−1 µC と +10 µC の 2 つの点電荷が 4 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 = −1 µCq2 = +10 µCr = 4 cm
F = N
2.やさしい
−10 µC と +2 µC の 2 つの点電荷が 12 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 = −10 µCq2 = +2 µCr = 12 cm
F = N
3.ふつう
+6 µC の電荷と +4 µC の電荷が 60 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 45 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 = 45 cmr2 = 15 cm
E = N/C
4.ふつう
+5 µC と +10 µC の電荷が 60 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+5 µC の電荷からどれだけの距離 x の点で電場が 0 になるか。
q1 = +5 µCq2 = +10 µCd = 60 cm
x = cm
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 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 = +5 µCq2 = −5 µCd = 16 cmh = 10 cm
E = N/C
6.むずかしい
電子が 1.5 × 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 2 cm、極板間の電場は 3900 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 = 1.5 × 10⁷ m/sL = 2 cmE = 3900 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
解答
- 1. F = 56.19 N
- 2. F = 12.49 N
- 3. E = 1.332 × 10⁶ N/C
- 4. x = 24.85 cm
- 5. E = 3.424 × 10⁶ N/C
- 6. y = 0.6097 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。