Расчётная задача по молекулярной физике или электродинамике · 56 заданий
- Задание №23№23
По двум горизонтальным параллельным проводящим рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением, замкнутым на последовательно соединённые резистор с сопрот…
Закон Ома для участка цепи
- Задание №23№23
В стакан калориметра, содержащий 250 г воды, опустили кусок льда массой 140 г, имевшего температуру 0°С. После того как наступило тепловое равновеси…
Уравнение теплового баланса
- Задание №23№23
На металл падает поток фотонов с длиной волны в 3 раза меньше «красной границы» фотоэффекта. Во сколько раз уменьшится максимальная кинетическая энерг…
Расчётная задача: МКТ/электродинамика
- Задание №23№23
Кусок льда опустили в термос, содержащий воду при температуре 50°С. Начальная температура льда 0°С. При переходе к тепловому равновесию часть льда мас…
Уравнение теплового баланса
- Задание №23№23
Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсато…
Потенциальность электростатического поля
- Задание №23№23
В тонкой рассеивающей линзе получено уменьшенное в 4 раза изображение предмета. Определите модуль фокусного расстояния линзы, если изображение предмет…
Формула тонкой линзы
- Задание №23№23
В калориметре находятся в тепловом равновесии 50 г воды и 5 г льда. Какой должна быть минимальная удельная теплоёмкость материала болта, имеющего масс…
Изменение агрегатных состояний вещества: плавление и…
- Задание №23№23
На дифракционную решётку, имеющую 500 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частотой 5 · 10¹⁴ Гц.…
Дифракция света
- Задание №23№23
На дифракционную решётку, имеющую 300 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частотой 5,6 · 10¹⁴ Гц…
Дифракция света
- Задание №23№23
На металл падает поток фотонов с частотой в 3,5 раза больше «красной границы» фотоэффекта. Во сколько раз увеличится максимальная кинетическая энергия…
Расчётная задача: МКТ/электродинамика
- Задание №23№23
В калориметре находятся в тепловом равновесии 50 г воды и 5 г льда. Какой должна быть минимальная масса болта, имеющего температуру 339 К, чтобы после…
Уравнение теплового баланса
- Задание №23№23
Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсато…
Потенциальность электростатического поля
На рисунке изображён вектор напряжённости E→ электрического поля в точке С, которое создано двумя точечными зарядами: qA и qB. Каков заряд qB, если заряд qA равен +2 нКл? Ответ укажите со знаком в нКл.
Решение
Решение:

Обозначения. qA=+2 нКл — известный заряд; qB — искомый заряд; rA, rB — расстояния от зарядов до точки C; EA, EB — напряжённости полей, создаваемых в точке C зарядами qA и qB; EA, EB — их модули; a — сторона клетки; k — коэффициент в законе Кулона. Оси: x — вправо, y — вверх.
Законы. Модуль напряжённости поля точечного заряда E=kr2∣q∣; поле положительного заряда направлено от заряда, отрицательного — к заряду. Поля складываются по принципу суперпозиции: E=EA+EB.
Геометрия по рисунку. Точка C расположена на 4 клетки правее и на 4 клетки выше заряда qA и на 4 клетки левее и на 4 клетки выше заряда qB. Поэтому rA=rB=(4a)2+(4a)2=4a2, причём отрезок AC идёт вправо и вверх под углом 45∘ к горизонтали, а отрезок BC — влево и вверх под углом 45∘. Изображённый в точке C вектор E направлен вправо и вниз: на 3 клетки вправо приходится 1 клетка вниз.
Направление EA. Заряд qA положителен, поэтому EA направлена от A к C, то есть вправо и вверх под 45∘: EAx=+2EA,EAy=+2EA.
Знак заряда qB. Если бы заряд qB был положительным, то EB была бы направлена от B к C, то есть влево и вверх, и её проекция на ось y была бы положительной: EBy=+EB/2. Тогда Ey=2EA+EB>0, и суммарный вектор был бы направлен вверх, что противоречит рисунку. Значит, qB<0, и EB направлена от C к B, то есть вправо и вниз под 45∘: EBx=+2EB,EBy=−2EB.
Модуль заряда qB. По принципу суперпозиции Ex=2EA+EB,Ey=2EA−EB. По рисунку вектор E идёт на 3 клетки вправо и на 1 клетку вниз, то есть −EyEx=13. Отсюда EB−EAEA+EB=3⇒EA+EB=3EB−3EA⇒4EA=2EB⇒EB=2EA. Так как rA=rB, из E=k∣q∣/r2 следует ∣qA∣∣qB∣=EAEB=2⇒∣qB∣=2⋅2 нКл=4 нКл.
Проверка. При EB=2EA суммарный вектор E∝(3;−1) — направлен вправо и вниз с наклоном «3 клетки вправо, 1 клетка вниз», как на рисунке.
Ответ: qB=−4 нКл.