2 つの点電荷が 32 N の力で反発し合っている。1 つ目の電荷を2 倍にし、電荷間の距離を3 倍にする。新しい力 F′ 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
F = 32 Nq₁′ = 2·q₁r′ = 3·r
F′ = N
2.やさしい
+5 µC と −5 µC の 2 つの点電荷が 3 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 = +5 µCq2 = −5 µCr = 3 cm
F = N
3.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
4.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が +10 µC と −1 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 20 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 = +10 µCq2 = −1 µCr = 20 cm
F = N
5.むずかしい
それぞれ質量 10 g の 2 つの同じ小球が、長さ 40 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 10° 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 = 10 gL = 40 cmθ = 10°g = 9.81 m/s²
q = nC
6.むずかしい
電子が 3.5 × 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 6 cm、極板間の電場は 2600 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 = 3.5 × 10⁷ m/sL = 6 cmE = 2600 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
解答
- 1. F′ = 7.111 N
- 2. F = 249.7 N
- 3. E = 998889 N/C
- 4. F = 4.551 N
- 5. q = 192.7 nC
- 6. y = 0.6719 mm
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