Как изменится сила кулоновского взаимодействия, если расстояние между зарядами увеличить в 3 раза? Варианты: Уменьшится в 3 раза; Не изменится; Увеличится в 9 раз; Уменьшится в 9 раз.

Уменьшится в 9 раз

Между какими зарядами закон Кулона применим в приведённой форме? Варианты: Между точечными неподвижными зарядами; Только между движущимися зарядами; Между любыми заряженными телами; Только между одноимёнными зарядами.

Между точечными неподвижными зарядами

Какова единица измерения напряжённости электрического поля? Варианты: Кулон на метр (Кл/м); Вольт на метр (В/м); Вольт (В); Ньютон (Н).

Вольт на метр (В/м)

Как направлена сила, действующая на отрицательный заряд в электрическом поле? Варианты: Перпендикулярно вектору напряжённости; Направление не зависит от знака заряда; По вектору напряжённости; Против вектора напряжённости.

Против вектора напряжённости

Тема 1 · Физика

Электростатика: закон Кулона и электрическое поле

Взаимодействие зарядов, напряжённость, принцип суперпозиции, линии поля. 100 заданий на отработку.

Родителю: как помочь с темой «Электростатика: закон Кулона и электрическое поле»

В теме 10 подтем: Закон Кулона, Закон Кулона: обратная задача, Изменение кулоновской силы, Дискретность заряда, Перераспределение заряда, Напряжённость поля заряда, Заряд в однородном поле, Принцип суперпозиции и ещё 2.

Попросите ребёнка открыть теорию и за 2–3 минуты своими словами рассказать вам главное.
Затем 10 заданий во вкладке «Практика»: смотрите не на скорость, а на точность — и на то, где понадобилась подсказка.
Ошибки не решайте за него: разберите пошаговое решение вместе и вернитесь к ним через день-два.

Кабинет родителя: что проходят, проверочные, результат ребёнка по ссылке →

Закон Кулона и поле точечных зарядов — интерактивная модельраздвиньте заряды вдвое и проверьте, во сколько раз упала силаОткрыть →Электрон в поле плоского конденсатора — интерактивная модельуменьшайте скорость, пока электрон не заденет пластинуОткрыть →Загадка: где спрятаны заряды? — интерактивная модельнайдите оба заряда: где стрелка силы сходится или расходится, там и зарядОткрыть →

Решено

Правильно

Точность

Простыми словами

Потрём расчёску о волосы — и она притягивает клочки бумаги. Расчёска получила электрический заряд. Заряды бывают двух знаков: одноимённые отталкиваются, разноимённые притягиваются.

Элементарный заряд $e = 1, 6 \cdot 1 0^{- 19} Кл$ — заряд электрона (по модулю). Любой заряд кратен ему: $q = N e$ , где $N$ — число лишних (или недостающих) электронов.

Закон сохранения заряда: в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов не меняется. Два одинаковых шарика после касания делят заряд поровну: $q^{'} = \frac{q _{1} + q _{2}}{2}$ .

Шарик $+ 4, 8 мкКл$ : не хватает $N = \frac{4 , 8 \cdot 1 0 ^{- 6}}{1 , 6 \cdot 1 0 ^{- 19}} = 3 \cdot 1 0^{13}$ электронов.
$q_{1} = 3 нКл$ , $q_{2} = 5 нКл$ : после касания по $\frac{3 + 5}{2} = 4 нКл$ .

Закон Кулона

F = k \frac{∣ q _{1} ∣ ∣ q _{2} ∣}{r ^{2}}

F

— сила взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов, Н;

q_{1}, q_{2}

— заряды, Кл;

r

— расстояние между ними, м;

k = 9 \cdot 1 0^{9} Н \cdot м^{2} / Кл^{2}

Сила направлена вдоль прямой, соединяющей заряды. Она прямо пропорциональна каждому заряду и обратно пропорциональна квадрату расстояния.

$q_{1} = 9 нКл$ , $q_{2} = - 2 нКл$ , $r = 0, 15 м$ : $F = \frac{9 \cdot 1 0 ^{9} \cdot 9 \cdot 1 0 ^{- 9} \cdot 2 \cdot 1 0 ^{- 9}}{0 , 0225} = 7, 2 \cdot 1 0^{- 6} Н = 7, 2 мкН$ .
Обратная: $q_{1} = 2$ , $q_{2} = 8 нКл$ , $F = 6, 4 мкН$ : $r^{2} = \frac{k q _{1} q _{2}}{F} = \frac{144 \cdot 1 0 ^{- 9}}{6 , 4 \cdot 1 0 ^{- 6}} = 0, 0225$ , $r = 0, 15 м = 15 см$ .
Один заряд уменьшили в $2$ раза: $F = 36 : 2 = 18 мкН$ . Расстояние увеличили в $3$ раза: сила меньше в $9$ раз.

Переводите приставки: $1 нКл = 1 0^{- 9}$ , $1 мкКл = 1 0^{- 6} Кл$ , $1 см = 0, 01 м$ . Знак «минус» у заряда в формулу не ставят — он говорит лишь о притяжении.

Напряжённость поля

\overset{www.reknow.ru}{E} = \frac{F www.reknow.ru}{q} E = k \frac{∣ q ∣}{r ^{2}}

\overset{www.reknow.ru}{E}

— напряжённость, Н/Кл = В/м (силовая характеристика поля, вектор);

q

— пробный заряд; справа — поле точечного заряда

q

на расстоянии

r

На положительный заряд сила действует по направлению $\overset{www.reknow.ru}{E}$ , на отрицательный — против.

Источник	Напряжённость
точечный заряд	$E = \frac{k ∣ q ∣}{r ^{2}}$
заряженная плоскость	$E = \frac{σ}{2 ε _{0}}$ — не зависит от расстояния ( $σ$ — заряд на единицу площади)
внутри проводника	$E = 0$

$E = 75 В / м$ на $r = 0, 6 м$ : $∣ q ∣ = \frac{E r ^{2}}{k} = \frac{75 \cdot 0 , 36}{9 \cdot 1 0 ^{9}} = 3 \cdot 1 0^{- 9} Кл = 3 нКл$ .
Однородное поле $E = 5000 Н / Кл$ , сила $F = 0, 03 Н$ : $q = \frac{F}{E} = 6 \cdot 1 0^{- 6} Кл = 6 мкКл$ .

Суперпозиция и линии поля

Принцип суперпозиции: $\overset{www.reknow.ru}{E} = \overset{www.reknow.ru}{E}_{1} + \overset{www.reknow.ru}{E}_{2} + \dots$ — поля складываются как векторы.

Сонаправлены

E = E_{1} + E_{2}

Противоположны

E = ∣ E_{1} - E_{2} ∣

;

900

400 В / м

→

500 В / м

Перпендикулярны

E = E_{1}^{2} + E_{2}^{2} www.reknow.ru

Поле положительного заряда: линии выходят из заряда. У отрицательного — входят в него

Линии напряжённости начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных, нигде не пересекаются; касательная к линии совпадает с $\overset{www.reknow.ru}{E}$ . Где линии гуще — поле сильнее. У однородного поля (между пластинами конденсатора) линии параллельны и равноудалены.

Знак заряда по рисунку: стрелки «от заряда» — плюс, «к заряду» — минус.

Читаем картину поля

Единица напряжённости — вольт на метр (В/м), то же, что Н/Кл.
Вблизи заряда поле сильнее (линии гуще), вдали — слабее: $E \sim \frac{1}{r ^{2}}$ .
Между двумя одноимёнными зарядами есть точка, где поля компенсируют друг друга и $E = 0$ ; у разноимённых между ними поля складываются.
Линии напряжённости электростатического поля не пересекаются ни в одной точке; внутри заряженного проводника в равновесии $E = 0$ .

Посмотреть и посчитать

Модели

Электризация и электроскоп Силовые линии и эквипотенциальные поверхности

Серия: 0

Где это пригодится: ЕГЭ — 1 заданиеЗадания экзамена 11 класса, которые опираются на этот материал — нажмите, чтобы раскрыть список

ЕГЭ, задание 11: Электростатика и постоянный ток1 балл · базовый уровень · 5 минутОткрыть →