Page 748

Page 748

A hemispherical surface (half of a spherical surface) of radius R is located in a uniform electric field of magnitude E that is parallel to the axis of the hemisphere. What is the magnitude of the electric flux through the hemisphere surface?a. πR2Eb. 4 π R2E/3c. 2 π R2E/3d. π R2E/2e. π R2E/3

Answer:  A

OUT OF BOOK QUESTION

The electric field in the region of space shown is given by E = (8i + 2j) N/C where y is measured in meters. What is the magnitude of the electric flux through the top face of the cube shown?

a. 90 N m2/Cb. 64 N m2/Cc. 32 N m2/Cd. 18 N m2/Ce. 0 N m2/C

Answer:  D

OUT OF BOOK QUESTION

The figure shows four Gaussian surfaces surrounding a distribution of charges.

(a) Which Gaussian surfaces have an electric flux of +q/ε0through them?

(b) Which Gaussian surfaces have no electric flux through them?

Answer:  (a)Only  b     (b) Only c

OUT OF BOOK QUESTION

Consider a spherical Gaussian surface of radius R centered at the origin. A charge Q is placed inside the sphere. To maximize the magnitude of the flux of the electric field through the Gaussian surface, the charge should be located

A) at x = 0, y = 0, z = R/2.B) at the origin.C) at x = R/2, y = 0, z = 0.D) at x = 0, y = R/2, z = 0.E) The charge can be located anywhere, since flux does not depend on the position of the charge as long as it is inside the sphere.

Answer:  E

OUT OF BOOK QUESTION

A non‐uniform electric field is directed along the x‐axis at all points in space. This magnitude of the field varies with x, but not with respect to y or z. The axis of a cylindrical surface, 0.80 m long and 0.20 m in diameter, is aligned parallel to the x‐axis, as shown in the figure. The electric fields E1 and E2, at the ends of the cylindrical surface, have magnitudes of 6000 N/C and 1000 N/C respectively, and are directed as shown. What is the net electric flux passing through the cylindrical surface?

A) ‐160 N ∙ m2/CB) ‐350 N ∙ m2/CC) 0.00 N ∙ m2/CD) +350 N ∙ m2/CE) +160 N ∙ m2/C Answer:  A

OUT OF BOOK QUESTION

Four dipoles, each consisting of a +10‐µC charge and a ‐10‐µC charge, are located in the xy‐plane with their centers 1.0 mm from the origin, as shown. A sphere passes through the dipoles, as shown in the figure. What is the electric flux through the sphere due to these dipoles? (ε0 = 8.85 × 10‐12 C2/N ∙ m2)

A) 4.5 × 106 N ∙ m2/CB) 0.00 N ∙ m2/CC) 9.0 × 106 N ∙ m2/CD) 11 × 105 N ∙ m2/C

Answer:  A

OUT OF BOOK QUESTION

A charge q = 2.00 μC is placed at the origin in a region where there is already a uniform electric field  = (100 N/C) î. Calculate the flux of the net electric field through a Gaussian sphere of radius R = 10.0 cm centered at the origin. (ε0 = 8.85 × 10‐12 C2/N ∙ m2)

A) 5.52 × 105 N ∙ m2/CB) 1.13 × 105 N ∙ m2/CC) 2.26 × 105 N ∙ m2/CD) zero

Answer:  C

OUT OF BOOK QUESTION

A hollow conducting spherical shell has radii of 0.80 m and 1.20m as shown in the figure. The sphere carries an excess charge of ‐500 nC. A point charge of +300 nC is present at the center. The surface charge density on the inner spherical surface is closest to

A) zero.B) +4.0 × 10‐8 C/m2.C) +6.0 × 10‐8 C/ m2.D) ‐4.0 × 10‐8 C/ m2.E) ‐6.0 × 10‐8 C/ m2.

Answer:  D

OUT OF BOOK QUESTION

An irregular conductor carries a surface charge density of               ‐6.75µC/m2 at and in the vicinity of a point P on the surface. 

An electron is released just above P outside the conductor. What are the magnitude and direction of its acceleration the instant after it is released? 

(ε0 = 8.85 × 10‐12 C2/N ∙ m2, e = 1.60 × 10‐19 C, mel = 9.11 × 10‐31 kg)

Answer:  1.34 × 1017 m/s2, away from P

OUT OF BOOK QUESTION

Page 749

Two extremely large non‐conducting horizontal sheets each carry uniform charge density on the surfaces facing each other. The upper sheet carries +5.00 µC/m2. The electric field midway between the sheets is 4.25 × 105 N/C pointing downward. What is the surface charge density on the lower sheet? (ε0 = 8.85 × 10‐12 C2/N ∙ m2)

Answer:  ‐2.52 µC/m2

OUT OF BOOK QUESTION

At a distance D from a very long (essentially infinite) uniform line of charge, the electric field strength is 1000 N/C. At what distance from the line will the field strength to be 2000 N/C?A) 2DB) √2DC) D/√2 D) D/2E) D/4

Answer:  D

OUT OF BOOK QUESTION

Two concentric spheres are shown in the figure. The inner sphere is a solid nonconductor and carries a charge of +5.00 µC uniformly distributed over its outer surface. The outer sphere is a conducting shell that carries a net charge of ‐8.00 µC. No other charges are present. The radii shown in the figure have the values R1 = 10.0 cm, R2 = 20.0 cm, and R3 = 30.0 cm. k = 1/4πε0 = 8.99 × 109 N ∙ m2/C2(a) Find the total excess charge on the inner and outer surfaces of the conducting sphere.(b) Find the magnitude and direction of the electric field at the following distances r from the center of the inner sphere: (i) r = 9.5 cm, (ii) r = 15.0 cm, (iii) r = 27.0 cm, (iv) r = 35.0 cm.

Answer:  (a) ‐5.00 µC (inner surface), ‐3.00 µC (outer surface)(b) (i) 0;  (ii) 2.00 × 106 N/C, radially outward; (iii) 0;  (iv) 2.20 × 105 N/C, radially inward

OUT OF BOOK QUESTION