−5 µC と +2 µC の 2 つの点電荷が 10 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 = +2 µCr = 10 cm
F = N
2.やさしい
2 つの点電荷が 24 N の力で反発し合っている。1 つ目の電荷を4 倍にし、電荷間の距離を3 倍にする。新しい力 F′ を求めよ。
F = 24 Nq₁′ = 4·q₁r′ = 3·r
F′ = N
3.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が −2 µC と +8 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 10 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 = −2 µCq2 = +8 µCr = 10 cm
F = N
4.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が +10 µC と −8 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 40 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 = −8 µCr = 40 cm
F = N
5.むずかしい
+6 µC と +6 µC の電荷が 12 cm 離れている。点 P は両者の中点から垂直二等分線上を 8 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 = +6 µCq2 = +6 µCd = 12 cmh = 8 cm
E = N/C
6.むずかしい
電子が 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 = 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 = 8.99 N
- 2. F′ = 10.67 N
- 3. F = 8.091 N
- 4. F = 0.05619 N
- 5. E = 8.63 × 10⁶ N/C
- 6. y = 0.3292 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。