Задание 11 ЕГЭ по физике · задача 8DCB3A
|
|
Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) кулоновская сила действующая на положительный точечный заряд + q, помещённый в центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды: + q, + q, q, q (см. рисунок)? Ответ запишите словом (словами).
Показать ответ и разбор
Ответ: вверх
Разбор
На заряд в центре квадрата действуют четыре кулоновские силы; результат — их векторная сумма (принцип суперпозиции). Все четыре силы равны по модулю, так как расстояния одинаковы.
По рисунку в верхних вершинах заряды $-q$, в нижних $+q$.
• От двух верхних $-q$: притяжение — силы на центральный $+q$ направлены к верхним вершинам (вверх и в стороны).
• От двух нижних $+q$: отталкивание — силы направлены от нижних вершин (тоже вверх и в стороны).
Горизонтальные составляющие левых и правых сил взаимно уничтожаются, вертикальные — все направлены вверх и складываются. Ответ: вверх.
Типичные ошибки: напряжённость поля точечного заряда $E = kQ/r^2$, потенциал $\varphi = kQ/r$; внутри проводника $E = 0$, потенциал постоянен; при фиксированном заряде и росте ёмкости (сближение пластин, сдвиг, диэлектрик) $U = q/C$ падает; энергия конденсатора $W = \tfrac{CU^2}{2} = \tfrac{q^2}{2C}$; при электростатической индукции знаки разделённых зарядов противоположны.
По рисунку в верхних вершинах заряды $-q$, в нижних $+q$.
• От двух верхних $-q$: притяжение — силы на центральный $+q$ направлены к верхним вершинам (вверх и в стороны).
• От двух нижних $+q$: отталкивание — силы направлены от нижних вершин (тоже вверх и в стороны).
Горизонтальные составляющие левых и правых сил взаимно уничтожаются, вертикальные — все направлены вверх и складываются. Ответ: вверх.
Типичные ошибки: напряжённость поля точечного заряда $E = kQ/r^2$, потенциал $\varphi = kQ/r$; внутри проводника $E = 0$, потенциал постоянен; при фиксированном заряде и росте ёмкости (сближение пластин, сдвиг, диэлектрик) $U = q/C$ падает; энергия конденсатора $W = \tfrac{CU^2}{2} = \tfrac{q^2}{2C}$; при электростатической индукции знаки разделённых зарядов противоположны.