−200 nC の点電荷から 50 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.
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
q = −200 nCr = 50 cm
E = N/C
2.やさしい
2 つの点電荷が 30 N の力で反発し合っている。1 つ目の電荷を3 倍にし、電荷間の距離を半分にする。新しい力 F′ を求めよ。
F = 30 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 0.5·r
F′ = N
3.ふつう
+4 µC と +3 µC の電荷が 20 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+4 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 = +4 µCq2 = +3 µCd = 20 cm
x = cm
4.ふつう
+3 µC の電荷と −5 µC の電荷が 20 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 8 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +3 µCq2 = −5 µCr1 = 8 cmr2 = 12 cm
E = N/C
5.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 = 8 µC は直角の頂点に、q₁ = 4 µC はそこから一方の辺に沿って 8 cm の位置に、q₂ = 5 µC はもう一方の辺に沿って 8 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 = 4 µCq2 = 5 µCq3 = 8 µCr13 = 8 cmr23 = 8 cm
F = N
6.むずかしい
+10 µC と −10 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 4 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 = +10 µCq2 = −10 µCd = 10 cmh = 4 cm
E = N/C
解答
- 1. E = 7192 N/C
- 2. F′ = 360 N
- 3. x = 10.72 cm
- 4. E = 7.336 × 10⁶ N/C
- 5. F = 71.96 N
- 6. E = 3.424 × 10⁷ N/C
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