Закон Кулона, суперпозиция полей и потенциал — 10 класс
Рассчитайте силы и работу электрического поля. Проверьте, как складываются напряжённость и потенциал зарядов.
Вопросы и ответы
Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.
-
Два точечных заряда сохранили прежние значения, но расстояние между ними выросло втрое. Как изменился модуль силы Кулона?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Уменьшился в 9 раз
По закону Кулона сила обратно пропорциональна квадрату расстояния. Увеличение расстояния в 3 раза уменьшает силу в 9 раз.
-
В вакууме два положительных точечных заряда 2 нКл и 3 нКл расположены на расстоянии 0,10 м. Чему равен модуль силы между ними? k = 9 × 10⁹ Н·м²/Кл².
Ответ и пояснение
Верный ответ: 5,4 мкН
F = kq₁q₂/r² = 9 × 10⁹ × 2 × 10⁻⁹ × 3 × 10⁻⁹/0,10² = 5,4 × 10⁻⁶ Н.
-
Два одинаковых положительных точечных заряда стоят на одной прямой. Какова результирующая напряжённость точно посередине между ними?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Нулевая
Поля от зарядов в середине равны по модулю и направлены в противоположные стороны. Их векторная сумма нулевая.
-
Положительный и отрицательный точечные заряды имеют одинаковые модули. Слева положительный заряд, справа отрицательный. Куда направлена напряжённость поля посередине?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Вправо, к отрицательному заряду
Поле направлено от положительного заряда и к отрицательному. В середине оба вклада направлены вправо.
-
В точке поля напряжённость направлена вверх. Куда направлена электрическая сила, действующая на электрон в этой точке?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Вниз
F = qE. Заряд электрона отрицателен, поэтому сила направлена противоположно напряжённости.
-
Положительный заряд 4 мкКл переместился из точки с потенциалом 120 В в точку с потенциалом 20 В. Какова работа электрического поля?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 400 мкДж
A = q(φ₁ − φ₂) = 4 мкКл × 100 В = 400 мкДж.
-
Потенциал отсчитывается от бесконечности. Каков суммарный потенциал в середине между точечными зарядами +q и −q, если других зарядов нет?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Нулевой
Расстояния до зарядов одинаковы. Потенциалы kq/r и −kq/r дают в сумме ноль.
-
Поле переместило заряд по пути, на котором потенциал в начальной и конечной точках одинаков. Какова работа электростатического поля?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 0 Дж
Работа электростатического поля определяется разностью потенциалов между концами пути. При нулевой разности работа нулевая.
Напряжённость поля — вектор. Чтобы сложить поля от нескольких зарядов, сначала определите направление вклада каждого. Потенциал — скаляр: вклады складываются с учётом знаков зарядов.
В расчётах по закону Кулона расстояние входит в квадрате. Для работы поля удобнее пользоваться разностью потенциалов и помнить, что у заряда тоже есть знак.