OET1 Količina naelektrisanja

Ime i prezime:

Odeljenje:

Datum:

Nastavni listić: Naelektrisanje i količina naelektrisanja

Podsetnik i osnovne relacije

• Elementarno naelektrisanje: e ≈ 1,6 · 10⁻¹⁹ C • Količina naelektrisanja: Q = (n_p − n_e) · e • Kvantizovanost: Q = n · e, n ∈ ℤ

• Prefiksi: 1 μC = 10⁻⁶ C  |  1 nC = 10⁻⁹ C  |  1 pC = 10⁻¹² C

I Deo: Provera osnovnog razumevanja

1. Dopuni rečenice:
• Telo je pozitivno naelektrisano ako ima elektrona u odnosu na protone.
• Najmanja slobodna količina elektriciteta naziva se .
• Konvenciju o pozitivnom (+) i negativnom (−) naelektrisanju uveo je .

2. Zaokruži tačan odgovor: Vrednost konstante e precizno je utvrđena 1909. godine merenjem na:
   a) zlatnim listićima elektroskopa      b) uljnim kapljicama u električnom polju      c) vakuumskoj cevi sa katodnim zracima

II Deo: Zadaci za primenu

Zadatak 1 (Nivo 1): Izolovana metalna sfera sadrži 7 · 10¹² protona i 4 · 10¹² elektrona.
a) Kog je znaka naelektrisanje sfere?     b) Izračunaj količinu naelektrisanja Q u mikro-kulonima (μC).

Odgovor: a)    b) Q = μC

Zadatak 2 (Nivo 1): Plastični lenjir trljanjem o vuneni šal primi 5 · 10¹¹ elektrona. Kolika je količina naelektrisanja lenjira izražena u nano-kulonima (nC)?

Odgovor: Q = nC

Zadatak 3 (Nivo 2): Provodnik je naelektrisan količinom Q = +48 nC.
a) Da li provodnik ima višak ili manjak elektrona?     b) Koliko iznosi taj broj elektrona (Δn_e)?

Odgovor: a)    b) Δn_e = elektrona

Zadatak 4 (Nivo 2): U laboratoriji su izmerene dve vrednosti: Q_A = 6,4 · 10⁻¹⁹ C i Q_B = 5,0 · 10⁻¹⁹ C. Pomoću kvantizovanosti utvrdi koje merenje je fizički moguće, a koje nije. Pokaži račun.

Odgovor: Moguće je telo jer je n = , dok za drugo n = ∉ ℤ.

Zadatak 5 (Nivo 3): Telo ima početno naelektrisanje Q₁ = −16 μC. Usled fotoelektričnog efekta sa tela izleti 1,5 · 10¹⁴ elektrona. Odredi početni višak elektrona i novo konačno naelektrisanje tela Q₂.

Odgovor: Početni višak n_v = ;    Q₂ = μC

Uputstvo i rešenja zadataka (Za nastavnika)

Ova stranica namenjena je nastavniku za brzi pregled tačnih rešenja, normiranje bodovanja i formativnu evaluaciju.

Stavka	Postupak i tačan odgovor	Bodovi
Teorija 1	• manjak • elementarno naelektrisanje • Bendžamin Frenklin	3 (3 × 1)
Teorija 2	b) uljnim kapljicama u električnom polju (Milikenov ogled, 1909.)	1
Zadatak 1	a) np > ne ⇒ pozitivno (+) (1 bod) b) n = 7·1012 − 4·1012 = 3·1012 Q = 3·1012 · 1,6·10−19 C = 4,8·10−7 C = 0,48 μC (ili +480 nC) (1 bod)	2
Zadatak 2	Q = −ne · e = −5·1011 · 1,6·10−19 C = −8·10−8 C = −80 nC (Priznati bod za račun i bod za tačan negativan predznak).	2
Zadatak 3	a) Pozitivno telo ⇒ manjak elektrona (1 bod) b) Δne = Q / e = (48 · 10−9 C) / (1,6 · 10−19 C) = 3 · 1011 elektrona (1 bod)	2
Zadatak 4	nA = QA / e = (6,4·10−19) / (1,6·10−19) = 4 ∈ ℤ ⇒ Moguće (Telo A) nB = QB / e = (5,0·10−19) / (1,6·10−19) = 3,125 ∉ ℤ ⇒ Fizički nemoguće	3
Zadatak 5	a) nv = |Q1| / e = (16 · 10−6) / (1,6 · 10−19) = 1014 elektrona viška (2 boda) b) Izletelo 1,5·1014 elektrona: telo gubi sav višak i ostaje u manjku za 0,5·1014 elektrona. Q2 = +0,5·1014 · 1,6·10−19 C = +8·10−6 C = +8 μC (2 boda)	4
UKUPNO BODOVA:		17

Predlog skale formativnog ocenjivanja:

0 – 6 bodova: Nedovoljan (1) 7 – 9 bodova: Dovoljan (2) 10 – 12 bodova: Dobar (3) 13 – 15 bodova: Vrlo dobar (4) 16 – 17 bodova: Odličan (5)