Задание 9

Расчёт физической величины: электромагнитные явления · 76 заданий

Задание №9
№9
Четыре проволочных резистора изготовлены из различных материалов и имеют различные размеры (см. рисунок). Укажите номер резистора (1–4), который имеет…
Электрическое сопротивление
Задание №9
№9
На рисунке представлены графики зависимости силы тока I в проводнике от напряжения U на его концах для четырёх проводников. Чему равно электрическое с…
Закон Ома
Задание №9
№9
Одному из двух одинаковых металлических шариков сообщили заряд –8 нКл, другому – заряд –2 нКл. Затем шарики привели в соприкосновение. Каким стал заря…
Закон сохранения электрического заряда
Задание №9
№9
Электрические силы при перемещении протона из одной точки поля в другую совершают работу, равную по модулю 4,8·10 –15 Дж. Чему равно электрическое нап…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
Задание №9
№9
При напряжении 110 В на зажимах металлического проводника сила тока внём равна 4 А. Чему равна сила тока при увеличении напряжения на проводнике до 22…
Закон Ома
Задание №9
№9
Сопротивление реостата увеличили в 2 раза, а приложенное к нему напряжение уменьшили в 2 раза. Во сколько раз уменьшилась при этом сила электрического…
Закон Ома
Задание №9
№9
В таблице представлены результаты исследования зависимости силы тока, протекающего по резистору, от напряжения на концах резистора. Какое значение нап…
Закон Ома
Задание №9
№9
В электрической цепи (см. рисунок) вольтметр V 1 показывает напряжение 2 В, а вольтметр V 2 – напряжение 0,5 В. Чему равно напряжение на лампе?
Соединения проводников
Задание №9
№9
По проводнику течёт постоянный электрический ток. На рисунке отображена зависимость величины заряда q , проходящего через поперечное сечение проводник…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
Задание №9
№9
На рисунке изображён график зависимости силы тока I в проводнике от напряжения U на его концах. Чему равно сопротивление проводника?
Закон Ома
Задание №9
№9
Одному из двух одинаковых проводящих шариков сообщили заряд –10 нКл, другому – заряд –2 нКл. Затем шарики привели в соприкосновение. Каким стал заряд…
Закон сохранения электрического заряда
Задание №9
№9
Результаты измерения силы тока, протекающего по резистору, при разных напряжениях на его клеммах показаны в таблице. Чему равно сопротивление резистор…
Закон Ома

Задание №9 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Во сколько раз увеличится сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов, если величину каждого из зарядов увеличить в 3 раза, а расстояние между ними уменьшить в 2 раза?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи воспользуемся законом Кулона, который описывает силу взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме или воздухе.

Дано:
$q_{1}' = 3q_{1}$ (заряд первого тела увеличили в 3 раза)
$q_{2}' = 3q_{2}$ (заряд второго тела увеличили в 3 раза)
$r' = \frac{r}{2}$ (расстояние между зарядами уменьшили в 2 раза)
_________________
Найти: $\frac{F'}{F}$ — ?

Физический закон и вывод формулы:
Согласно закону Кулона, модуль силы взаимодействия $F$ между двумя точечными зарядами $q_{1}$ и $q_{2}$ , находящимися на расстоянии $r$ друг от друга, прямо пропорционален произведению модулей зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними:
$F = k \cdot \frac{|q_{1}| \cdot |q_{2}|}{r^{2}}$ , где $k$ — коэффициент пропорциональности.

Запишем выражение для силы $F'$ после изменения параметров системы:
$F' = k \cdot \frac{|q_{1}'| \cdot |q_{2}'|}{(r')^{2}}$

Подставим новые значения зарядов и расстояния, выраженные через первоначальные величины:
$F' = k \cdot \frac{(3q_{1}) \cdot (3q_{2})}{(\frac{r}{2})^{2}}$

Раскроем скобки и возведем знаменатель в квадрат:
$F' = k \cdot \frac{9 \cdot q_{1} \cdot q_{2}}{\frac{r^{2}}{4}}$

При делении на дробь число 4 из знаменателя знаменателя переходит в числитель:
$F' = 4 \cdot 9 \cdot k \cdot \frac{q_{1} \cdot q_{2}}{r^{2}}$
$F' = 36 \cdot k \cdot \frac{q_{1} \cdot q_{2}}{r^{2}}$

Заметим, что выражение $k \cdot \frac{q_{1} \cdot q_{2}}{r^{2}}$ — это первоначальная сила $F$ . Следовательно:
$F' = 36 \cdot F$

Найдем отношение сил:
$\frac{F'}{F} = 36$

Таким образом, сила взаимодействия увеличится в 36 раз.

Ответ: 36

Источник: ФИПИ