1) และเมอนาวตถ A ไปวาง ใกล ๆ วตถเลก ๆ จะเกดการจดเรยงประจบนวตถนนดงรป

การจดเรยงประจบนวตถเลกๆ หลงจากนา

วตถ A เขาใกล เรยก (4) ( 1. ลบ 2. −−−− 3. + 4. การเหนยวนาทางไฟฟา )

@ จากตวอยางสมมตทผานมา หากแทงพลาสตก เสยอเลคตรอนมากกวาทไดรบมา จะทาใหแทง พลาสตกมประจสะสมเปนบวก ประจทสะสม ตรงนเรยกกวา ไฟฟาสถตย

@ ตอไปหากเรานาแทงพลาสตกทมประจบวกสะสม อยน ไปไวใกลวตถเลกๆ ประจบวกบนพลาสตก จะดดอเลคตรอนในวตถ ใหเคลอนไปอยฝงใกล แทงพลาสตก เหลอประจบวกในฝงตรงกนขาม และจะทาใหเกดแรงดดระหวางประจบวกบนแทง พลาสตกกบลบบนวตถ ทาใหวตถเคลอนทเขามาหาแท

@ การจดเรยงประจบนวตถ เมอถกไฟฟาสถตยเขาใกล เร

−−

− (2) (3)

เตมประจ + หรอ −

e + + + + e e

e

e + + + + e e

e

e +

+

−−−

+

5e e

A

+

ย

พก
ลา ตกใหเหนไดเชนกน ง วาเ ส ปน การ
+

เหนยวนาทางไฟฟา

+
+


42

109. จงเตมขอความลงในชองวางตอไปนใหไดใจความทถกตอง และ สมบรณ สมมตนาวตถ A มาถกบผาสกหลาด B แลวปรากฏวา มอเลคตรอนเคลอนออกจากแทง วตถ A มากกวาจานวนอเลคตรอนทเคลอนเขามาหาวตถ A เมอแยกวตถ A ออกจาก ผาสกหลาด วตถ A จะมประจสะสมเปน (1)

และเมอนาวตถ A ไปวางใกลๆ วตถเลกๆ จะเกดการจดเรยงประจบนวตถนนดงรป

การจดเรยงประจบนวตถเลกๆ หลงจากนา

วตถ A เขาใกล เรยก (4)

( 1. บวก 2. + 3. −−−− 4. การเหนยวนาทางไฟฟา )

110. จากขอทผานมาโปรตรอน(ประจบวก) จะเคลอนทจากวตถ A ม าผาสกหลาด หรอ เคลอนจากผาสกหลาดมาหาวตถ A ได ใด

( ไมได เพราะโปรตรอนมมวลมาก ( มา 835 เ111. เมอถแทงแกวดวยผาไหม แทงแกวจะมประจไฟฟาเปนบวกเพ

1. โปรตรอนบางตวในไหมถายเทไปแทงแกว 2. อเลกตรอนบางตวหลดจากแทงแกว และถายเทไปยงผาไห

บวกบนแทงแกวมากกวาประจไฟฟาลบ 3. ทงขอ ก และ ข ถกตอง 4. ผดหมดทกขอ

112(มช 32) เมอนาแทงพวซทถกบผาสกหลาดแลวไปวางใกล ๆ กบฟา จะสงเกตเหนเหตการณทเกดขนดงน ก. ลกพธจะหยดนง ข. ลกพธจะเคลอนทเขาหาแทงพวซ ค. ลกพธจะเคลอนทออกหางจากแทงพวซ ง. ลกพธจะเคลอนทเขาหาแทงพวซในตอนแรก แลวจะเคลอน

+ +

+

(2) (3)


A

าห
หรอไม เพ ราะเหต ทา ) การเคลอนทจงทาไดยาก ) กกวาอเลคตรอน 1 ราะวาสาเหตใด
มทาใหเหลอประจไฟฟา

(ขอ 2) ลกพธทเปนกลางทางไฟ

ทจากไปภายหลง (ขอ ข)


113(มช 36) ทรงกลมโลหะ A และ B วางสมผสกน โดย ยดไวดวยฉนวน เมอนาแทงอโบไนทซงมประจลบเขา ใกลทรงกลม A ดงรป จะมประจไฟฟาชนดใด เกดขน ทตวนาทรงกลมทงสอง

ก. ทรงกลมทงสองจะมประจบวก ข. ทรงกลมทงสองจะมประจลบ ค. ทรงกลม A จะมประจบวก และทรงกลม B มประจลบ ง. ทรงกลม A จะมประจลบ และทรงกลม B มประจบวก จ. ไมเกดไฟฟาททรงกลมทงสอง (ขอ ค)

114(En 34) โลหะทรงกระบอกยาวปลายมนเปนกลาง ทางไฟฟาตงอยบนฐานทเปนฉนวน ถานาประจ บวกขนาดเทากนมาใกลปลายทงสองขางพรอมกน โดยระยะหางจากปลายเทาๆ กน ตามลาดบ การ กระจายของประจสวน A สวน B และ C ของ ทรงกระบอกเปนอยางไร

1. A และ C เปนลบแต B เปนกลาง 2. A และ C เปนกลาง แต B เปนบวก 3. A และ C เปนบวก แต B เปนลบ 4. A และ C เปนลบแต B เปนบวก (ขอ 4)

115(มช 31) เมอนาสาร ก มาถกบสาร ข พบวาสาร ก มประจไฟฟาเกดขน สาร ก ตองเปน สารใด

ก. ตวนา ข. ฉนวน ค. กงตวนา ง. โลหะ (ขอ ข)

อเลคโตรสโคป คอ เครองมอใชตรวจหาไฟฟาสถตย อเลคโตรสโคป ม 2 ชนด คอ 1) อเลคโตรสโคปแบบลกพธ เปนอเลคโตรสโคปซงทาจากเมดโฟม ฉาบผว เอาไวดวยอลมเนยม เมอมวตถทมไฟฟาสถตย เขาใกล จะเกดการเหนยวนาทางไฟฟาทาให อเลคโตรสโคปเอยงเขาหาวตถนน

43


116. จงเตมขอความลงในชองวางตอไปนใหไดใจความทถกตอง และ สมบรณ

( 1. −−−− 2. + 3. + 4. −−−− )

2) อเลคโตร คปแบบจานโลหะ มลกษณะด รป เมอถกวตถทมไฟฟาสถตยเขาใกลจานโลหะดานบน จะเกดการเหนยวนา

ฟาทาใหแผนโลหะบาง ๆ ดานล

+ +

+ (3) (4)


−−−

(1) (2)


44

117. จงเตมขอความลงในชองวางตอไปนใหไดใจความทถกตอง แล

( 1. 3. −−−−

−−−


(1)

. (2) (3)

+ + +

(4)

. (5) (

างกางออก

โ
ง ส ทางไฟ
ะ สมบรณ


6)

4. −−−− 5. + 6. + )
+ 2. −−−−


45

การตอสายดน พจารณาการทดลองตอไปน

118. จงเ ร จ + หรอ − หรอ 0 หากเปนกลางทางไฟ

( 1. + 2. −−−− 3. −−−− 4. + 5. 0 6. 0 7. +

1) อ คตรอนถกผลกลง นโลหะจะกาง

2) ตอ ายดน อเลคตรอนจะวง แผนโลหะจะห

3) ตดสายดนออก ลยนแปลง

4) นาวตถทมประจดานบนออกอเลคโตร- สโ จบวกมากกวาลบแผน โลหะดาน จะกางออก

หากนาวตถท ายดน อเลค-ตรอทาใหเปนกล

−−

+ + + + + + −

−

− −−

−−

+ + + + + +

−−

+ + + + + +

+ + + + +

+

+ + +

+ − + − + − +

−

(2) (3)

(5) (6)

มประจออกกอนตดส

− +

−

ฟา ในตาแหนงท 1 − 12

น มาบนอเลคโตรสโคป างทางไฟฟาแผนโลหะจะไมกางออก

0)

−−

(1)

− −−

(4) (7) (1

เล
ขางลางแผ
ส
ลงสพนโลก
8. 0 9

(8) (9)

บ ไมเป

คปจะเหลอประ

ตมปลาง
ะ
นทพนโลกจะวงข

. 0 10. + 11. + 12. + )

(11) (12)


พจารณาการทดลองตอไปน

119. จงเตม + หรอ − หรอ 0 หากเปนกลางทางไฟฟา ในตาแหนงท 1 − 12

4) นาวตถทมประจดานบนออกอเลคตรอน ดาน มาดานลาง ทาใหมลบ มากเกนไป นโลหะดานลางจะกางออก

1) อเลคตรอนถกดดขน แผน านลางจะเหลอบวก

เกดแรงผลกทาใหกางออก

2) ตอสายดน อเลคตรอนจากพน มาอยบนแผนโลห

ดานลาง ทาใหแผนโลหะเปนกลางทางไฟฟาแลวหบลง

3) ตดสายดนออก ลยนแปลง

หากนาวตถทมประจออกกอนตดสายดน อเลค-ตรอนบนอเลคโตรสโคปทมากเกนไปจะวงลงพน โลก จนอเลคโตรสโคปเปนกลาง และจะหบลง

+ − − − − − −

+ +

− − +

−

+ + +

+ +

+

+

+

− − − − − −

+

−

+

−

− − − − − −

+

−

+

−

(4 + +

+ +

(1)

− −−+

( 1. −−−−

(2) (3)

−

−+ −

46

2. + 3. + 4. −−−− 5. 0 6. 0 7. −−−− 8

(5) (6) (8

+

) (7) (10)+ +

โลหะด

บนจะเคลอนลง

ปร

แผ

ะ
จ
และ
โลกจะวงขน
. 0

)

ะ ไมเป

(9) (11)

(12)

9. 0 10. −−−− 11. −−−− 12. −−−− )


120(En 29) ถาตองการใหอเลคโตรสโคปมประจบวก ควรมขนตอนในการกระทาเปนอยางไร 1. นาวตถทมประจบวกเขาใกลจานโลหะของอเลกโตรสโคป

2. นาวตถทมประจลบเขาใกลจานโลหะของอเลกโตรสโคป 3. ตอสายดนกบจานโลหะของอเลกโตรสโคป 4. ดงวตถทมประจออก 5. ดงสายดนออก ก. 1 3 4 5 ข. 1 3 5 4 ค. 2 3 4 5 ง. 2 3 5 4 (ขอ ง) ตอบ 121(มช 40) วตถทมประจเขามาใกลจานโลหะหลงจากนน ใชสายไฟทปลายขางหนงตอโยงกบ ตวนาทฝงใตดนชน ๆ แลวนาอกปลายหนงมาแตะจานโลหะดงแสดงในรป จงเลอกขอทเกดขน

1. 2. 3. 4. (ขอ 2)

ตอบ

!!"!"!"!"!

47

"!"!"!"!"!"!

"!"!""


48

ฟสกส บทท 15 ไฟฟาสถตย

กฎของคลอมบ

1. ลกพธสองลกแตละลกมประจ 1.0 ไมโครคลอมบ เมอวางหางกนเปนระยะ 50 เซนตเมตร และถอวาลกพธทงสองนมขนาดเลกมากจนถอไดวาเปนจดประจ แรงระหวางประจทเกดขน

มคาเทาใด 1. 9.0 x 109 นวตน 2. 3.6 x 109 นวตน 3. 3.6 x 1010 นวตน 4. 3.6 x 10–2 นวตน (ขอ 4)

2. จงหาระยะหางทเกดจากจดประจทงสองทมขนาด +1.0 และ –1.0 ไมโครคลอมบ และม แรงดงดดตอกน 440 นวตน (4.5x10–3 ม.)

3. นวเคลยสของอะตอมฮเลยมประกอบดวยโปรตอน 2 ตว ซงอยหางกนประมาณ 3.0x10–15 เมตร จงหาขนาดของแรงทเกดกบโปรตอนแตละตว (โปรตรอน 1 ตว มประจ 1.6 x 10–19 คลอมบ ) (25.6 N)

4. ประจคหนงวางใหหางกนเปนครงหนงของระยะเดม แรงกระทาระหวางประจจะเพมหรอ ลดจากเดมเทาไร

ก. เพมขน 21 เทา ข. เพมขน 2 เทา ค. เพมขน 4 เทา ง. ลดลง 2 เทา (ขอ ค)

5. แรงผลกระหวางประจทเหมอนกนคหนงเปน 3.5 นวตน จงหาขนาดของแรงผลกระหวาง ประจคน ถาระยะหางของประจเปน 5 เทาของเดม (0.14 N)

6. เมอวางลกพธทมประจหางกน 10.0 เซนตเมตร ปรากฏวามแรงกระทาตอกน 10–6 นวตน ถาวางลกพธทงสองหางกน 2.0 เซนตเมตร จะมแรงกระทาระหวางกนเทาใด (2.5x10–5 N)

7. กอนทองแดง 2 กอน วางหางกน 3 เมตร แตละกอนมอเลกตรอนอสระอย 5 x 1014 ตว จงหาขนาดของแรงผลกทเกดขนในหนวยนวตน ก. 1.4 ข. 2.4 ค. 4.4 ง. 6.4 (ขอ ง)


49

8. ทรงกลมโลหะลกเลก ๆ เรมแรกไมมประจสองลก จะตองมการถายเทอเลกตรอน จานวน กตว จากลกหนงไปยงอกลกหนง จงจะทาใหเกดแรงดงดดระหวางทรงกลมทงสอง เทากบ 1.0 นวตน ขณะทอยหางกน 10 เซนตเมตร

1. 6.59x1010 ตว 2. 6.59x109 ตว 3. 6.59x108 ตว 4. 6.59x1012 ตว (ขอ 4)

9. ประจ q1 = +4 x 10–6 คลอมบ , q2 = –5 x 10–6 คลอมบ และ q3 = +6 x 10–6 คลอมบ วางอย ดงรป จงหาแรงทเกดขนกบประจ q2 (0.0281 N)

-– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

10. ประจไฟฟา 3 ตว ขนาด +6 ไมโครคลอมบ +10 ไมโครคลอมบ และ –8 ไมโครคลอมบ วางอยในตาแหนงดงแสดงในรป จงหาแรง ลพธทเกดขนกบประจ +10 ไมโครคลอมบ

(19 นวตน)

11. ประจไฟฟาเทากนวางอยทจด A , B และ C โดยระยะ AB = 2 cm , BC = 1 cm ถา แรงไฟฟาทกระทาตอ C เนองจาก B เทากบ 1x104 นวตน แรงไฟฟาทงหมดทกระทาตอ B มขนาดเทาใด ( 2

5 x104 N)

12. จากรป จงหาขนาดของแรงทกระทาตอ +3 µC ก. 6.75x10–2 N ข. 13.5 N ค. 22.5 N ง. 675 N จ. 1350 N (ขอ ง)

– – – – – – – – – – – – – – + + 30 cm + 10 µµµµC

+ 6 µµµµC 20 cm

– 8 µµµµC

A

C 1 cm

cm 2

•

•

•

+10 µC

2 cm 2 cm

–10 µC +3 µC 2 cm

+ + 2 m 4 m

q1= 4x10–6 C q2 = –5x10–6 C q3 = +6x10–6 C


50

13. ประจ +10 ไมโครคลอมบ , +20 ไมโครคลอมบ และ +4 ไมโครคลอมบ วางอยในตาแหนงแสดง ดงรป จงหาแรงลพธทประจ +20 ไมโครคลอมบ

(3.4 N) 14. เมอเอาแทงแกวซงมประจไฟฟา 4.0 x 10–6 คลอมบ เขาไป ไวใกลๆ กบแทงไมคอรกสเหลยมหนา 0.5 ซม. ถาปลายแทง แกวหางจากไมคอรก 1.0 ซม และเหนยวนาใหเกดประจบน ไมคอรกดานทอยใกลและไกลมขนาด 1.0 x 10–13 คลอมบ จงหาแรงระหวางแทงแกวและไมคอรก 1. แรงผลกขนาด 36 x 10–6 นวตน

2. แรงดงดดขนาด 36 x 10–6 นวตน 3. แรงผลกขนาด 20 x 10–6 นวตน 4. แรงดงดดขนาด 20 x 10–6 นวตน (ขอ 4)

สนามไฟฟา

15. จงหาความเขมสนามไฟฟาทระยะ 50 ซม. จากประจ +10–4 คลอมบ (3.6x106 N/C ทศออก)

16. ความเขมสนามไฟฟาทจดหางจากประจ 0.15 เมตร เปน 160 นวตนตอคลอมบ ทจดหาง จากประจ 0.45 เมตร จะมความเขมสนามไฟฟาเทาใด (17.8 N/C)

17. ทตาแหนงซงหางจากประจหนงเปนระยะ 2.0 เซนตเมตร มขนาดของสนามไฟฟาเปน 105 นวตนตอคลอมบ จงหาขนาดของสนามไฟฟาทหางจากจดน 1.0 เซนตเมตร (4x105 N/C)

18(มช 42) วางประจ 3 x 10–3 คลอมบ , 2 x 10–3 คลอมบ และ –8x10–3 คลอมบ ทตาแหนง A , B และ C ตามลาดบ จงหาสนามไฟฟาทตาแหนง B ในหนวยของนวตน/คลอมบ AB = 3 เมตร , BC = 2 เมตร 1. 21x106 2. 15x106 3. 30x106 4. 42x106 (ขอ 1)

+ +

+

+10 µC 80 cm

60 cm 100 cm

+20 µC

37o +4 µC

+ + +

ไมคอรก 0.5 ซม.

1.0 ซม.

แทงแกว


51

1m

19. ทตาแหนง ก , ข และ ค มประจเปน 1.0 x 10–7 , –1.0 x 10–7 และ –10 x 10–7 คลอมบ ตามลาดบ จงหาขนาดของสนามไฟฟาตาแหนง ค. เนองจาก ประจทตาแหนง ก และ ข (900 N/C)

20. จงหาความเขมสนามไฟฟาทจด B ในรปทกาหน ( กาหนด cos 127o = cos 53o = 0.6 )

(7.26x106 N/C

21 (En 38) ประจ –1 คลอมบ อยทจด A และจด หางกน 5 เมตร ทจด C ซงอยหางจากทงจด A เปนระยะทาง 5 เมตร จะมขนาดของสนามไฟฟ

1. 3 25Ek

N/C 2. 23 ⋅ 25E

k N

3. 25E2k

N/C 4. 25Ek

N/C

22. สนามไฟฟาททาใหโปรตอนมวล 1.67x10–27 เกดความเรง 2x102 เมตรตอวนาท2 มคาเทาไ

ก. 2x10–6 N/C ข. 2 ค. 2x10–4 N/C ง. 2

23. ทจดหางจากประจตนเหต 1.2 m ประจขนาด จงหาคาประจตนเหตน

24. ประจไฟฟาหนง (+5 µC) ถกวางไวทตาแหนง (+7 µC) ถกวางไวทตาแหนง X = 100 ซ.ม ตาแหนงใดจงจะไดรบแรงสทธจากสองประจแร

+5 µC –3.6 µC
ด
)

B ซงอย และจด B าเทาไร

/C

(ขอ 1)

ก –19ร xx1

6x

ก

37o 8 cm

53o 6 cm 10 cm

B

โลกรม มประจ 1.6x10 คลอมบ 10–5 N/C 0–3 N/C (ขอ ก)

10–12 C ถกแรงกระทา 6x10–10 N (1.6x10–8 C)

X = 0 ซ.ม. และประจไฟฟา ทสอง จะตองวางประจไฟฟาทสนาม ไวท เทากบศนย ( x = 45.80 Cm )


25. จดประจ +4 x 10–8 คลอมบ และ +9 x 10–8 คลอมบ อยหางกน 0.5 เมตร จงหาตาแหนง ตามแนวเสนตรงระหวางจดประจทงสองทมขนาดของสนามไฟฟาเปนศนย ณ ตาแหนงนน (0.2 เมตร)

26. ประจสองประจมขนาด –16 และ +4 ไมโครคลอมบ วางอยในตาแหนงซงหางกน 3 เมตร จงหาตาแหนงทอยในแนวระหวางประจทงสองทจะใหเกดสนามไฟฟาเปนศนย (3 เมตร)

27. ประจ +1 x 10–5 คลอมบ และ –2 x 10–5 คลอมบ วางอยหางกน 10 ซม. จงหาตาแหนง ของจดสะเทน (จดทมความเขมสนามไฟฟาเปนศนย) (24.14 cm)

28. จดประจ 2 จด อยหางกน 0.5 m จดประจหนงมคา +4 x 10–8 C หากสนามไฟฟาเปน ศนยอยระหวางประจทงสอง และหางจากจดประจ +4x10–8 C เทากบ 0.2 m คาของอก ประจหนงมกคลอมบ ก. 0.9x10–8 ข. 3x10–8 ค. 9x10–8 ง. 30x10–8 (ขอ ค)

29. ทจด ๆ หนงในสนามไฟฟา ปรากฎวาเกดแรงกระทาตออเลกตรอนทจดนนมคา 4.8 x 10–14 N จงหาแรงทกระทาตอประจขนาด 9.0 x 10−7 C ทจดเดยวกนนน (0.27 N)

ศกยไฟฟา

30. จากรป ถา O เปนจดทมศกยไฟฟาเปนศนย และอยในระหวาง A , B แลว BO เทากบ

ก. 31 AB ข. 21 AB ค. 32 AB ง. AB (ขอ ก)

31 (En 36) โลหะรปทรงกลมรศม 10 cm มประจ 10–9 C จากรปจงหางาน อนท จากจด B มาย

1. 2.9x10–13. 7.2x10–1

• • • +2 µC –1 µC

A O B แนว AB

ในการนาโปรตรอน 1 ตว เคล

52

งจด A ดงรป 8 J 2. 4.3x10–18 J 8 J 4. 30x10–18 J (ขอ 2)


32. เมอนาประจ 0.5 คลอมบ จาก A ไป B ตองใชงาน 12.5 จล ศกยไฟฟาท A และ B จะ ตางกนกโวลต

ก. 25 ข. 12.5 ค. 2.5 ง. 0.25 (ขอ ก)

53

33. ในการเคลอนประจ 5 x 10–2 คลอมบ จาก A ไปยง B เปนระยะ 10 เมตร ตองใชแรง เฉลย 2 นวตน ความตางศกยระหวาง AB มคาเทาไร

ก. 4 x 102 V ข. 2.25 x 102 V ค. 4 x 103 V ง. 2.25 x 103 V (ขอ ก)

34. จด A อยหางจากประจ Q เปนระยะ r มศกยไฟฟา V เมอนาประจทดสอบ q จากระยะอนนตมายงจด A ตองเปลองงานเทาไร

ก. rKq ข. rKQ ค. rKQq ง. 2rKQq (ขอ ค)

35. จด A อยหางจากประจ Q เปนระยะ d มศกยไฟฟา V เมอนาประจทดสอบ q จาก ระยะอนนต (infinity) มายงจด A จะสนเปลองงานไปเทาใด ก. kg/d ข. KQ/d ค. KQ/qd ง. KQq/d (ขอ ง)

36 (มช 38) ทตาแหนง O และ Q มประจไฟฟา 3.0x10–6 คลอมบ และ –1.0 x 10–6 คลอมบ ดงรป OR = QR = 0.4 เมตร และ PR = 0.3 เมตร จงหาความตางศกยระหวาง R และ P

(9000 โวลต)

สนามไฟฟา และ ศกยไฟฟา รอบตวนา

37. ทรงกลมรศม 1 เมตร และมประจ –5x10–9 C จงหาสนามไฟฟาและศกยไฟฟาท ก. ระยะทาง 2 เมตร จากผวทรงกลม ( 5 N/C , –15V ) ข. ผวทรงกลม ( 45 N/C , –45V ) ค. ระยะ 0.2 เมตร จากจดศนยกลางทรงกลม ( 0 N/C , –45V )

1 ม. 2 ม.


54

38. ตวนาทรงกลมรศม 90 เซนตเมตร มประจ 1 ไมโครคลอมบ ศกยไฟฟาทระยะหาง 45 เซนตเมตร จากจดศนยกลางของทรงกลมจะมคากโวลต (ขอ 2) 1. 0 2. 1.0 x 104 3. 2.0 x 104 4. 4.4 x 104

39. ตวนาทรงกลม A ม O เปนจดศนยกลาง เสนผานศนยกลาง 2.0 cm เมอใหประจ +8.0 x 10–4 C แกทรงกลม ทรงกลม A ขาดอเลกตรอนไปกอนภาค ก. 5.0x105 ข. 2.0x1014 ค. 5.0x1023 ง. 2.0x1032 (ขอ ค)

40. จากขอทผานมา ความเขมสนามไฟฟาทจด O มคาเทาไร ก. 0 ข. 7.2x10–2 V/m ค. 1.8 V/m ง. 7.2 V/m (ขอ ก)

สนามไฟฟาสมาเสมอ

41(มช 27) ขนาดของสนามไฟฟาในบรเวณระหวางแผนโลหะทมประจตางชนดกนจะมคาอยางไร ก. ศนย ข. สมาเสมอตลอดบรเวณ ค. มากเมอเขาใกลแผนประจบวก ง. มากเมอเขาใกลแผนประจลบ (ขอ ข)

42. จากรป แผนโลหะ x , y ขนาดใหญตออยกบขวแบตเตอร ขนาด 120 V และอยในสญญากาศสนามไฟฟาในระหวาง แผนโลหะทงสองเปนเทาใด

ก. 6 V/m ข. 60 V/m ค. 600 V/m ง. 6000 V/m (ขอ ง)

43. แผนโลหะขนานวางหางกน 2 cm ตออยกบแบตเตอรตวหนง ถาความเขมสนามไฟฟา ระหวางโลหะทงสองเปน E เมอเลอนแผนโลหะใหหางกน 4 cm ความเขมของสนาม

ไฟฟาระหวางแผนโลหะทงสองเปนเทาไร ก. 4E ข. 2E ค. E ง. 2E (ขอ ง)

44(มช 43) สนามไฟฟาสมาเสมอขนาดเทากบ 8 x 106 โวลต/เมตร ตาแหนง A และ B อยหาง กน 0.5 เมตร ดงรป จงหาความ

ตางศกยไฟฟาในหนวยเมกกะโวลต (MV) ระหวาง A และ B ( 4 )

2 cm

+ –

120 V

x y


55

45. ประจขนาด 2.5 ไมโครคลอมบ ถกนาไปวางในสนามไฟฟาซงมทศอยางสมาเสมอในทศลง ดวยความเขม 500 N/C จงหาความตางศกยของจด 2 จด ทประจเคลอนทตามแนวตอไปน

ก. 2 เมตร ไปทางขวา ( 0 V) ข. 0.8 เมตร ในทศลง ( –400 V) ค. 0.5 เมตร ในทศขน ( 250 V) ง. 3 เมตร ทามมขนไป 30o กบแนวระดบ ( 750 V)

46(En 35) แผนโลหะขนาน 2 แผนวางหางกน d ความตางศกย V ถามอนภาคประจ q มวล m ลอยอยระหวางแผนทงสอง จะมแรงกระทาตออนภาคนนเทาใด (ไมคดแรงโนมถวง)

1. dqV 2. V

qd 3. Vmqd 4. d

mqV (ขอ 1)

47. วตถเลก ๆ ชนหนงมประจ –5 x 10–9 C ถกนาไปวางทจดๆ หนงในสนามไฟฟา ปรากฏวา มแรงกระทา 2.0 x 10–9 N บนวตถนน สนามไฟฟาทจดนนมคาเทาใด ก. 0.4 N/C ทศเดยวกบแรง ข. 0.4 N/C ทศตรงขามกบแรง ค. 4.0 N/C ทศเดยวกบแรง ง. 4.0 N/C ทศตรงขามกบแรง (ขอ ข)

48. สนามไฟฟาขนาด 280,000 N/C มทศไปทางใต จงหาขนาดและทศทางของแรงทกระทา ตอประจ –4.0 µC วางอยในสนามไฟฟาน (ขนาด 1.12 N , ทศเหนอ)

49. อนภาคไฟฟาซงมประจ –2.0 x 10–9 C ไดรบแรงเนองจากสนามไฟฟาสมาเสมอ 3.0 x 10–6 N ทศลง จงหา ก. สนามไฟฟา ( 1500 N/C)

ข. ขนาดและทศของแรงทกระทาตอโปรตอนเมออยในสนามน ( 2.4x1016 N)

50. หยดนามนมวล 2.88 x 10–14 kg มประจไฟฟาทาใหลอยหยดนงในสนามไฟฟา 3 x 105 N/C ทมทศขนในแนวดง จงหาคาประจบนหยดนามน ก. 0 ข. 1.6x10–19 C ค. 3.2x10–19 C ง. 9.6x10–19 C (ขอ ง)

51. หยดนามนหยดหนงมวล 0.02 กรม ประจ +q อยในสนามไฟฟา ความเขม 10 N/C ปรากฏวาหยดนามนหยดนงโดยสมดลกบแรงโนมถวงของโลก จงหาคา q ก. 2x10–5 C ข. 2x10–4 C ค. 2x10–3 C ง. 2x10–2 C (ขอ ก)


56

52. ลกบอลมวล 0.012 กโลกรม มประจไฟฟา –18 ไมโครคลอมบ จงหาขนาดและทศทาง ของสนามไฟฟาทจะทาใหลกบอลนลอยขนจากพนดน (6.7x103 N/C , ทศลง)

ตวเกบประจ

53. โลหะทรงกลมรศม 10 เซนตเมตร มความจไฟฟาเทาใดในหนวย pF (pico farad) ก. 11 ข. 22 ค. 90 ง. 100 (ขอ ก)

54. ถาศกยไฟฟาสงสดของตวนาทรงกลมรศม 30 เซนตเมตร มคา 9 x 105 โวลต จงคานวณ หาปรมาณประจไฟฟาทมากทสดทตวนาทรงกลมนจะสามารถรบได (3x10–5 คลอมบ)

55. ตวเกบประจหนงสะสมประจไว 5.3 x 10–5 คลอมบ เมอตอกบความตางศกย 6 โวลต จงหาประจทสะสมในตวเกบประจ ถาตอเขากบความตางศกย 9 โวลต (79 µµµµC)

56. ในการเกดฟาผาครงหนง ปรากฏวามประจถายเทระหวางเมฆและพนดน 40 คลอมบ และ ความตางศกยระหวางเมฆกบพนดนมคา 8 x 106 โวลต จงหาพลงงานทเกดขนเนองจาก ฟาผาครงน (3.2x108 จล)

57(มช 33) ถาใชตวตานทาน 10 โอหม ตอครอมตวเกบประจขนาด 2000 ไมโครฟารด เพอคายประจจากคาประจเรมตน 2 คลอมบ จนไมมประจเหลออยเลย จะเกดความรอน บนตวตานทานกจล ก. 100000 ข. 5000 ค. 2000 ง. 1000 (ขอ ง)

58(En 39) ตวเกบประจ (C) มประจทแผนบวก และลบ +q0 และ –q0 ตามลาดบ หลงเปด สวตซ S ใหมกระแสในวงจร จะเกดความรอนใน R เทาไร 1. 0 2. q0C 3. 2 ( /C20q ) 4. 1

2 ( /C20q ) (ขอ 4)

59. ตวเกบประจแบบโลหะแผนขนาน C1 = 2µF และ C2 = 3µF ตอกนอยางอนกรมกบขวทงสองของแบตเตอรขนาด 10 โวลต

จงหา ก. ประจไฟฟาบน C1 และ C2 (12 µµµµC , 12 µµµµC ) ข. ความตางศกยบน C1 และ C2 (6 V , 4 V)


57

60. ตวเกบประจขนาด 4.0 µF และ 8.0 µF ตอขนานกน และตอเขากบความตางศกย 25 โวลต จงหาความจไฟฟารวม และ ประจทสะสมในตวเกบประจแตละตว

(12 µµµµF , 100 C , 200 C)

61(มช 43) ตวเกบประจ 3 ตว C1 มความจ 6 ไมโครฟารด C2 มความจ 12 ไมโครฟารด และ C3 มความจ 8 ไม- โครฟารด เมอนามาตอกบความตางศกย 100 โวลต ดงรป จงหาพลงงานสะสมทตวเกบประจ C3 ในหนวยจล

1. 8x10–2 2. 4x10–2 3. 8x10–4 4. 4x10–4 (ขอ 2)

62(มช 37) C1 = 4 ไมโครฟารด C2 = 6 ไมโค ฟารด C3 = 9 ไมโครฟารด C4 = 3 ไมโคตอตวเกบประจ C1, C2, C3 และ C4 ดงรป และกบความตางศกย 11 โวลต ความจรวมของตวเกบทงหมดจะเปนกไมโครฟารด

1. 10.5 2. 7.3 3. 9.2

63(มช 37) ความตางศกยของตวเกบประจ C4 ขอทผา 1. 3 2. 6 3. 2

64(En 37) ตวเกบประจ C1 , C2 และ C3 มขนาดความและ 3 ไมโครฟารด ตามลาดบ กอนนามาตอกบแขนาด 2 โวลต ดงรป ตวเกบประจทงสามยงไมมปภายในเลย เมอปดสวตซ S เปนเวลานานพอทจะทในสภาพสมดล พลงงานไฟฟาทสะสมอยในตวเกบป จะมขนาดเทาใดในหนวยไมโครจล (

65. ตวนารปทรงกลม A และ B มรศมของทรงกลมเมประจ Q และตวนา B มประจ –2Q เมอเอามาแนา A

1. –Q 2. – 2Q 3. –

ร
รฟารด ตอเขา ประจ
4. 5.6 (ขอ 4)

นมาจะเปนกโวลต 4. 4 (ขอ 2)

จ 1 , 2 บตเตอร ระจอย าใหอย ระจ C2 1.44 µµµµJ)

ปน r และ 2 r ตามลาดบ ถาตวนา A ตะกนแลวแยกออก จงหาประจของตว

2Q 4. – 3

Q (ขอ 4)


58

66. ตวนาทรงกลมรศม a ทมประจ –Q ไปแตะกบตวนาทรงกลมรศม 2a ทมประจ +4Q หลงจากแยกออกจากกนแลว ตวนาทรงกลมรศม a จะมประจเทาใด 1. 2

Q 2. Q 3. 23Q 4. 2Q (ขอ 2)

67. ทรงกลมตวนาขนาดเทากน 2 อน แตละอนมรศม 1 ซม. ทรงกลมอนแรกมประจ 3x10–5 คลอมบ อนหลงมประจ –1 x 10– 5 คลอมบ เมอใหทรงกลมทงสองแตะกนแลวแยกนาไป วางไวใหผวทรงกลมทงสองหางกน 8 ซม. ขนาดของแรงระหวางทรงกลมคอ (นวตน)

1. 90 2. 270 3. 360 4. 563 (ขอ 1)

การเหนยวนาทางไฟฟา

68(มช 27) เมอนาแทงแกวถผาไหม จะพบวาวตถทงสองกลายเปนวตถทมประจ การทวตถ ทงสองมประจได เนองจาก

ก. ประจถกสรางขน ข. การแยกของประจ ค. การเสยดส ง. แรงทถ (ขอ ข)

69. ขอใดไมใชคณสมบตของประจไฟฟา 1. ประจบวกดงดดวตถทเปนกลาง 2. ประจบวกดงดดประจลบ 3. ประจบวกผลกประจบวก 4. ประจลบผลกวตถทเปนกลาง (ขอ 4)

70. เมอนาวตถทเปนฉนวนอนหนงเขาใกลอเลคโตรสโคป แบบลกพธ ผลทอาจเปนไปได คอ ก. ลกพธเบนเขาหาวตถ ข. ลกพธเบนออกจากวตถ ค. ลกพธอยนง ๆ ไมเบยงเบน ง. เปนไปไดทกขอ (ขอ ง)

71(มช 34) เปนททราบกนแลววาอเลกตรอนในโลหะ สามารถเคลอนทไดอยางอสระและมกจะ พบเสมอวาอเลกตรอนจะเคลอนทมาอยตามบรเวณผวของโลหะ เหตทอเลกตรอนไมเคลอน ทตอไปในอากาศ เพอหนออกจากโลหะเพราะ ก. อากาศไมเปนตวนาไฟฟา

ข. อเลกตรอนมพลงงานนอยกวาพลงงานยดเหนยวของโลหะ ค. อากาศมแรงเสยดทานมาก ง. อเลกตรอนถกอะตอมของโลหะยดจบไว (ขอ ข)

!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""

Documents

เรื่องที่ 15 ไฟฟ้าสถิตย์