Какое расстояние от второго заряда необходимо, чтобы напряженность электрического поля была равна нулю, если два точечных заряда +1 мкКл и -4 мкКл находятся на расстоянии 12 см друг от друга?

Физика 11 класс Электрические поля и силы расстояние второй заряд напряженность электрического поля ноль точечные заряды +1 мкКл -4 мкКл расстояние 12 см физика 11 класс электрическое поле Новый

Давайте решим задачу о нахождении расстояния от второго заряда до точки, где напряженность электрического поля равна нулю. У нас есть два заряда: первый заряд q1 = +1 мкКл и второй заряд q2 = -4 мкКл, расположенные на расстоянии 12 см друг от друга.

Сначала преобразуем заряды в кулоны:

• q1 = +1 мкКл = +1 * 10^-6 Кл
• q2 = -4 мкКл = -4 * 10^-6 Кл

Обозначим x - расстояние от второго заряда (q2) до точки, в которой мы хотим найти напряженность электрического поля, равную нулю. Тогда расстояние от первого заряда (q1) до этой точки будет равно (0.12 - x), так как оба заряда находятся на расстоянии 12 см друг от друга.

Теперь определим формулы для напряженности электрического поля, создаваемого каждым из зарядов:

• Напряженность от первого заряда (E1) будет: E1 = k * q1 / (0.12 - x)
• Напряженность от второго заряда (E2) будет: E2 = k * q2 / x

Где k - электростатическая постоянная. Напряженности E1 и E2 направлены в разные стороны, так как первый заряд положительный, а второй - отрицательный. Чтобы найти точку, где суммарная напряженность равна нулю, мы можем записать уравнение:

E1 - E2 = 0

Это значит, что:

E1 = E2

Подставим выражения для E1 и E2 в уравнение:

k q1 / (0.12 - x) = k q2 / x

Мы можем сократить k, так как оно одинаково с обеих сторон уравнения:

q1 / (0.12 - x) = q2 / x

Теперь подставим значения зарядов:

(1 10^-6) / (0.12 - x) = (-4 10^-6) / x

Умножим обе стороны уравнения на x * (0.12 - x), чтобы избавиться от дробей:

x (1 10^-6) = (-4 10^-6) (0.12 - x)

Теперь раскроем скобки:

x 1 10^-6 = -4 10^-6 0.12 + 4 10^-6 x

Переносим все слагаемые, содержащие x, в одну часть уравнения:

x 1 10^-6 - 4 10^-6 x = -4 10^-6 0.12

Объединим x:

x (1 10^-6 - 4 10^-6) = -4 10^-6 * 0.12

Теперь решим это уравнение для x:

x (-3 10^-6) = -4 10^-6 0.12

Делим обе стороны на -3 * 10^-6:

x = (4 * 0.12) / 3

Теперь вычислим x:

x = 0.16 м = 16 см

Итак, расстояние от второго заряда, где напряженность электрического поля равна нулю, составляет 16 см.