Вопрос задан 12.04.2025 в 14:40. Предмет Физика. Спрашивает Кусайко Александр.

Точка В находится в середине отрезка АС. Неподвижные точечные заряды - q и – 2q расположены в точках А и С соответственно (см. рисунок). Какой заряд надо поместить в точку С взамен заряда – 2q, чтобы напряжённость электрического поля в точке В увеличилась в 2 раза? рисунок ссылка http://pandia.ru/text/78/365/1264-4.php А10

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Глинянко Антон.

Для решения задачи необходимо сначала понять, как связаны между собой напряженность электрического поля и заряд в различных точках пространства.

  1. Постановка задачи:

    Пусть точка BB находится в середине отрезка ACAC, то есть BB — это середина отрезка ACAC. В точке AA находится заряд qq, а в точке CC — заряд 2q-2q. Нужно найти, какой заряд следует поместить в точку CC, чтобы напряженность электрического поля в точке BB увеличилась в 2 раза.

  2. Электрическое поле от точечных зарядов:

    Напряженность электрического поля в точке, расположенной на оси между двумя зарядами, вычисляется по принципу суперпозиции. Напряженность электрического поля от точечного заряда QQ в точке на расстоянии rr от этого заряда равна:

    E=kQr2,E = \frac{k |Q|}{r^2},

    где kk — это коэффициент пропорциональности (константа электростатического взаимодействия).

  3. Определение первоначальной напряженности в точке B:

    Начнем с вычисления напряженности электрического поля в точке BB для исходной конфигурации, где в точке AA заряд qq, а в точке CC заряд 2q-2q. Расстояние от AA до BB равно AB=AC2AB = \frac{AC}{2}, так как точка BB — середина отрезка ACAC. Точно так же расстояние от CC до BB также равно AC2\frac{AC}{2}.

    Напряженности электрического поля от зарядов в точке BB будут направлены по-разному, поскольку заряды противоположные: поле от положительного заряда qq будет направлено от него, а поле от отрицательного заряда 2q-2q будет направлено к нему.

    Напряженность электрического поля в точке BB от заряда qq (в точке AA):

    E1=kq(AC2)2=4kqAC2.E_1 = \frac{kq}{\left(\frac{AC}{2}\right)^2} = \frac{4kq}{AC^2}.

    Напряженность электрического поля в точке BB от заряда 2q-2q (в точке CC):

    E2=k(2q)(AC2)2=8kqAC2.E_2 = \frac{k(-2q)}{\left(\frac{AC}{2}\right)^2} = -\frac{8kq}{AC^2}.

    Напряженности E1E_1 и E2E_2 направлены в противоположные стороны, так что результирующая напряженность в точке BB равна:

    EB=E1+E2=4kqAC28kqAC2=4kqAC2.E_B = E_1 + E_2 = \frac{4kq}{AC^2} - \frac{8kq}{AC^2} = -\frac{4kq}{AC^2}.
  4. Условия задачи:

    Нам нужно найти заряд, который следует поместить в точку CC, чтобы напряженность в точке BB увеличилась в 2 раза. Пусть новый заряд в точке CC равен QQ'.

    Тогда напряженность электрического поля в точке BB от нового заряда в точке CC будет:

    E2=kQ(AC2)2=4kQAC2.E_2' = \frac{kQ'}{\left(\frac{AC}{2}\right)^2} = \frac{4kQ'}{AC^2}.

    Результирующая напряженность в точке BB после изменения заряда в точке CC должна быть в два раза больше первоначальной напряженности, то есть:

    EB=2×EB=2×(4kqAC2)=8kqAC2.E_B' = 2 \times E_B = 2 \times \left(-\frac{4kq}{AC^2}\right) = -\frac{8kq}{AC^2}.

    Результирующая напряженность теперь равна:

    EB=E1+E2=4kqAC2+4kQ

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос