Ученый Гук разместил два электрона на расстоянии 10 см друг от друга. Какова напряженность электрического поля и потенциал в точке, которая находится на 8 см от одного электрона и на 6 см от другого?

Физика 10 класс Электрическое поле и потенциал напряженность электрического поля потенциал электроны расстояние закон Кулона электрическое поле физика задачи по физике Новый

Для решения задачи нам нужно использовать формулы для электрического поля и электрического потенциала, создаваемых точечными зарядами. В данном случае у нас есть два электрона, которые имеют отрицательный заряд.

Шаг 1: Определим заряд электронов

Заряд одного электрона равен -1.6 * 10^(-19) Кл.

Шаг 2: Найдем расстояния до каждого из электронов

Согласно условию задачи, расстояния до электронов составляют:

• r1 = 8 см = 0.08 м (расстояние до первого электрона)
• r2 = 6 см = 0.06 м (расстояние до второго электрона)

Шаг 3: Рассчитаем напряженность электрического поля

Напряженность электрического поля E от точечного заряда можно найти по формуле:

E = k * |q| / r^2

где k = 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² - электростатическая постоянная, q - заряд, r - расстояние до заряда.

Теперь найдем напряженности электрического поля от каждого электрона:

• Для первого электрона (r1 = 0.08 м):

E1 = k * |q| / r1^2 = (8.99 * 10^9) * (1.6 * 10^(-19)) / (0.08^2)

• Для второго электрона (r2 = 0.06 м):

E2 = k * |q| / r2^2 = (8.99 * 10^9) * (1.6 * 10^(-19)) / (0.06^2)

Шаг 4: Подсчитаем значения E1 и E2

Подставим значения:

• E1 = (8.99 * 10^9) * (1.6 * 10^(-19)) / (0.08^2) ≈ 1.79 * 10^5 Н/Кл
• E2 = (8.99 * 10^9) * (1.6 * 10^(-19)) / (0.06^2) ≈ 3.99 * 10^5 Н/Кл

Шаг 5: Определим направление электрического поля

Поскольку оба электрона имеют отрицательный заряд, электрическое поле будет направлено к каждому из них. Таким образом:

• E1 направлено к первому электрону
• E2 направлено к второму электрону

Шаг 6: Найдем результирующую напряженность электрического поля

Поскольку напряженности направлены в разные стороны, мы можем найти результирующую напряженность:

E = E2 - E1 = 3.99 * 10^5 Н/Кл - 1.79 * 10^5 Н/Кл ≈ 2.2 * 10^5 Н/Кл

Шаг 7: Рассчитаем электрический потенциал в данной точке

Электрический потенциал V от точечного заряда можно найти по формуле:

V = k * q / r

Теперь найдем потенциалы от каждого электрона:

• Для первого электрона:

V1 = k * q / r1 = (8.99 * 10^9) * (-1.6 * 10^(-19)) / 0.08

• Для второго электрона:

V2 = k * q / r2 = (8.99 * 10^9) * (-1.6 * 10^(-19)) / 0.06

Шаг 8: Подсчитаем значения V1 и V2

• V1 ≈ -1.79 * 10^8 В
• V2 ≈ -2.39 * 10^8 В

Шаг 9: Найдем результирующий потенциал

Потенциал в данной точке будет суммой потенциалов от обоих электронов:

V = V1 + V2 ≈ -1.79 * 10^8 В - 2.39 * 10^8 В ≈ -4.18 * 10^8 В

Итак, ответ:

• Напряженность электрического поля в точке ≈ 2.2 * 10^5 Н/Кл
• Электрический потенциал в точке ≈ -4.18 * 10^8 В