Два разноименных заряда q1 = 4,5 мкКл и q2 = -4,5 мкКл находятся в вакууме на расстоянии r = 22 см друг от друга. Определить напряженность электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 22 см от каждого заряда
Чтобы определить напряженность электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 22 см от каждого из двух разноименных зарядов, используем формулу для расчета электрического поля, создаваемого точечным зарядом:
[ E = \frac{k |q|}{r^2} ]
где:
( E ) — напряженность электрического поля,( k ) — коэффициент пропорциональности (постоянная Кулона), равен ( 8.99 \times 10^9 \, \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2 ),( q ) — значение заряда,( r ) — расстояние от заряда до точки, в которой вычисляется поле.
В нашем случае:
Расстояние от каждого заряда до точки равно 22 см, что соответствует 0,22 м.Заряды: ( q_1 = 4,5 \, \mu\text{Кл} = 4,5 \times 10^{-6} \, \text{Кл} ) и ( q_2 = -4,5 \, \mu\text{Кл} = -4,5 \times 10^{-6} \, \text{Кл} ).
Теперь вычислим напряженность электрического поля, создаваемую каждым зарядом в данной точке.
Так как заряд ( q_2 ) отрицательный, напряженность поля ( E_2 ) будет направлена к зарядy ( q_2 ).
Теперь определим результирующее электрическое поле в точке. Направление полей следует учесть:
Напряженность от ( q_1 ) направлена от заряда;Напряженность от ( q_2 ) направлена к заряду.
Поскольку точки находятся на равном расстоянии от обоих зарядов, можно считать, что напряженности полей будут складываться в противоположных направлениях:
Чтобы определить напряженность электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 22 см от каждого из двух разноименных зарядов, используем формулу для расчета электрического поля, создаваемого точечным зарядом:
[
E = \frac{k |q|}{r^2}
]
где:
( E ) — напряженность электрического поля,( k ) — коэффициент пропорциональности (постоянная Кулона), равен ( 8.99 \times 10^9 \, \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2 ),( q ) — значение заряда,( r ) — расстояние от заряда до точки, в которой вычисляется поле.В нашем случае:
Расстояние от каждого заряда до точки равно 22 см, что соответствует 0,22 м.Заряды: ( q_1 = 4,5 \, \mu\text{Кл} = 4,5 \times 10^{-6} \, \text{Кл} ) и ( q_2 = -4,5 \, \mu\text{Кл} = -4,5 \times 10^{-6} \, \text{Кл} ).Теперь вычислим напряженность электрического поля, создаваемую каждым зарядом в данной точке.
Для заряда ( q_1 ): [
E_1 = \frac{k |q_1|}{r^2} = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 4,5 \times 10^{-6}}{(0,22)^2}
]
[
E_1 = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 4,5 \times 10^{-6}}{0,0484} \approx 8.36 \times 10^6 \, \text{Н/Кл}
]
Для заряда ( q_2 ): [
E_2 = \frac{k |q_2|}{r^2} = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 4,5 \times 10^{-6}}{(0,22)^2} \approx 8.36 \times 10^6 \, \text{Н/Кл}
]
Так как заряд ( q_2 ) отрицательный, напряженность поля ( E_2 ) будет направлена к зарядy ( q_2 ).
Теперь определим результирующее электрическое поле в точке. Направление полей следует учесть:
Напряженность от ( q_1 ) направлена от заряда;Напряженность от ( q_2 ) направлена к заряду.Поскольку точки находятся на равном расстоянии от обоих зарядов, можно считать, что напряженности полей будут складываться в противоположных направлениях:
[
E_{total} = E_1 - E_2 = 8.36 \times 10^6 - 8.36 \times 10^6 = 0 \, \text{Н/Кл}
]
Таким образом, в данной точке результирующее электрическое поле равно ( 0 \, \text{Н/Кл} ).