−10 µC と +5 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。
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 = −10 µCq2 = +5 µCr = 12 cm
F = N
2.やさしい
+5 µC と −4 µC の 2 つの点電荷が 5 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 = −4 µCr = 5 cm
F = N
3.ふつう
3 つの点電荷が一直線上にある:左に +3 µC、そこから 30 cm 右に +8 µC、その間で左の電荷から 22.5 cm の位置に +6 µC。中央の電荷に働く電気力の合力の大きさ F を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
qL = +3 µCqR = +8 µCqM = +6 µCrL = 22.5 cmrR = 7.5 cm
F = N
4.ふつう
3 つの点電荷が一直線上にある:左に −10 µC、そこから 30 cm 右に −4 µC、その間で左の電荷から 7.5 cm の位置に +2 µC。中央の電荷に働く電気力の合力の大きさ F を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
qL = −10 µCqR = −4 µCqM = +2 µCrL = 7.5 cmrR = 22.5 cm
F = N
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 4 cm、極板間の電場は 900 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 = 4 cmE = 900 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.むずかしい
+8 µC と −8 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 6 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 = +8 µCq2 = −8 µCd = 10 cmh = 6 cm
E = N/C
解答
- 1. F = 31.22 N
- 2. F = 71.92 N
- 3. F = 73.52 N
- 4. F = 30.54 N
- 5. y = 0.3166 mm
- 6. E = 1.51 × 10⁷ N/C
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。