+3 µC と −5 µC の 2 つの点電荷が 20 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。
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
q1 = +3 µCq2 = −5 µCr = 20 cm
F = N
2.やさしい
+2 µC の点電荷から 40 cm の距離における電場の大きさ E を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
q = +2 µCr = 40 cm
E = N/C
3.ふつう
+3 µC の電荷と +6 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 10 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +3 µCq2 = +6 µCr1 = 10 cmr2 = 30 cm
E = N/C
4.ふつう
+4 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 12 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +4 µCq2 = −8 µCr1 = 12 cmr2 = 18 cm
E = N/C
5.むずかしい
それぞれ質量 5 g の 2 つの同じ小球が、長さ 30 cm の絶縁性の糸で同じ点からつり下げられている。等しい電荷を与えると、各糸は鉛直から 12° の位置で静止する。g = 9.81 m/s² とする。各球の電荷 q を nC で求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
m = 5 gL = 30 cmθ = 12°g = 9.81 m/s²
q = nC
6.むずかしい
電子が 2.5 × 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 1300 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 = 2.5 × 10⁷ m/sL = 10 cmE = 1300 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
解答
- 1. F = 3.371 N
- 2. E = 112375 N/C
- 3. E = 2.098 × 10⁶ N/C
- 4. E = 4.717 × 10⁶ N/C
- 5. q = 134.3 nC
- 6. y = 1.829 mm
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。