Самостоятельная работа. Напряженность электрического поля. 10 класс
Вариант 2
1. Какое направление
имеет вектор напряженности
электрического поля Е,
в центре квадрата.
+q
2. В электрическое поле с напряженностью 20Н/Кл поместили точечный заряд в 0,5 Кл. Чему
равна действующая на него сила?
3. Какова напряженность электрического поля, созданного двумя зарядами
-40 нКл и -10нКл в точке, находящейся между зарядами на расстоянии 0,06 м от первого заряда .
Расстояние между зарядами 0,09м.
Давайте разберем каждую из задач отдельно и подробно.
### Задача 1: Направление вектора напряженности электрического поля
**Вопрос:** Какое направление имеет вектор напряженности электрического поля **E** в центре квадрата, если в каждом углу квадрата расположен положительный заряд **+q**?
**Объяснение:**
1. **Определение напряженности электрического поля:** Напряженность электрического поля (**E**) — это векторная величина, которая показывает, какова сила, действующая на единичный положительный заряд в данном поле. Направление вектора соответствует направлению силы, действующей на положительный заряд.
2. **Положение зарядов:** Если в каждом углу квадрата расположены положительные заряды, то электрическое поле, создаваемое каждым зарядом, будет направлено от этого заряда в сторону от него.
3. **Центр квадрата:** В центре квадрата все векторы напряженности из четырёх углов будут складываться. Вектор напряженности от каждого заряда будет направлен к центру квадрата, поскольку заряды положительные.
- Поскольку зарядами являются положительные, в итоге получится суммарный вектор напряженности **E**, направленный к центру квадрата.
**Ответ:** Вектор напряженности электрического поля **E** направлен к центру квадрата.
---
### Задача 2: Сила, действующая на заряд в электрическом поле
**Вопрос:** В электрическое поле с напряженностью 20 Н/Кл поместили точечный заряд 0,5 Кл. Чему равна действующая на него сила?
**Объяснение:**
1. **Формула для силы в электрическом поле:** Сила **F**, действующая на заряд **q** в электрическом поле с напряженностью **E**, вычисляется по формуле:
\[
F = E \cdot q
\]
2. **Подставим известные значения:**
- \(E = 20 \, \text{Н/Кл}\)
- \(q = 0,5 \, \text{Кл}\)
3. **Вычислим силу:**
\[
F = 20 \, \text{Н/Кл} \times 0,5 \, \text{Кл} = 10 \, \text{Н}
\]
**Ответ:** Действующая на заряд сила равна 10 Н.
---
### Задача 3: Напряженность электрического поля от двух зарядов
**Вопрос:** Какова напряженность электрического поля, созданного двумя зарядами -40 нКл и -10 нКл в точке, находящейся между зарядами на расстоянии 0,06 м от первого заряда? Расстояние между зарядами 0,09 м.
**Объяснение:**
1. **Определим расположение зарядов:** Пусть заряд **q1 = -40 \, \text{нКл}** находится в точке A и заряд **q2 = -10 \, \text{нКл}** в точке B. Расстояние между ними **d = 0,09 \, \text{м}**. Точка C, в которой мы определяем поле, находится на расстоянии **r1 = 0,06 \, \text{м}** от **q1** и, соответственно, **r2 = d - r1 = 0,09 \, \text{м} - 0,06 \, \text{м} = 0,03 \, \text{м}** от **q2**.
2. **Формула для напряженности поля от одного заряда:** Напряженность электрического поля **E** от заряда **q** на расстоянии **r** вычисляется по формуле:
\[
E = k \cdot \frac{|q|}{r^2}
\]
где \(k \approx 8,99 \times 10^9 \, \text{Нм}^2/\text{Кл}^2\) — электрическая постоянная.
3. **Вычислим напряженность от обоих зарядов:**
- Для заряда **q1 = -40 \, \text{нКл}** в точке C:
\[
E_1 = k \cdot \frac{|-40 \times 10^{-9}|}{(0,06)^2} \approx 8,99 \times 10^9 \cdot \frac{40 \times 10^{-9}}{0,0036} \approx 99,56 \, \text{Н/Кл}
\]
Направление будет направлено к заряду, поскольку он отрицательный.
- Для заряда **q2 = -10 \, \text{нКл}** в точке C:
\[
E_2 = k \cdot \frac{|-10 \times 10^{-9}|}{(0,03)^2} \approx 8,99 \times 10^9 \cdot \frac{10 \times 10^{-9}}{0,0009} \approx 99,89 \, \text{Н/Кл}
\]
Направление также будет направлено к заряду, так как заряды отрицательные.
4. **Сложим векторы напряженности:** Оба вектора направлены к зарядам, поэтому:
\[
E_{\text{total}} = E_1 + E_2 = 99,56 \, \text{Н/Кл} + 99,89 \, \text{Н/Кл} = 199,45 \, \text{Н/Кл}
\]
**Ответ:** Напряженность электрического поля, созданного двумя зарядами в точке C, равна approximately 199,45 Н/Кл.
Если возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!
