Monivalinnat (201–205) Jaa 201. Pallojen sähköinen vuorovaikutus Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Kaksi sähköisesti neutraalia ja ympäristöstä eristettyä metallipalloa koskettaa toisiaan. Sähköisesti varattu sauva tuodaan pallojen lähelle. Pallot irrotetaan toisistaan, minkä jälkeen sauva viedään pois. Sama toistetaan eri suunnissa ja erimerkkisesti varatuilla sauvoilla kuvien A–C mukaisesti. 1. Miten lähelle tuotava sauva vaikuttaa pallojen sähkövarauksiin? Valitse oikeat väitteet. Pallojen yhteenlaskettu sähkövaraus voi muuttua. Sauvan ja pallojen välillä voi siirtyä sähkövarausta. Pallojen varausjakauma muuttuu. Sähkövarausta voi siirtyä pallosta toiseen. 2. Millainen on pallojen välinen vuorovaikutus tilanteessa A, kun sauva on viety pois ja pallot irrotettu? Pallot vetävät toisiaan puoleensa. Pallot hylkivät toisiaan. Pallojen välillä ei ole sähköistä vuorovaikutusta. 3. Millainen on pallojen välinen vuorovaikutus tilanteessa B, kun sauva on viety pois ja pallot irrotettu? Pallot vetävät toisiaan puoleensa. Pallot hylkivät toisiaan. Pallojen välillä ei ole sähköistä vuorovaikutusta. 4. Millainen on pallojen välinen vuorovaikutus tilanteessa C, kun sauva on viety pois ja pallot irrotettu? Pallot vetävät toisiaan puoleensa. Pallot hylkivät toisiaan. Pallojen välillä ei ole sähköistä vuorovaikutusta. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 202. Varauspallot Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Kaksi varattua palloa roikkuu yhtä pitkien eristelankojen varassa kuvan mukaisesti. Alkutilanteessa pallojen sähkövaraukset, massat ja lankojen kulmat ovat samat eli [[$Q_1=Q_2$]], [[$m_1=m_2$]] ja [[$\theta_1=\theta_2$]]. Huomaa, että voimavektorien pituudet kuvassa eivät välttämättä vastaa todellisuutta. 1. Mitä tiedetään pallojen sähkövarausten etumerkeistä? Molemmat varaukset ovat positiiviset. Pallojen varaukset ovat erimerkkiset. Molemmat varaukset ovat negatiiviset. Varaukset ovat samanmerkkiset, mutta etumerkkiä ei tiedetä. 2. Palloon vaikuttavat voimat ovat sähköinen voima [[$F$]], paino [[$G$]] ja langan tukivoima [[$T$]]. Mikä voimista on suurin? Sähköinen voima Paino Langan tukivoima Voimat ovat yhtä suuret. 3. Palloon 1 johdetaan lisää sähkövarausta niin, että [[$Q_1>Q_2$]]. Kuinka suuri on tämän jälkeen palloon 1 kohdistuva sähköinen voima [[$F_1$]] verrattuna voimaan [[$F_2$]], joka kohdistuu palloon 2? [[$F_1>F_2\ \ \ $]] [[$F_1=F_2\ \ \ $]] [[$F_1<F_2\ \ \ $]] 4. Pallon 1 varaus on suurempi eli [[$Q_1>Q_2$]]. Millaiset ovat lankojen kulmat verrattuna toisiinsa? [[$\theta_1>\theta_2$]] [[$\theta_1=\theta_2$]] [[$\theta_1<\theta_2$]] 5. Pallo 1 vaihdetaan suurempimassaiseen, jolloin [[$m_1>m_2$]]. Sähkövaraukset ovat yhtäsuuret eli [[$Q_1=Q_2$]]. Millaiset ovat lankojen kulmat verrattuna toisiinsa? [[$\theta_1<\theta_2$]] [[$\theta_1=\theta_2$]] [[$\theta_1>\theta_2$]] Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 203. Homogeeninen sähkökenttä Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Kahden johdelevyn väliin muodostuu homogeeninen sähkökenttä kuvan mukaisesti. Sähkökentän voimakkuus on 15 kN/C. Levyjen välissä on negatiivisesti varattu ([[$q$]]) hiukkanen, jonka massa on [[$m$]]. Levyjen välinen etäisyys on [[$r$]]. 1. Kumpi levyistä on positiivisesti varattu? Ylempi levy Alempi levy Tehtävänannon perusteella ei voida tietää, kumpi levyistä on positiivisesti varattu. 2. Mihin suuntaan hiukkaseen kohdistuva sähköinen voima vaikuttaa? Sähköinen voima on alaspäin. Sähköinen voima on ylöspäin. Sähköinen voima on oikealle. Sähköinen voima on vasemmalle. Sähköisen voiman suuntaa ei voida tietää tehtävänannon perusteella. 3. Varaus liikkuu sähkökentässä sähköisen voiman seurauksena. Miten sähköisen voiman suuruus muuttuu varauksen liikkeen aikana? Sähköisen voiman suuruus kasvaa. Sähköisen voiman suuruus ei muutu. Sähköisen voiman suuruus pienenee. 4. Millä kaavalla sähköisen voiman suuruus lasketaan? [[$F=k\dfrac{q^2}{r^2} \ \ \ $]] [[$F=G=mg \ \ \ $]] [[$F=qE \ \ \ $]] [[$F=qvB \ \ \ $]] 5. Varauksen suuruus on -2e. Kuinka suuri sähköinen voima on kahden merkitsevän numeron tarkkuudella? Ilmoita voiman itseisarvon suuruus. [[$\cdot 10^{-15} \ \mathrm{N}$]] Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 204. Potentiaali ja jännite Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Tehtävä liittyy kuvan homogeeniseen sähkökenttään. Levyjen välinen jännite on 24 V. Positiivisen levyn potentiaali on 8 V. Levyjen välimatka [[$d$]] on 48 mm. 1. Kuinka suuri negatiivisen levyn potentiaali on? [[$\mathrm{V}$]] 2. Kuinka suuri levyjen välisen sähkökentän voimakkuus on? Ilmoita tulos kahden merkitsevän numeron tarkkuudella. [[$\mathrm{\dfrac{V}{m}}$]] 3. Missä kohtaa levyjen välissä potentiaali on nolla? Ilmoita vastaus etäisyytenä positiiviseen levyyn. [[$\mathrm{mm}$]] 4. Ionin sähkövarauksen suuruus on +3,0 nC. Kuinka paljon potentiaalienergiaa positiivisella levyllä olevalla ionilla on negatiiviseen levyyn nähden? [[$\mathrm{nJ}$]] 5. Levyjen välinen sähkökentän voimakkuus pidetään vakiona, mutta negatiivinen levy maadoitetaan. Kuinka suuri positiivisen levyn potentiaali on? [[$\mathrm{V}$]] Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 205. Kenttäviivoja ja tasapotentiaalikäyriä Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 1. Yhdistä samaa tilannetta esittävät varausjakauma, kenttäviivaesitys (ilman suuntamerkintöjä) ja tasapotentiaalikäyrät. Tilanne I Kenttäviivaesitys: Tasapotentiaalikäyrät: Tilanne II Kenttäviivaesitys: Tasapotentiaalikäyrät: Tilanne III Kenttäviivaesitys: Tasapotentiaalikäyrät: 2. Kauas varauksista asetetaan pieni positiivisesti varattu hiukkanen. Missä tilanteessa hiukkanen lähtee liikkumaan kohti varausasetelmaa? Kaikissa Tilanteessa I Tilanteessa II Tilanteessa III Ei missään tilanteessa. 3. Minkä varausasetelman sähkökentän voimakkuus on heikoin kaukana varauksista? Tilanne I Tilanne II Tilanne III Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
201. Pallojen sähköinen vuorovaikutus Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Kaksi sähköisesti neutraalia ja ympäristöstä eristettyä metallipalloa koskettaa toisiaan. Sähköisesti varattu sauva tuodaan pallojen lähelle. Pallot irrotetaan toisistaan, minkä jälkeen sauva viedään pois. Sama toistetaan eri suunnissa ja erimerkkisesti varatuilla sauvoilla kuvien A–C mukaisesti. 1. Miten lähelle tuotava sauva vaikuttaa pallojen sähkövarauksiin? Valitse oikeat väitteet. Pallojen yhteenlaskettu sähkövaraus voi muuttua. Sauvan ja pallojen välillä voi siirtyä sähkövarausta. Pallojen varausjakauma muuttuu. Sähkövarausta voi siirtyä pallosta toiseen. 2. Millainen on pallojen välinen vuorovaikutus tilanteessa A, kun sauva on viety pois ja pallot irrotettu? Pallot vetävät toisiaan puoleensa. Pallot hylkivät toisiaan. Pallojen välillä ei ole sähköistä vuorovaikutusta. 3. Millainen on pallojen välinen vuorovaikutus tilanteessa B, kun sauva on viety pois ja pallot irrotettu? Pallot vetävät toisiaan puoleensa. Pallot hylkivät toisiaan. Pallojen välillä ei ole sähköistä vuorovaikutusta. 4. Millainen on pallojen välinen vuorovaikutus tilanteessa C, kun sauva on viety pois ja pallot irrotettu? Pallot vetävät toisiaan puoleensa. Pallot hylkivät toisiaan. Pallojen välillä ei ole sähköistä vuorovaikutusta. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
202. Varauspallot Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Kaksi varattua palloa roikkuu yhtä pitkien eristelankojen varassa kuvan mukaisesti. Alkutilanteessa pallojen sähkövaraukset, massat ja lankojen kulmat ovat samat eli [[$Q_1=Q_2$]], [[$m_1=m_2$]] ja [[$\theta_1=\theta_2$]]. Huomaa, että voimavektorien pituudet kuvassa eivät välttämättä vastaa todellisuutta. 1. Mitä tiedetään pallojen sähkövarausten etumerkeistä? Molemmat varaukset ovat positiiviset. Pallojen varaukset ovat erimerkkiset. Molemmat varaukset ovat negatiiviset. Varaukset ovat samanmerkkiset, mutta etumerkkiä ei tiedetä. 2. Palloon vaikuttavat voimat ovat sähköinen voima [[$F$]], paino [[$G$]] ja langan tukivoima [[$T$]]. Mikä voimista on suurin? Sähköinen voima Paino Langan tukivoima Voimat ovat yhtä suuret. 3. Palloon 1 johdetaan lisää sähkövarausta niin, että [[$Q_1>Q_2$]]. Kuinka suuri on tämän jälkeen palloon 1 kohdistuva sähköinen voima [[$F_1$]] verrattuna voimaan [[$F_2$]], joka kohdistuu palloon 2? [[$F_1>F_2\ \ \ $]] [[$F_1=F_2\ \ \ $]] [[$F_1<F_2\ \ \ $]] 4. Pallon 1 varaus on suurempi eli [[$Q_1>Q_2$]]. Millaiset ovat lankojen kulmat verrattuna toisiinsa? [[$\theta_1>\theta_2$]] [[$\theta_1=\theta_2$]] [[$\theta_1<\theta_2$]] 5. Pallo 1 vaihdetaan suurempimassaiseen, jolloin [[$m_1>m_2$]]. Sähkövaraukset ovat yhtäsuuret eli [[$Q_1=Q_2$]]. Millaiset ovat lankojen kulmat verrattuna toisiinsa? [[$\theta_1<\theta_2$]] [[$\theta_1=\theta_2$]] [[$\theta_1>\theta_2$]] Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
203. Homogeeninen sähkökenttä Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Kahden johdelevyn väliin muodostuu homogeeninen sähkökenttä kuvan mukaisesti. Sähkökentän voimakkuus on 15 kN/C. Levyjen välissä on negatiivisesti varattu ([[$q$]]) hiukkanen, jonka massa on [[$m$]]. Levyjen välinen etäisyys on [[$r$]]. 1. Kumpi levyistä on positiivisesti varattu? Ylempi levy Alempi levy Tehtävänannon perusteella ei voida tietää, kumpi levyistä on positiivisesti varattu. 2. Mihin suuntaan hiukkaseen kohdistuva sähköinen voima vaikuttaa? Sähköinen voima on alaspäin. Sähköinen voima on ylöspäin. Sähköinen voima on oikealle. Sähköinen voima on vasemmalle. Sähköisen voiman suuntaa ei voida tietää tehtävänannon perusteella. 3. Varaus liikkuu sähkökentässä sähköisen voiman seurauksena. Miten sähköisen voiman suuruus muuttuu varauksen liikkeen aikana? Sähköisen voiman suuruus kasvaa. Sähköisen voiman suuruus ei muutu. Sähköisen voiman suuruus pienenee. 4. Millä kaavalla sähköisen voiman suuruus lasketaan? [[$F=k\dfrac{q^2}{r^2} \ \ \ $]] [[$F=G=mg \ \ \ $]] [[$F=qE \ \ \ $]] [[$F=qvB \ \ \ $]] 5. Varauksen suuruus on -2e. Kuinka suuri sähköinen voima on kahden merkitsevän numeron tarkkuudella? Ilmoita voiman itseisarvon suuruus. [[$\cdot 10^{-15} \ \mathrm{N}$]] Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
204. Potentiaali ja jännite Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Tehtävä liittyy kuvan homogeeniseen sähkökenttään. Levyjen välinen jännite on 24 V. Positiivisen levyn potentiaali on 8 V. Levyjen välimatka [[$d$]] on 48 mm. 1. Kuinka suuri negatiivisen levyn potentiaali on? [[$\mathrm{V}$]] 2. Kuinka suuri levyjen välisen sähkökentän voimakkuus on? Ilmoita tulos kahden merkitsevän numeron tarkkuudella. [[$\mathrm{\dfrac{V}{m}}$]] 3. Missä kohtaa levyjen välissä potentiaali on nolla? Ilmoita vastaus etäisyytenä positiiviseen levyyn. [[$\mathrm{mm}$]] 4. Ionin sähkövarauksen suuruus on +3,0 nC. Kuinka paljon potentiaalienergiaa positiivisella levyllä olevalla ionilla on negatiiviseen levyyn nähden? [[$\mathrm{nJ}$]] 5. Levyjen välinen sähkökentän voimakkuus pidetään vakiona, mutta negatiivinen levy maadoitetaan. Kuinka suuri positiivisen levyn potentiaali on? [[$\mathrm{V}$]] Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
205. Kenttäviivoja ja tasapotentiaalikäyriä Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 1. Yhdistä samaa tilannetta esittävät varausjakauma, kenttäviivaesitys (ilman suuntamerkintöjä) ja tasapotentiaalikäyrät. Tilanne I Kenttäviivaesitys: Tasapotentiaalikäyrät: Tilanne II Kenttäviivaesitys: Tasapotentiaalikäyrät: Tilanne III Kenttäviivaesitys: Tasapotentiaalikäyrät: 2. Kauas varauksista asetetaan pieni positiivisesti varattu hiukkanen. Missä tilanteessa hiukkanen lähtee liikkumaan kohti varausasetelmaa? Kaikissa Tilanteessa I Tilanteessa II Tilanteessa III Ei missään tilanteessa. 3. Minkä varausasetelman sähkökentän voimakkuus on heikoin kaukana varauksista? Tilanne I Tilanne II Tilanne III Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
