В центр квадрата в вершинах которого находится по заряду q помещен отрицательный заряд

В центр квадрата в вершинах которого находится по заряду q помещен отрицательный заряд

Задание 13. Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Кулона F, действующая на отрицательный точечный заряд -q, помещённый в центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды: +q, +q, -q, -q (см. рисунок)? Все заряды неподвижны. Ответ запишите словом (словами).

Известно, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются. Из рисунка видно, что заряд -q, находящийся в центре квадрата, будет отталкиваться от зарядов -q, находящихся справа, и будет притягиваться к зарядам +q, находящимся слева. Суперпозиция сил, действующих на заряд -q, представлена на рисунке ниже (красная стрелка).

Примеры решения типовых задач

1. В центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды q = 2,33 нКл, помещен отрицательный заряд . Найти величину этого заряда, если результирующая сила, действующая на каждый заряд, равна нулю.

Решение.На рис. 1.1 приведено расположение зарядов и силы, действующие на заряд 1 со стороны остальных зарядов. По условию эти силы скомпенсированы

.

Спроектируем это равенство на прямую, совпадающую с диагональю квадрата

.

Обозначив сторону квадрата и используя закон Кулона, преобразуем это уравнение к виду

.

Отсюда найдем искомый заряд

2,23 НКл.

2. Два шарика одинакового радиуса и массы = 10 г подвешены на нитях так, что их поверхности соприкасаются, и погружены в керосин. После сообщения шарикам зарядаКл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 2 = 45°. Найти плотность материала шариков, если расстояние от точки, подвеса до центра шарика l = 20 см. Плотность и относительная диэлектрическая проницаемость керосина = 800 кг/м 3 ,  = 2.

Решение. На каждый из шариков действуют силы: тяжести, натяжения нити, Кулонаи Архимеда(рис. 1.2). Под действием этих сил шарик находится в равновесии, условие которого имеет вид

Спроектировав эти силы на оси и, получим следующие уравнения:

(1)

По закону Кулона и Архимеда имеем:

,, (2)

где — заряд каждого шарика, который распределился между шариками поровну,— расстояние между шариками,и— плотность и относительная диэлектрическая проницаемость керосина,и— плотность, масса и объем шарика.

Плотность шарика найдем из второго уравнения (2)

. (3)

Из уравнений (1) и (2) найдем силу Архимеда

.

После подстановки в (3), получим выражение для плотности

= 4200 кг/м 3 .

3. Электрон с некоторой начальной скоростью v₀ влетает в плоский конденсатор параллельно пластинам на равном расстоянии от них. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U = 300 В. Расстояние между пластинами d = 2 см, длина конденсатора l =10 см. Какова должна быть предельная начальная скорость v₀ электрона, чтобы электрон не вылетел из конденсатора?

Решение.На электрон при движении между пластинами конденсатора действует электрическая сила, направленная перпендикулярно пластинам, где— напряженность электрического поля (рис. 1.3). Двигаясь в этом направлении с ускорением, электрон достигнет пластины за время. За это время он пролетит вдоль пластин расстояние. Траекторией электрона будет парабола. Если, то электрон не вылетит из конденсатора. Из этого неравенства находим ограничение для скорости

4.Элемент с ЭДС= 1,1 В и внутренним сопротивлениемr= 1 Ом замкнут на внешнее сопротивлениеR= 9 Ом. Найти силу тока в цепи, напряжениево внешней цепи и напряжениевнутри элемента. С каким КПДработает элемент?

Решение. Из закона Ома для замкнутой цепи найдем силу тока

0,11 А. (1)

Напряжение на внешней цепи ивнутри элемента найдем из закона Ома для участка цепи

= 0,99 В,0,11 В. (2)

КПД источника тока найдем по отношению полезной мощности к затраченной:

= 0,9.

Здесь иопределены из формулы (1) и (2).

5.В схеме на рис. 1.4 батарея с ЭДС ε = 120 В,R= 10 Ом, В — электрический чайник. Амперметр показываетI= 2 А. Через сколько времени закипитV= 0,5 л воды, находящейся в чайнике при начальной температуреt₀= 4° С? Сопротивлением батареи и амперметра пренебречь. КПД чайника= 76 %.

Решение. Мощность нагревателя определим по закону Джоуля-Ленца

. (1)

Сопротивление нагревателя определим из закона Ома для замкнутой цепи

50 Ом.

Время нагревания воды найдем из уравнения теплового баланса, которое с учетом КПД нагревателя имеет вид

, (2)

где 4200 Дж/кгм 3 — теплоемкость воды, — масса воды,1000 кг/м 3 — плотность, — температура кипения. Из уравнения (2) с учетом (1) получим

В центре квадрата, в вершинах которого находятся заряды +q, помещён отрицательный заряд. Какой должна быть величина этого заряда, чтобы

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.

решение вопроса

Связанных вопросов не найдено

• Все категории
• экономические 43,679
• гуманитарные 33,657
• юридические 17,917
• школьный раздел 612,441
• разное 16,911

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

Закон Кулона

Как с помощью отрицательно заряженного проводника, не изменяя его заряда, зарядить другой проводник положительно? Зарядить два проводника: один положительно, другой отрицательно?

Заземленный проводник поднести к отрицательно заряженному проводнику так, чтобы они не касались друг друга, затем удалить заземление. Таким образом, получим положительно заряженный проводник. Применив к нему указанный способ, можно получить отрицательно заряженный проводник.

Как получить на двух произвольных полых изолированных проводниках заряды, равные по величине и знаку?

Заряженный пробный шарик внести, не касаясь, внутрь полого проводника, затем проводник кратковременно заземлить (дотронуться пальцем на несколько секунд), затем удалить шарик. Точно также следует поступить со вторым проводником.

К шарику заряженного электроскопа подносят, не касаясь его, незаряженное металлическое тело. Как изменяется отклонение листочков? Что будет, если поднести к заряженному шарику кусок стекла?

В обоих случаях отклонение листочков уменьшится: вследствие электростатической индукции в первом и поляризации диэлектрика во втором.

Положительно заряженное тело притягивает подвешенный на нити легкий шаровой проводник. Можно ли заключить отсюда, что проводник заряжен отрицательно?

Нет. Проводник может не обладать зарядом, но будет притягиваться вследствие электростатической индукции.

Положительно заряженная стеклянная палочка отталкивает подвешенное на нити тело. Следует ли отсюда, что тело заряжено положительно?

Почему два разноименно заряженных металлических шара взаимодействуют друг с другом с большей силой, нежели заряженные одноименно (при всех прочих одинаковых условиях)? Решение поясните чертежами. Возможно ли чтобы два одноименно заряженных проводника притягивались?

Электростатическая индукция приводит к такому перераспределению зарядов на шарах, при котором одноименные заряды оказываются на большем расстоянии, чем разноименные. При определенных условиях одноименно заряженные металлические шарики могут притягиваться. Это возможно, если заряд одного из шариков много больше заряда другого.

Два разноименно заряженных шарика находятся на некотором расстоянии друг от друга. Между ними вносят стеклянный стержень. Как изменится сила их взаимодействия?

Увеличится в результате поляризации стеклянного стержня.

Какое численное значение будет иметь коэффициент пропорциональности в законе Кулона, если количество электричества выражать в кулонах, силу взаимодействия — в ньютонах, а расстояние — в метрах?

Заряженные шарики, находящиеся на расстоянии l = 2 м друг от друга, отталкиваются с силой F = 1 Н. Общий заряд шариков Q = 5·10 -5 Кл. Как распределен этот заряд между шариками?

Два маленьких, одинаковых по размеру заряженных шарика, находящихся на расстоянии 0,2 м, притягиваются с силой F = 4·10 -3 Н. После того как шарики были приведены в соприкосновение и затем разведены на прежнее расстояние, они стали отталкиваться с силой F₂ = 2,25·10 -3 Н. Определить первоначальные заряды шариков.

|q₁| ≈ 3,8·10 -5 Кл; |q₂| ≈ 1,2·10 -5 Кл; шарики заряжены разноименно.

Два заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковой длины, опускаются в керосин. Какова должна быть плотность материала шариков ρ, чтобы угол расхождения нитей в воздухе и в керосине был один и тот же? Диэлектрическая проницаемость керосина ε = 2, плотность ρ_к = 0,8 г/см 3 .

Два одинаковых маленьких проводящих шарика подвешены на длинных непроводящих нитях к одному крючку. Шарики заряжены одинаковыми зарядами и находятся на расстоянии a = 5 см друг от друга. Один из шариков разрядили. Каким стало расстояние между шариками?

Сначала шарики соприкоснутся, а затем установятся на расстоянии

a₁ = .

По первоначальным предположениям Бора, электрон в водородном атоме движется по круговой орбите. С какой скоростью v должен двигаться такой электрон, если заряд его e = -1,6·10 -19 Кл, заряд ядра e = +1,6·10 -19 Кл, радиус орбиты можно положить равным r = 0,5·10 -10 м, масса электрона 9,11·10 -31 кг.

v = 2,25·10 8 см/с.

На двух одинаковых капельках воды находится по одному лишнему электрону, причем сила электрического отталкивания капелек уравновешивает силу их взаимного тяготения. Каковы радиусы капелек?

R ≈ 0,076 мм.

Заряды +Q, —Q и +q расположены в углах правильного треугольника со стороной a. Каково направление силы, действующей на заряд +q?

Сила, действующая на заряд +q, направлена вдоль прямой, параллельной линии, соединяющей заряды +Q и —Q, и сонаправлена с направлением от заряда +Q к заряду —Q.

Три одинаковых одноименных заряда расположены в вершинах равностороннего треугольника. Какой заряд q₁ нужно поместить в центре этого треугольника, чтобы результирующая сила, действующая на каждый заряд, была равна нулю?

В центр квадрата, в вершинах которого находится по заряду q, помещен отрицательный заряд. Какова должна быть величина этого заряда, чтобы система находилась в равновесии? Будет ли равновесие устойчивым?

Три маленьких шарика массой m = 10 г каждый подвешены на шелковых нитях длиной по 1 м, сходящихся наверху в одном узле. Шарики одинаково заряжены и висят в вершинах равностороннего треугольника со стороной 0,1 м. Каков заряд каждого шарика?

Четыре одинаковых заряда по q = 3,3·10 -9 Кл расположены на равных расстояниях друг от друга a = 5 см. Какую силу и в каком направлении надо приложить к каждому заряду, чтобы эту систему удержать в равновесии?

На стоящем вертикально диэлектрическом кольце радиусом R закреплены два шарика A и B, расположенные на концах дуги в 90° так, что прямая AB горизонтальна. Два других шарика C и D, имеющие одинаковые заряды q и массы m, могут перемещаться вдоль кольца без трения. Какие заряды следует сообщить шарикам A и B, чтобы все четыре шарика расположились в вершинах квадрата? Рассмотреть случаи, изображенные на рисунках 1 и 2.

Внутри гладкой диэлектрической сферы находится маленький заряженный шарик. Какой величины заряд нужно поместить в нижней точке сферы, чтобы шарик удерживался в верхней точке? Диаметр сферы d, заряд шарика q, его масса m.