電子(電荷 −1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量 9.109 × 10⁻³¹ 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 = 9.109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.やさしい
+2 µC と −4 µC の 2 つの点電荷が 25 cm 離れている。両者の間にはたらく静電気力の大きさ F を求めよ。k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C² とする。
q1 = +2 µCq2 = −4 µCr = 25 cm
F = N
3.ふつう
+2 µC の電荷と +10 µC の電荷が 50 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 = +10 µCr1 = 20 cmr2 = 30 cm
E = N/C
4.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が +4 µC と +3 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 50 cm 離して置く。このときの両者の間の力の大きさ F を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
q1 = +4 µCq2 = +3 µCr = 50 cm
F = N
5.むずかしい
電子が 3 × 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 4 cm、極板間の電場は 4100 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 = 3 × 10⁷ m/sL = 4 cmE = 4100 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.むずかしい
+3 µC と +3 µC の電荷が 10 cm 離れている。点 P は両者の中点から垂直二等分線上を 10 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 = +3 µCq2 = +3 µCd = 10 cmh = 10 cm
E = N/C
解答
- 1. a = 5.98 × 10¹⁴ m/s²
- 2. F = 1.151 N
- 3. E = 549389 N/C
- 4. F = 0.4405 N
- 5. y = 0.6409 mm
- 6. E = 3.86 × 10⁶ N/C
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。