電子(電荷 −1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量 9.109 × 10⁻³¹ kg)が 3800 N/C の一様な電場の中にある。 重力を無視して、その加速度の大きさ a 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
E = 3800 N/C|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9.109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.やさしい
+8 µC と −5 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。
q1 = +8 µCq2 = −5 µCr = 4 cm
F = N
3.ふつう
+4 µC の電荷と +10 µC の電荷が 30 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 7.5 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +4 µCq2 = +10 µCr1 = 7.5 cmr2 = 22.5 cm
E = N/C
4.ふつう
3 つの点電荷が一直線上にある:左に +6 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 = +6 µCqR = −8 µCqM = −6 µCrL = 22.5 cmrR = 7.5 cm
F = N
5.むずかしい
それぞれ質量 1 g の 2 つの同じ小球が、長さ 50 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 15° 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 = 1 gL = 50 cmθ = 15°g = 9.81 m/s²
q = nC
6.むずかしい
電子が 4.5 × 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 10 cm、極板間の電場は 3300 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 = 4.5 × 10⁷ m/sL = 10 cmE = 3300 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
解答
- 1. a = 6.683 × 10¹⁴ m/s²
- 2. F = 224.7 N
- 3. E = 4.617 × 10⁶ N/C
- 4. F = 83.11 N
- 5. q = 140 nC
- 6. y = 1.433 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。