Номер 22, страница 106, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Электростатика и постоянный электрический ток. Глава VII. Электростатика. Параграф 36. Напряжённость электрического поля. Линии напряжённости - номер 22, страница 106.

Условие.

22. Чему равен модуль напряжённости поля, создаваемого точечным зарядом $2 \text{ мкКл}$ в точке, находящейся на расстоянии $1 \text{ м}$ от этого заряда? С какой по модулю силой это поле будет действовать на заряд $5 \text{ нКл}$, помещённый в эту точку?

Решение 2.

Дано:

Заряд, создающий поле: $q_1 = 2 \text{ мкКл} = 2 \times 10^{-6} \text{ Кл}$

Расстояние до точки: $r = 1 \text{ м}$

Пробный заряд: $q_2 = 5 \text{ нКл} = 5 \times 10^{-9} \text{ Кл}$

Коэффициент пропорциональности (постоянная Кулона): $k = 9 \times 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2}$

Найти:

Модуль напряженности поля $E - ?$

Модуль силы $F - ?$

Решение:

Чему равен модуль напряженности поля, создаваемого точечным зарядом 2 мкКл в точке, находящейся на расстоянии 1 м от этого заряда?

Модуль напряженности $\text{E}$ электрического поля, создаваемого точечным зарядом $q_1$ на расстоянии $\text{r}$, вычисляется по формуле:

$E = k \frac{|q_1|}{r^2}$

Подставим данные из условия задачи в систему СИ:

$E = 9 \times 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2} \times \frac{2 \times 10^{-6} \text{ Кл}}{(1 \text{ м})^2} = 18 \times 10^3 \frac{\text{Н}}{\text{Кл}} = 1.8 \times 10^4 \frac{\text{В}}{\text{м}}$

Ответ: Модуль напряженности поля равен $1.8 \times 10^4 \text{ В/м}$ (или $18 \text{ кВ/м}$).

С какой по модулю силой это поле будет действовать на заряд 5 нКл, помещённый в эту точку?

Сила $\text{F}$, с которой электрическое поле напряженностью $\text{E}$ действует на точечный заряд $q_2$, помещенный в это поле, находится по формуле:

$F = |q_2| \cdot E$

Используем значение напряженности $\text{E}$, вычисленное в предыдущем пункте, и данные для заряда $q_2$:

$F = (5 \times 10^{-9} \text{ Кл}) \times (1.8 \times 10^4 \frac{\text{Н}}{\text{Кл}}) = 9 \times 10^{-5} \text{ Н}$

Ответ: Сила, с которой поле действует на заряд, равна $9 \times 10^{-5} \text{ Н}$ (или $90 \text{ мкН}$).