Номер 7, страница 24, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 6. Электрические явления. Параграф 39. Электрическое поле. Напряжённость — силовая характеристика электрического поля - номер 7, страница 24.

Условие.

7. Для каких случаев (рис. 11, а – г) в задаче 5 напряжённости электрического поля, созданного зарядом 1 в точке нахождения заряда 2, равны по модулю?

1) а и в; 2) б и г; 3) во всех случаях; 4) ни в одном из случаев.

Отметьте знаком «Х» выбранный вами вариант ответа.

1) ☐; 2) ☐; 3) ☐; 4) ☐.

Точечные заряды $q_1$ и $q_2$	Выражение для расчёта значения силы Кулона, действующей на заряд 2 со стороны заряда 1	Выражения для расчёта значения напряжённости поля, созданного зарядом $q_1$ в точке, где находится заряд $q_2$: $\frac{F}{q_2}$
a $-Q$ и $-q$ на расстоянии $1 м$
б $-Q$ и $\text{q}$ на расстоянии $1 м$
в $\text{Q}$ и $\text{q}$ на расстоянии $1 м$
г $\text{Q}$ и $-q$ на расстоянии $1 м$

Рис. 11

Решение.

Дано:

Рассматриваются четыре случая взаимодействия точечных зарядов $q_1$ и $q_2$, расположенных на расстоянии $\text{r}$ друг от друга.

Во всех случаях расстояние $r = 1$ м.

Случай а: $q_1 = -Q$, $q_2 = -q$.

Случай б: $q_1 = -Q$, $q_2 = q$.

Случай в: $q_1 = Q$, $q_2 = q$.

Случай г: $q_1 = Q$, $q_2 = -q$.

Найти:

1. Определить, для каких случаев модули напряжённости электрического поля, созданного зарядом $q_1$ в точке нахождения заряда $q_2$, равны.

2. Для каждого случая (а, б, в, г) написать выражение для расчёта значения $\text{F}$ силы Кулона, действующей на заряд $q_2$ со стороны заряда $q_1$, и выражение для расчёта значения напряжённости поля, созданного зарядом $q_1$ в точке, где находится заряд $q_2$.

Решение:

Для решения задачи воспользуемся основными формулами электростатики. Модуль напряжённости электрического поля $\text{E}$, создаваемого точечным зарядом $q_1$ на расстоянии $\text{r}$, определяется по формуле:

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

Модуль силы Кулона $\text{F}$, действующей на заряд $q_2$ со стороны заряда $q_1$, вычисляется по формуле:

$F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$

где $\text{k}$ – коэффициент пропорциональности.

Проведем расчеты для каждого из четырех случаев, подставляя заданные значения.

а

Заряды: $q_1 = -Q$, $q_2 = -q$. Расстояние $r = 1$ м.

Выражение для расчёта значения $\text{F}$ силы Кулона:

$F = k \frac{|(-Q)(-q)|}{1^2} = kQq$

Выражение для расчёта значения напряжённости поля $\text{E}$:

$E = k \frac{|-Q|}{1^2} = kQ$

Ответ: Выражение для силы Кулона: $F = kQq$. Выражение для напряжённости поля: $E = kQ$.

б

Заряды: $q_1 = -Q$, $q_2 = q$. Расстояние $r = 1$ м.

Выражение для расчёта значения $\text{F}$ силы Кулона:

$F = k \frac{|(-Q)(q)|}{1^2} = kQq$

Выражение для расчёта значения напряжённости поля $\text{E}$:

$E = k \frac{|-Q|}{1^2} = kQ$

Ответ: Выражение для силы Кулона: $F = kQq$. Выражение для напряжённости поля: $E = kQ$.

в

Заряды: $q_1 = Q$, $q_2 = q$. Расстояние $r = 1$ м.

Выражение для расчёта значения $\text{F}$ силы Кулона:

$F = k \frac{|(Q)(q)|}{1^2} = kQq$

Выражение для расчёта значения напряжённости поля $\text{E}$:

$E = k \frac{|Q|}{1^2} = kQ$

Ответ: Выражение для силы Кулона: $F = kQq$. Выражение для напряжённости поля: $E = kQ$.

г

Заряды: $q_1 = Q$, $q_2 = -q$. Расстояние $r = 1$ м.

Выражение для расчёта значения $\text{F}$ силы Кулона:

$F = k \frac{|(Q)(-q)|}{1^2} = kQq$

Выражение для расчёта значения напряжённости поля $\text{E}$:

$E = k \frac{|Q|}{1^2} = kQ$

Ответ: Выражение для силы Кулона: $F = kQq$. Выражение для напряжённости поля: $E = kQ$.

Проанализировав результаты расчётов для напряжённости поля $\text{E}$ в случаях а, б, в, г, мы видим, что модуль напряжённости во всех случаях одинаков и равен $\text{kQ}$, так как он зависит только от модуля заряда $q_1$ и расстояния $\text{r}$, которые одинаковы во всех случаях.

Таким образом, на вопрос "Для каких случаев... напряжённости электрического поля... равны по модулю?" правильным будет ответ 3) во всех случаях.