Помогите, пожалуйста, с физикой, тема электрическое поле! Несколько вопросов, просто не понимаю, как делать(((((

1. На каком расстоянии друг от друга заряды 1 мкКл и 10 нКл взаимодействуют с силой 9 мН?
2. Во сколько раз нужно изменить расстояние между зарядами при увеличении одного из них в 4 раза, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?
3. Одинаковые металлические шарики, заряженные одноименными зарядами q и 4q, находятся на расстоянии r друг от друга. Шарики привели в соприкосновение. На какое расстояние нужно их развести, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?
4. К заряженному электрометру подносят с достаточно большого расстояния отрицательно заряженный предмет. По мере приближения предмета показания электрометра сначала уменьшаются, а с некоторого момента вновь увеличиваются. Какого знака заряд был на электрометре?
5. При перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 1 кВ поле совершило работу 40 мкДж. Какой заряд?
6. Какова емкость конденсатора, если при его зарядке до напряжения 1.4 кВ он получает заряд 28 нКл?
7. Расстояние между пластинами плоского конденсатора увеличили в 3 раза. Как изменились заряд и напряжение между пластинами, если конденсатор а) отключили от источника напряжения, б) остался подключенным к источнику постоянного напряжения?
8. Изобразите линии напряженности электрического поля, создаваемого двумя положительными и одним отрицательным зарядами, расположенными в вершинах равностороннего треугольника.

Физика 11 класс Электрическое поле электрическое поле взаимодействие зарядов сила взаимодействия расстояние между зарядами заряд электрометра работа электрического поля емкость конденсатора напряжение между пластинами линии напряженности поля одинаковые металлические шарики Новый

Давайте разберем ваши вопросы по электрическому полю по порядку.

1. На каком расстоянии друг от друга заряды 1 мкКл и 10 нКл взаимодействуют с силой 9 мН?

Для решения этой задачи используем закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами:

F = k * |q1 * q2| / r^2

• где F - сила взаимодействия (в ньютонах),
• k - электрическая постоянная (приблизительно 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²),
• q1 и q2 - величины зарядов (в кулонах),
• r - расстояние между зарядами (в метрах).

Подставим известные значения:

• q1 = 1 мкКл = 1 * 10^-6 Кл,
• q2 = 10 нКл = 10 * 10^-9 Кл,
• F = 9 мН = 9 * 10^-3 Н.

Теперь подставим эти значения в формулу:

9 * 10^-3 = (8.99 * 10^9) * (1 * 10^-6) * (10 * 10^-9) / r^2.

Упрощаем уравнение и решаем его относительно r:

r^2 = (8.99 * 10^9 * 1 * 10^-6 * 10 * 10^-9) / (9 * 10^-3).

Теперь вычисляем:

r^2 = (8.99 * 10^9 * 10 * 10^-15) / (9 * 10^-3) = (8.99 * 10^-6) / (9 * 10^-3) = 9.988 * 10^-4.

r = √(9.988 * 10^-4) ≈ 0.0316 м или 3.16 см.

2. Во сколько раз нужно изменить расстояние между зарядами при увеличении одного из них в 4 раза, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?

Согласно закону Кулона, если один из зарядов увеличивается в 4 раза (например, q1 становится 4q1), то сила взаимодействия увеличится в 4 раза при том же расстоянии:

F' = k * |4q1 * q2| / r^2 = 4 * F.

Чтобы сила осталась прежней, нужно увеличить расстояние в 2 раза, так как:

F = k * |4q1 * q2| / (2r)^2 = k * |4q1 * q2| / (4r^2) = F.

Таким образом, расстояние нужно увеличить в 2 раза.

3. Одинаковые металлические шарики, заряженные одноименными зарядами q и 4q, находятся на расстоянии r друг от друга. Шарики привели в соприкосновение. На какое расстояние нужно их развести, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?

Когда шарики соприкасаются, их заряды равномерно распределяются, и каждый шарик будет иметь заряд (q + 4q)/2 = 2.5q.

Теперь, чтобы сила осталась прежней, мы можем использовать закон Кулона:

F = k * |q1 * q2| / r^2, где q1 = 2.5q и q2 = 2.5q.

Изначальная сила:

F0 = k * |q * 4q| / r^2.

После соприкосновения:

F' = k * |(2.5q) * (2.5q)| / r'^2.

Приравниваем силы:

k * |q * 4q| / r^2 = k * |(2.5q) * (2.5q)| / r'^2.

Упрощаем и находим r':

r'^2 = (2.5^2 / 4) * r^2 = (6.25 / 4) * r^2 = 1.5625 * r^2.

r' = √(1.5625) * r ≈ 1.25 * r.

Таким образом, расстояние нужно увеличить примерно в 1.25 раза.

4. К заряженному электрометру подносят с достаточно большого расстояния отрицательно заряженный предмет. Какого знака заряд был на электрометре?

Когда отрицательно заряженный предмет приближается к электрометру, он отталкивает электроны, которые находятся в электрометре. Это приводит к тому, что на электрометре остается положительный заряд. Поэтому заряд на электрометре был положительным.

5. При перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 1 кВ поле совершило работу 40 мкДж. Какой заряд?

Работа, совершаемая электрическим полем, вычисляется по формуле:

A = U * q,

где A - работа (в джоулях), U - разность потенциалов (в вольтах), q - заряд (в кулонах).

Подставим известные значения:

• A = 40 мкДж = 40 * 10^-6 Дж,
• U = 1 кВ = 1000 В.

Теперь решим уравнение относительно q:

q = A / U = (40 * 10^-6) / 1000 = 40 * 10^-9 Кл = 40 нКл.

6. Какова емкость конденсатора, если при его зарядке до напряжения 1.4 кВ он получает заряд 28 нКл?

Емкость конденсатора определяется по формуле:

C = Q / U,

где C - емкость (в фарадах), Q - заряд (в кулонах), U - напряжение (в вольтах).

Подставим известные значения:

• Q = 28 нКл = 28 * 10^-9 Кл,
• U = 1.4 кВ = 1400 В.

Теперь решим уравнение:

C = (28 * 10^-9) / 1400 ≈ 2 * 10^-11 Ф = 20 пФ.

7. Расстояние между пластинами плоского конденсатора увеличили в 3 раза. Как изменились заряд и напряжение между пластинами, если конденсатор а) отключили от источника напряжения, б) остался подключенным к источнику постоянного напряжения?

а) Если конденсатор отключен от источника:

При увеличении расстояния между пластинами заряд остается постоянным, а напряжение увеличивается пропорционально расстоянию. Если расстояние увеличилось в 3 раза, то напряжение также увеличится в 3 раза.

б) Если конденсатор подключен к источнику:

В этом случае напряжение остается постоянным, а заряд будет увеличиваться. Если расстояние увеличивается в 3 раза, то заряд увеличивается в 3 раза.

8. Изобразите линии напряженности электрического поля, создаваемого двумя положительными и одним отрицательным зарядами, расположенными в вершинах равностороннего треугольника.

К сожалению, я не могу изобразить графику, но я могу описать, как это должно выглядеть:

• Два положительных заряда будут создавать линии напряженности, направленные от каждого заряда наружу.
• Отрицательный заряд будет притягивать линии напряженности к себе.
• Линии между положительными зарядами будут изгибаться к отрицательному заряду, создавая рисунок, похожий на треугольник с изгибающимися линиями, направленными к отрицательному заряду.

Надеюсь, это поможет вам понять, как решать задачи по электрическому полю!