Какова напряженность электрического поля в точке, которая находится на расстоянии 5 см от двух положительных зарядов по 20 нКл, расположенных на расстоянии 7.1 см друг от друга?

Физика 11 класс Электрическое поле напряженность электрического поля расстояние от зарядов положительные заряды закон Кулона электрические поля физика 11 класс Новый

Чтобы найти напряженность электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 5 см от двух положительных зарядов, необходимо выполнить несколько шагов. Рассмотрим их подробно.

Шаг 1: Определение координат зарядов и точки

Пусть два заряда Q1 и Q2 по 20 нКл расположены на оси X. Предположим, что Q1 находится в начале координат (X = 0 см), а Q2 на расстоянии 7.1 см от Q1 (X = 7.1 см). Точка, в которой мы будем находить напряженность электрического поля, расположена на расстоянии 5 см от одного из зарядов. Предположим, что она находится на оси X между зарядами, на расстоянии 5 см от Q1.

Шаг 2: Вычисление расстояний до зарядов

• Расстояние от Q1 до точки P (где мы ищем напряженность) равно 5 см.
• Расстояние от Q2 до точки P равно 7.1 см - 5 см = 2.1 см.

Шаг 3: Вычисление напряженности электрического поля от каждого заряда

Напряженность электрического поля E от заряда Q на расстоянии r определяется формулой:

E = k * |Q| / r²,

где k = 9 * 10^9 Н·м²/Кл² — электрическая постоянная.

Шаг 4: Рассчитаем напряженность поля от каждого заряда

1. Для заряда Q1 (E1):
• Q1 = 20 нКл = 20 * 10^-9 Кл
• r1 = 5 см = 0.05 м
• E1 = (9 * 10^9) * (20 * 10^-9) / (0.05)²
• E1 = (9 * 10^9) * (20 * 10^-9) / (0.0025) = 720000 Н/Кл.
2. Для заряда Q2 (E2):
• Q2 = 20 нКл = 20 * 10^-9 Кл
• r2 = 2.1 см = 0.021 м
• E2 = (9 * 10^9) * (20 * 10^-9) / (0.021)²
• E2 = (9 * 10^9) * (20 * 10^-9) / (0.000441) = 4080000 Н/Кл.

Шаг 5: Определение направления напряженности

Напряженность электрического поля от положительного заряда направлена от заряда. Таким образом:

• E1 направлена вправо (в сторону точки P).
• E2 также направлена вправо (в сторону точки P).

Шаг 6: Сложение напряженностей

Поскольку обе напряженности направлены в одну сторону, мы можем просто сложить их:

E = E1 + E2 = 720000 Н/Кл + 4080000 Н/Кл = 4800000 Н/Кл.

Ответ:

Напряженность электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 5 см от двух положительных зарядов по 20 нКл, составляет 4800000 Н/Кл.