−5 µC と −10 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。
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 = −5 µCq2 = −10 µCr = 25 cm
F = N
2.やさしい
+4 µC と +10 µC の 2 つの点電荷が 6 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 = +4 µCq2 = +10 µCr = 6 cm
F = N
3.ふつう
+6 µC の電荷と +4 µC の電荷が 10 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 = +6 µCq2 = +4 µCr1 = 7.5 cmr2 = 2.5 cm
E = N/C
4.ふつう
+2 µC の電荷と −8 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 = +2 µCq2 = −8 µCr1 = 10 cmr2 = 30 cm
E = N/C
5.むずかしい
電子が 2 × 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 × 10⁷ m/sL = 10 cmE = 1300 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.むずかしい
3 つの正の点電荷が直角三角形の頂点にある:q₃ = 10 µC は直角の頂点に、q₁ = 10 µC はそこから一方の辺に沿って 4 cm の位置に、q₂ = 4 µC はもう一方の辺に沿って 5 cm の位置にある。q₃ にはたらく静電気力の合力の大きさ F を求めよ。
q1 = 10 µCq2 = 4 µCq3 = 10 µCr13 = 4 cmr23 = 5 cm
F = N
解答
- 1. F = 7.192 N
- 2. F = 99.89 N
- 3. E = 4.795 × 10⁷ N/C
- 4. E = 2.597 × 10⁶ N/C
- 5. y = 2.858 mm
- 6. F = 580 N
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。