Perustehtävät (211–223)

212. Villapaita ja ilmapallo

Simulaatiossa voi hangata ilmapalloa villapaitaan ja havainnoida syntyviä vuorovaikutuksia.


Ilmapallot ja hankaussähkö | PhET Interactive Simulations

  1. Kahta ilmapalloa hangataan villapaitaan. Millainen vuorovaikutus havaitaan tämän jälkeen pallojen välillä? Selitä, miksi.
  2. Vie villapaitaan hangattu ilmapallo seinän lähelle. Selitä havainto.
  3. Piirrä ilmapallon voimakuvio, kun se pysyy seinässä kiinni.

213. Salama

Salaman lyödessä keskimääräinen sähkövirran suuruus voi olla 15 kA ja kokonaiskesto 0,20 s. Kuinka suuri sähkövaraus salaman mukana siirtyy? Kuinka monen elektronin varaus on kyseessä?

Perustietoa ukkosesta | Ilmatieteen laitos

213. Salama

  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

214. Puhelimen akun varauskapasiteetti

Älypuhelimen akun varauskapasiteetti on 3 000 mAh. Täyteen ladattu akku toimi 42 tuntia ennen tyhjenemistään. Akun jännite on 4,35 V.

  1. Kuinka suuri keskimääräinen virta akusta otettiin?
  2. Kuinka suurella keskimääräisellä teholla puhelinta käytettiin?
  3. Kuinka paljon energiaa täyteen ladattu akku sisältää? Ilmoita tulos yksikössä Wh.

215. Sähköinen vuorovaikutus

Kahden johdekappaleen sähkövaraukset ovat 120 nC ja 95 nC. Niiden välisen sähköisen voiman suuruus on 0,10 N. Kuinka suuri on kappaleiden välinen etäisyys?

216. Varauspallot

Kaksi sähköisesti varattua pientä johdepalloa roikkuu eristelangoissa hylkien toisiaan. Pallojen varaukset ovat yhtä suuret. Pallojen välinen etäisyys on 8,0 cm, ja niiden väliseksi sähköiseksi voimaksi määritettiin 0,064 N. Määritä pallojen sähkövarausten suuruudet.

216. Varauspallot

  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

217. Sähkövarausten välinen voima

Hiukkanen, jonka sähkövaraus on –3,0 nC, tuodaan 0,20 metrin etäisyydelle pistemäisestä varatusta kappaleesta, jonka sähkövaraus on 25 nC.

  1. Määritä hiukkaseen kohdistuva sähköinen voima.
  2. Määritä sähkökentän voimakkuus hiukkasen kohdalla. Selitä myös sähkökentän suunta.

218. Sähkökentän suuntanuolet

Oheisessa kuvassa on kolme pistemäistä, sähkövarauksellista hiukkasta. Kuvaan on piirretty kenttäviivat, mutta niistä ovat nuolet unohtuneet. Lisää nuolet eli päättele, mihin suuntaan kenttä on. Jos pisteeseen A tuotaisiin pieni negatiivinen tai positiivinen sähkövaraus, mihin suuntaan se lähtisi?

219. Elektroneja kuvaputkitelevisiossa

Kuvaputkessa elektroneja kiihdytetään sähkökentässä, jonka voimakkuus on 25 kV/m. Elektronit osuvat näyttöpintaan, jonka loisteaine synnyttää valoa.

  1. Piirrä kuva, josta ilmenee sähkökentän suunta kuvaputkessa ja elektroniin kohdistuvan voiman suunta.
  2. Kuinka suuri on elektronin kiihtyvyys kentässä?

220. Homogeeninen sähkökenttä

Kahden yhdensuuntaisen metallilevyn etäisyys toisistaan on 12 cm. Levyjen välille kytketään 24 V:n jännite, jolloin niiden väliin muodostuu homogeeninen sähkökenttä. Levyjen väliin tuodaan varattu hiukkanen, jonka varaus on 15 nC.

  1. Hahmottele kuva, josta ilmenevät levyjen varaukset, sähkökentän suunta ja hiukkaseen kohdistuva sähköinen voima.
  2. Määritä sähkökentän voimakkuus levyjen välissä.
  3. Määritä hiukkaseen kohdistuvan sähköisen voiman suuruus.

221. Elektroni homogeenisessa sähkökentässä

Kaksi suurta metallilevyä ovat 14,7 cm:n päässä toisistaan, ja niiden välillä on 1,47 kV:n jännite. 

  1. Kuinka suuri on sähkökentän voimakkuus levyjen välissä?
  2. Negatiiviselta levyltä irtoaa elektroni. Miten elektroniin kohdistuva sähköinen voima ja sen sähköinen potentiaalienergia muuttuvat, kun se liikkuu negatiiviselta levyltä kohti positiivista levyä?
  3. Mikä on elektronin nopeus, kun se saavuttaa positiivisen levyn?

222. Potentiaali ja jännite sähkökentässä

Kuvassa on kahden varatun hiukkasen synnyttämän sähkökentän tasapotentiaaliviivoja.

  1. Määritä jännitteet [[$ U_\text{AB} $]]​ sekä [[$ U_\text{BC} $]]​.
  2. Hiukkanen, jonka sähkövaraus on –1,0 nC, siirretään pisteestä A pisteeseen B. Kasvaako vai väheneekö hiukkasen sähköinen potentiaalienergia ja kuinka paljon?
  3. Sama hiukkanen siirretään pisteestä B pisteeseen C. Kasvaako vai väheneekö hiukkasen sähköinen potentiaalienergia ja kuinka paljon?

223. Homogeeninen sähkökenttä vesialtaassa

Suorakulmaisen astian pohjalle vastakkaisille reunoille asetetaan metallitangot, jotka kytketään 4,5 V pariston napoihin. Astian pohjalle kaadetaan ohut kerros vettä. Tangot ovat 32 cm:n etäisyydellä toisistaan.

  1. Opiskelija mittaa jännitemittarilla jännitettä yhden tangon ja siitä 11 cm kohti toista tankoa olevan pisteen välillä. Mitä mittarin voisi olettaa näyttävän ja miksi?
  2. Minkä pisteiden välistä jännitettä opiskelijan olisi esimerkiksi mitattava, jotta mittari näyttäisi nollaa?
  3. Vedessä on kloridi-ioni. Kuinka suuri sähköinen voima siihen kohdistuu?