Заряд шарика и расстояние до датчика напряжённости электрического поля
6/10Имеется рельс, линейки, маленький серый проводящий шарик (в правом нижнем углу), фиолетовый шарик (справа от серого) и высоковольтный блок питания: потенциал на его верхней клемме равен \(V_1=31\) кВ, а на средней — некоторому значению \(V_2\). Кроме того, имеется датчик напряжённости электрического поля, реагирующий только на величину поля в его центре, но не на направление этого поля. Он закреплён на подставке, находящейся в правой части рельса, и показан маленьким красным кружком. Диаметр серого шарика \(d=1{,}72\) см. Шарики можно заряжать, прикоснувшись к клеммам высоковольтного блока питания или к другому шарику, и разряжать, прикоснувшись к клемме «Земля» или положив на стол.

Определите:
Начальное расстояние \(X\) между подставками для серого шарика и датчика (расстояние по горизонтали между вертикальными линиями, проходящими через центры подставок).
Заряд \(Q_1\) серого шарика, если его зарядить от клеммы с напряжением \(V_1\).
Напряжение \(V_2\).
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПотенциал проводящего шарика радиуса \(R\) с зарядом \(Q\) равен \(KQ/R\) вне шарика; заряженный шарик, поднесённый к датчику, создаёт поле \(KQ/r^2\) на расстоянии \(r\) от центра.
Ответ1) \(X = 42{,}7 \pm 0{,}1\) см; 2) \(Q_1 = 29{,}6 \pm 0{,}3\) нКл; 3) \(V_2 = 18{,}9 \pm 0{,}1\) кВ.
Похожие задачи
- Соки земли СПбГУ 2011/12, 11 кл.
- Заряд внутри проводящей сферы МОШ 2015/16, 11 кл.
- Принесенные ветром СПбГУ 2015/16, 11 кл.
- Заземление внутренней сферы МОШ 2016/17, 11 кл.
- Потенциал концентрических сфер Курчатов 2017/18, 11 кл.
- Заземлённый шар в сфере с диэлектриком Курчатов 2021/22, 11 кл.