Задачи › Напряжённость поля, принцип суперпозиции

Поле заряженных шариков

  1. Поле заряженных шариков

    Интернет-олимпиада 2020/21, 10 кл.
    6/10

    Имеется рельс, линейка и два заряженных шарика: левый (фиолетовый) с положительным электрическим зарядом \(Q\) и правый (зелёный) с отрицательным зарядом \(-Q\). Датчик напряжённости электрического поля реагирует только на величину (по модулю) поля в его центре, но не на направление поля. Он закреплён на подставке, находящейся в центре рельса, и показан маленьким красным кружком. Определите:

    1. наибольшее возможное значение \(E\) напряжённости электрического поля в области центра датчика, которое можно создать в такой системе;

    2. значение заряда \(Q\);

    3. вклад \(E_1\) левого шарика в напряжённость электрического поля в центре датчика в начальном состоянии системы — какую величину напряжённости \(E_1\) показал бы датчик в начальном состоянии, если бы правый шарик не был заряжен;

    4. вклад \(E_2\) правого шарика в напряжённость электрического поля в центре датчика в начальном состоянии системы — какую величину напряжённости \(E_2\) показал бы датчик в начальном состоянии, если бы левый шарик не был заряжен.

    Значения величин определите с точностью не хуже чем до доли процента. В промежуточных вычислениях сохраняйте не менее 4 значащих цифр. Постоянная в законе Кулона \(K = 9 \cdot 10^9\) Н\(\cdot\)м\(^2\)/Кл\(^2\), а поле вне заряженного шарика в данном задании можно считать соответствующим полю такого же точечного заряда, расположенного в центре шарика. Напоминаем, что \(1\) нКл\(= 10^{-9}\) Кл.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Поля шариков в центре датчика складываются векторно; подумайте, при каком взаимном положении шариков поля в центре направлены одинаково.

    Ответ

    1) \(E = 2275{,}5 \pm 11{,}4\) В/м;  2) \(Q = 2{,}844 \pm 0{,}028\) нКл;  3) \(E_1 = 880{,}9 \pm 17{,}6\) В/м;  4) \(E_2 = 1062 \pm 21\) В/м.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи