Номер 9, 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 9, страница 24.

Условие.

9. Для каких случаев (рис. 11, а – г) в задаче 5 напряжённости электрического поля, созданного зарядом $q_1$ в точке нахождения заряда $q_2$, равны (имеют одинаковые модули и направления)?

1) только $а$ и $б$; 2) только $в$ и $г$; 3) ни в одном из случаев; 4) $а$ и $б, в$ и $г$.

Отметьте знаком «Х» выбранный вами вариант ответа.

1) ☐; 2) ☐; 3) ☐; 4) ☐.

Точечные заряды $q_1$

Отметьте знаком «Х» выбранный вами вариант ответа.

1) ☐; 2) ☐; 3) ☐; 4) ☐.

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

Puc. 11

Решение.

Решение

Напряжённость электрического поля $\vec{E}$ — это векторная величина, которая характеризуется модулем и направлением. Напряжённость поля, созданного точечным зарядом $q_1$ на расстоянии $\text{r}$ от него, определяется по формуле:

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

где $\text{k}$ — коэффициент пропорциональности. Направление вектора напряжённости $\vec{E}$ зависит от знака заряда $q_1$: если заряд положительный ($q_1 > 0$), вектор направлен от заряда; если заряд отрицательный ($q_1 < 0$), вектор направлен к заряду. В задаче требуется найти случаи, в которых векторы напряжённости, созданные зарядом $q_1$ в точке нахождения заряда $q_2$, совпадают, то есть имеют одинаковые модули и направления. Во всех четырёх случаях расстояние между зарядами одинаково и равно $r = 1$ м.

Рассмотрим каждый случай отдельно.

а)

Заряд $q_1 = -Q$. Так как заряд отрицательный, вектор напряжённости $\vec{E}_a$ в точке нахождения $q_2$ направлен к заряду $q_1$, то есть влево. Модуль напряжённости равен: $E_a = k \frac{|-Q|}{1^2} = kQ$.

б)

Заряд $q_1 = -Q$. Так как заряд отрицательный, вектор напряжённости $\vec{E}_б$ в точке нахождения $q_2$ направлен к заряду $q_1$, то есть влево. Модуль напряжённости равен: $E_б = k \frac{|-Q|}{1^2} = kQ$.

в)

Заряд $q_1 = Q$. Так как заряд положительный, вектор напряжённости $\vec{E}_в$ в точке нахождения $q_2$ направлен от заряда $q_1$, то есть вправо. Модуль напряжённости равен: $E_в = k \frac{|Q|}{1^2} = kQ$.

г)

Заряд $q_1 = Q$. Так как заряд положительный, вектор напряжённости $\vec{E}_г$ в точке нахождения $q_2$ направлен от заряда $q_1$, то есть вправо. Модуль напряжённости равен: $E_г = k \frac{|Q|}{1^2} = kQ$.

Теперь сравним полученные векторы напряжённости. Векторы напряжённости равны, если равны их модули и совпадают их направления.

В случаях а и б модули напряжённости равны ($E_a = E_б = kQ$) и направления совпадают (влево). Следовательно, напряжённости в этих случаях равны: $\vec{E}_a = \vec{E}_б$.

В случаях в и г модули напряжённости равны ($E_в = E_г = kQ$) и направления совпадают (вправо). Следовательно, напряжённости в этих случаях равны: $\vec{E}_в = \vec{E}_г$.

Таким образом, напряжённости электрического поля равны в паре случаев (а, б) и в паре случаев (в, г). Этому соответствует вариант ответа 3.

Ответ: 3) а и б, в и г