ОГЭ по физике · задание 9

Электрический заряд

Заряды при соприкосновении проводящих шариков и связь заряда с числом электронов.

Закон сохранения заряда

В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов постоянна.
Одинаковые проводящие шарики при касании делят суммарный заряд поровну.

Электроны

Заряд электрона −1,6·10⁻¹⁹ Кл.
Избыток электронов — отрицательный заряд, недостаток — положительный.
1 нКл = 10⁻⁹ Кл.

Разобранные варианты

Вариант 1

поочерёдное касание

Металлический шарик 1, укреплённый на длинной изолирующей ручке и имеющий заряд q = +2,8 нКл, поочерёдно приводят в соприкосновение с двумя металлическими шариками 2 и 3 такого же диаметра, расположенными на изолирующих подставках и имеющими заряды соответственно 0 и +q. Какой заряд в результате останется на шарике 3? Ответ дайте в нКл.

Разбор

При соприкосновении одинаковых шариков общий заряд делится между ними поровну.

После касания с шариком 2: (2,8 + 0) / 2 = +1,4 нКл на каждом.

После касания с шариком 3: (1,4 + 2,8) / 2 = +2,1 нКл.

Ответ: 2,1

Вариант 2

три шарика

Три одинаковых металлических шарика с зарядами +1,4 нКл, −3,2 нКл и −3 нКл привели в соприкосновение одновременно, а затем развели. Какой заряд окажется на первом шарике? Ответ дайте в нКл.

Разбор

По закону сохранения заряда суммарный заряд не меняется: −4,8 нКл; одинаковые шарики делят его поровну: −4,8 / 3 = −1,6 нКл.

Ответ: −1,6

Вариант 3

число электронов

У металлического шарика избыток 5·10¹⁰ электронов. Каков заряд шарика? Ответ дайте в нКл (с учётом знака).

Разбор

Заряд электрона −e, e = 1,6·10⁻¹⁹ Кл. Избыток электронов — заряд отрицательный.

|Q| = N·e = 5·10¹⁰ · 1,6·10⁻¹⁹ = 8·10⁻⁹ Кл = 8 нКл; Q = −8 нКл.

Ответ: −8

Вариант 4

поочерёдное касание

Металлический шарик 1, укреплённый на длинной изолирующей ручке и имеющий заряд q = +4 нКл, поочерёдно приводят в соприкосновение с двумя металлическими шариками 2 и 3 такого же диаметра, расположенными на изолирующих подставках и имеющими заряды соответственно +3q и 0. Какой заряд в результате останется на шарике 3? Ответ дайте в нКл.

Разбор

При соприкосновении одинаковых шариков общий заряд делится между ними поровну.

После касания с шариком 2: (4 + 12) / 2 = +8 нКл на каждом.

После касания с шариком 3: (8 + 0) / 2 = +4 нКл.

Ответ: 4

Вариант 5

три шарика

Три одинаковых металлических шарика с зарядами −1,7 нКл, −1,5 нКл и +3,8 нКл привели в соприкосновение одновременно, а затем развели. Какой заряд окажется на первом шарике? Ответ дайте в нКл.

Разбор

По закону сохранения заряда суммарный заряд не меняется: 0,6 нКл; одинаковые шарики делят его поровну: 0,6 / 3 = 0,2 нКл.

Ответ: 0,2

Вариант 6

поочерёдное касание

Металлический шарик 1, укреплённый на длинной изолирующей ручке и имеющий заряд q = +1 нКл, поочерёдно приводят в соприкосновение с двумя металлическими шариками 2 и 3 такого же диаметра, расположенными на изолирующих подставках и имеющими заряды соответственно −3q и +3q. Какой заряд в результате останется на шарике 3? Ответ дайте в нКл.

Разбор

При соприкосновении одинаковых шариков общий заряд делится между ними поровну.

После касания с шариком 2: (1 − 3) / 2 = −1 нКл на каждом.

После касания с шариком 3: (−1 + 3) / 2 = +1 нКл.

Ответ: 1

Вариант 7

число электронов

У металлического шарика избыток 4·10⁹ электронов. Каков заряд шарика? Ответ дайте в нКл (с учётом знака).

Разбор

Заряд электрона −e, e = 1,6·10⁻¹⁹ Кл. Избыток электронов — заряд отрицательный.

|Q| = N·e = 4·10⁹ · 1,6·10⁻¹⁹ = 0,64·10⁻⁹ Кл = 0,64 нКл; Q = −0,64 нКл.

Ответ: −0,64

Вариант 8

три шарика

Три одинаковых металлических шарика с зарядами +5,2 нКл, +1,2 нКл и +2 нКл привели в соприкосновение одновременно, а затем развели. Какой заряд окажется на первом шарике? Ответ дайте в нКл.

Разбор

По закону сохранения заряда суммарный заряд не меняется: 8,4 нКл; одинаковые шарики делят его поровну: 8,4 / 3 = 2,8 нКл.

Ответ: 2,8

Вариант 9

поочерёдное касание

Металлический шарик 1, укреплённый на длинной изолирующей ручке и имеющий заряд q = +0,7 нКл, поочерёдно приводят в соприкосновение с двумя металлическими шариками 2 и 3 такого же диаметра, расположенными на изолирующих подставках и имеющими заряды соответственно −q и +2q. Какой заряд в результате останется на шарике 3? Ответ дайте в нКл.

Разбор

При соприкосновении одинаковых шариков общий заряд делится между ними поровну.

После касания с шариком 2: (0,7 − 0,7) / 2 = 0 нКл на каждом.

После касания с шариком 3: (0 + 1,4) / 2 = +0,7 нКл.

Ответ: 0,7

Вариант 10

число электронов

У металлического шарика недостаток 3·10¹⁰ электронов. Каков заряд шарика? Ответ дайте в нКл (с учётом знака).

Разбор

Заряд электрона −e, e = 1,6·10⁻¹⁹ Кл. Недостаток электронов — заряд положительный.

|Q| = N·e = 3·10¹⁰ · 1,6·10⁻¹⁹ = 4,8·10⁻⁹ Кл = 4,8 нКл; Q = 4,8 нКл.

Ответ: 4,8

Для самостоятельного решения

Вариант 11

поочерёдное касание

Металлический шарик 1, укреплённый на длинной изолирующей ручке и имеющий заряд q = +3,9 нКл, поочерёдно приводят в соприкосновение с двумя металлическими шариками 2 и 3 такого же диаметра, расположенными на изолирующих подставках и имеющими заряды соответственно 0 и −2q. Какой заряд в результате останется на шарике 3? Ответ дайте в нКл.

Вариант 12

три шарика

Три одинаковых металлических шарика с зарядами −5,9 нКл, +1,5 нКл и −4 нКл привели в соприкосновение одновременно, а затем развели. Какой заряд окажется на первом шарике? Ответ дайте в нКл.

Вариант 13

число электронов

У металлического шарика избыток 5·10¹¹ электронов. Каков заряд шарика? Ответ дайте в нКл (с учётом знака).

Вариант 14

поочерёдное касание

Металлический шарик 1, укреплённый на длинной изолирующей ручке и имеющий заряд q = +1,2 нКл, поочерёдно приводят в соприкосновение с двумя металлическими шариками 2 и 3 такого же диаметра, расположенными на изолирующих подставках и имеющими заряды соответственно −2q и +q. Какой заряд в результате останется на шарике 3? Ответ дайте в нКл.

Вариант 15

три шарика

Три одинаковых металлических шарика с зарядами +5 нКл, −5,6 нКл и −0,9 нКл привели в соприкосновение одновременно, а затем развели. Какой заряд окажется на первом шарике? Ответ дайте в нКл.