Stutt svör

18.1 Rafhleðslur: varðveisla og flutningur

Spurning 1. Berðu saman massa rafeindar og massa róteindar.

1. Massi rafeindar er um 1.000 sinnum massi róteindar.
2. Massi róteindar er um 1.000 sinnum massi rafeindar.
3. Massi rafeindar er um 1.836 sinnum massi róteindar.
4. Massi róteindar er um 1.836 sinnum massi rafeindar.

Spurning 2. Jákvæður skaut rafhlöðu er tengdur við annan tengipunkt ljósaperu og hinn tengipunktur ljósaperunnar er tengdur við neikvæðan skaut rafhlöðunnar. Rafhlaðan knýr hleðslu um rafrásina en hleðst ekki sjálf. Brýtur þetta gegn lögmálinu um varðveislu hleðslu? Útskýrðu.

1. Nei, vegna þess að þetta er lokuð rafrás.
2. Nei, vegna þess að þetta er opin rafrás.
3. Já, vegna þess að þetta er lokuð rafrás.
4. Já, vegna þess að þetta er opin rafrás.

Spurning 3. Tvö flöt stykki af álpappír liggja hvort ofan á öðru. Hvað gerist ef hleðslu er bætt á efra stykkið?

1. Hleðslan dreifist yfir efra borð efra stykkisins.
2. Hleðslan dreifist á neðra borð neðra stykkisins.
3. Innri fletirnir fá umfram hleðslu með gagnstæðu formerki.
4. Innri fletirnir fá umfram hleðslu með sama formerki.

Spurning 4. Nemendur í bekknum telja upp í röð þannig að hver nemandi fær númer. Nemendur með oddatölur eiga að tákna neikvæða hleðslu og nemendur með sléttar tölur jákvæða hleðslu. Hvernig myndirðu raða þeim til að tákna skautað efni?

1. Nemendur með sléttar tölur og oddatölur raðast til skiptis.
2. Tveir nemendur með sléttar tölur koma á undan tveimur nemendum með oddatölur, og þannig koll af kolli.
3. Nemendur með sléttar tölur fara fremst en nemendur með oddatölur fara aftast í stofuna.
4. Helmingur nemenda með sléttar tölur og helmingur nemenda með oddatölur fara fremst, en hinir fara aftast.

Spurning 5. Járnjón inniheldur 56 róteindir. Hversu margar rafeindir verður hún að innihalda ef heildarhleðsla hennar er +5e?

1. fimm rafeindir
2. 51 rafeind
3. 56 rafeindir
4. 61 rafeind

Spurning 6. Einangrandi stöng ber hleðsluna +2,0 nC. Eftir að hún er nudduð við efni kemur í ljós að hún ber hleðsluna −3 nC. Hversu mikil hleðsla fluttist yfir á hana?

1. −5 nC
2. −3 nC
3. −1 nC
4. +2,0 nC

Spurning 7. Gegnheill teningur ber hleðsluna +25e. Þú mælir hleðsluna á hverri hlið teningsins og finnur að hver hlið ber +3e. Er teningurinn úr leiðandi efni eða einangrandi efni? Útskýrðu.

1. Teningurinn er úr einangrandi efni, því allar hleðslurnar eru á yfirborði hans.
2. Teningurinn er úr leiðandi efni, því sumar hleðslurnar eru inni í honum.
3. Teningurinn er úr leiðandi efni, því allar hleðslurnar eru á yfirborði hans.
4. Teningurinn er úr einangrandi efni, því sumar hleðslurnar eru inni í honum.

Spurning 8. Þú ert með fjórar rafhlutlausar leiðandi kúlur og hleðslutæki sem getur sett hleðsluna q á hvaða rafhlutlausan hlut sem er. Þú vilt hlaða eina kúlu með hleðslunni q/2 og hinar þrjár með hleðslunni q/6. Hvernig ferðu að?

1. Hladdu eina kúlu með hleðslunni q. Láttu hana snerta hinar þrjár rafhlutlausu kúlurnar samtímis.
2. Hladdu eina kúlu með hleðslunni q. Láttu hana snerta eina aðra kúlu þannig að tvær kúlur fái hleðsluna q/2. Láttu aðra þeirra snerta eina aðra rafhlutlausa kúlu.
3. Hladdu eina kúlu með hleðslunni q. Láttu hana snerta eina aðra kúlu þannig að tvær kúlur fái hleðsluna q/2. Láttu aðra þeirra snerta hinar tvær rafhlutlausu kúlurnar samtímis.
4. Hladdu eina kúlu með hleðslunni q. Láttu hana snerta tvær aðrar rafhlutlausar kúlur samtímis þannig að þrjár kúlur fái hleðsluna q/3. Láttu eina þeirra snerta fjórðu rafhlutlausu kúluna.

18.2 Lögmál Coulombs

Spurning 9. Af hverju festist ryk við tölvuskjá?

1. Rykið er rafhlutlaust.
2. Rykið er skautað.
3. Rykið er jákvætt hlaðið.
4. Rykið er neikvætt hlaðið.

Spurning 10. Krafturinn milli tveggja hleðslna er 4 × 10⁻⁹ N. Ef stærð annarrar hleðslunnar er helminguð og fjarlægðin milli hleðslanna er helminguð, hver er nýi krafturinn milli hleðslanna?

1. 2 × 10⁻⁹ N
2. 4 × 10⁻⁹ N
3. 6 × 10⁻⁹ N
4. 8 × 10⁻⁹ N

Spurning 11. Satt eða ósatt: fasti Coulombs er k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C². Þyngdarfasti Newtons er G = 6,67 × 10⁻¹¹ m³/(kg·s²). Þetta segir til um hlutfallslegan styrk rafstöðukraftsins miðað við þyngdarkraftinn.

1. Satt
2. Ósatt

Spurning 12. Atómkjarni járns inniheldur 56 róteindir. Hvaða krafti myndi kjarninn beita á rafeind í fjarlægðinni 10 × 10⁻¹² m?

1. 0,65 × 10⁻⁴ N
2. 0,02 × 10⁻⁴ N
3. 1,3 × 10⁻⁴ N
4. 72,8 × 10⁻⁴ N

18.3 Rafsvið

Spurning 13. Rafsviðið í 10 km fjarlægð frá stormskýi er 1.000 N/C. Hver er áætluð hleðsla skýsins?

1. 0,0011 C
2. 11 C
3. 110 C
4. 1.100 C

Spurning 14. Hvaða rafsvið myndi framkalla 10 N kraft í +x-stefnu á hleðsluna −10 nC?

1. −1,0 × 10⁹ N/C
2. 1,0 × 10⁹ N/C
3. 1,0 × 10¹⁰ N/C
4. 1,0 × 10¹¹ N/C

Spurning 15. Jákvæð hleðsla er við x = 0. Þegar neikvæð hleðsla er sett við x = 10 cm, hvað gerist við rafsviðslínurnar milli hleðslanna?

1. Rafsviðslínurnar verða þéttari milli hleðslanna.
2. Rafsviðslínurnar verða þéttari milli hleðslanna.
3. Rafsviðslínurnar haldast óbreyttar milli hleðslanna.
4. Rafsviðslínurnar verða núll milli hleðslanna.

18.4 Rafmætti

Spurning 16. Orkan sem þarf til að færa hleðsluna q = −8,8 nC langt að frá til 5,5 cm frá punkthleðslu Q er 13 mJ. Hvert er rafmættið við lokastöðu q?

1. −112 MV
2. −1,5 MV
3. −0,66 MV
4. +1,5 MV

Spurning 17. Hvernig tengist rafmætti rafstöðuorku?

1. Rafmætti er rafstöðuorka á massaeiningu á tilteknum stað í rúminu.
2. Rafmætti er rafstöðuorka á lengdareiningu á tilteknum stað í rúminu. Þetta samband er ekki rétt hvað víddir varðar.
3. Rafmætti er rafstöðuorka á flatarmálseiningu í rúminu.
4. Rafmætti er rafstöðuorka á hleðslueiningu á tilteknum stað í rúminu.

Spurning 18. Ef það þarf 10 mJ til að færa hleðslu q frá x_i = 25 cm til x_f = −25 cm í rafsviðinu (−20 N/C)x̂, hver er hleðslan q?

1. −1,0 mC
2. +0,25 mC
3. +1,0 mC
4. +400 mC

Spurning 19. Ef spennumunur milli tveggja punkta og fjarlægðin milli punktanna eru gefin, hvernig má finna rafsviðið milli punktanna?

1. Leggja spennumuninn við fjarlægðina til að fá rafsviðið.
2. Deila spennumuninum með fjarlægðinni til að fá rafsviðið.
3. Margfalda spennumuninn og fjarlægðina til að fá rafsviðið.
4. Draga spennumuninn frá fjarlægðinni til að fá rafsviðið.

18.5 Þéttar og rafsvörunarefni

Spurning 20. Ef spennan yfir plötur þéttis er tvöfölduð, hvaða áhrif hefur það á geymdu orkuna?

1. Geymda orkan minnkar tvöfalt.
2. Geymda orkan minnkar fjórfalt.
3. Geymda orkan eykst tvöfalt.
4. Geymda orkan eykst fjórfalt.

Spurning 21. Þéttir með neopren-gúmmí sem rafsvörunarefni geymir 0,185 mJ af orku við spennuna 50 V yfir plöturnar. Ef flatarmál platnanna er 500 cm², hvert er bilið milli platnanna?

1. 20 µm
2. 20 m
3. 80 µm
4. 80 m

Spurning 22. Útskýrðu hvers vegna þrumuský fyrir eldingu er eins og risastór þéttir.

1. Þrumuskýið virkar sem risastór hlaðinn þéttir, því það getur geymt mikla hleðslu.
2. Þrumuskýið virkar sem risastór hlaðinn þéttir, því það inniheldur mikla umframhleðslu.
3. Þrumuskýið virkar sem risastór hlaðinn þéttir, því það skiptist í tvær þéttiplötur með jafnstóra og gagnstæða hleðslu.
4. Þrumuskýið virkar sem risastór hlaðinn þéttir, því það skiptist í tvær þéttiplötur með misstóra og gagnstæða hleðslu.

Spurning 23. Þrumuský er 2 km fyrir ofan yfirborð jarðar. Neðra yfirborð skýsins er um það bil 2 km² að flatarmáli. Hver er áætluð rýmd kerfisins sem skýið og jörðin mynda?

1. 9 × 10⁻¹⁵ F
2. 9 × 10⁻⁹ F
3. 17,7 × 10⁻¹⁵ F
4. 17,7 × 10⁻⁹ F