陽子(電荷 1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量 1.673 × 10⁻²⁷ kg)が 3400 N/C の一様な電場の中にある。 重力を無視して、その加速度の大きさ a を求めよ。
解答つきクーロンの法則と電場ワークシート
1.やさしい
E = 3400 N/C|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1.673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
2.やさしい
+4 µC と −8 µC の点電荷が互いに 8 N の力を及ぼし合っている。それらはどれだけ離れているか r。答えは cm で求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
q1 = +4 µCq2 = −8 µCF = 8 N
r = cm
3.ふつう
+8 µC の電荷と −8 µC の電荷が 30 cm 離れている。点 P は 2 つの電荷を結ぶ線分上にあり、1 つ目の電荷から 7.5 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +8 µCq2 = −8 µCr1 = 7.5 cmr2 = 22.5 cm
E = N/C
4.ふつう
+2 µC の電荷と −2 µC の電荷が 40 cm 離れている。点 P は 2 つの電荷を結ぶ線分上にあり、1 つ目の電荷から 20 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +2 µCq2 = −2 µCr1 = 20 cmr2 = 20 cm
E = N/C
5.むずかしい
+5 µC と +5 µC の電荷が 16 cm 離れている。点 P は両者の中点から垂直二等分線上を 5 cm 離れた位置にある。P における電場の大きさ E を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
q1 = +5 µCq2 = +5 µCd = 16 cmh = 5 cm
E = N/C
6.むずかしい
電子が 1 × 10⁷ m/s で、2 枚の平行な極板の間の一様な電場に極板と平行に入射する。極板の長さは 10 cm、極板間の電場は 1100 N/C である。電子の電荷は 1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量は 9.109 × 10⁻³¹ kg とし、重力は無視する。極板を出るとき、電子は横方向にどれだけ y 偏向しているか。答えは mm で求めよ。
v₀ = 1 × 10⁷ m/sL = 10 cmE = 1100 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
解答
- 1. a = 3.256 × 10¹¹ m/s²
- 2. r = 18.96 cm
- 3. E = 1.421 × 10⁷ N/C
- 4. E = 899000 N/C
- 5. E = 5.354 × 10⁶ N/C
- 6. y = 9.673 mm
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