Практикум по решению задач "Закон Кулона" 10 класс

З А К О Н К У Л О Н А

10 КЛАСС

F – сила взаимодействия двух зарядов, Н

|q 1| и |q2| - модули заряда, Кл

r – расстояние между зарядами, м

- коэффициент пропорциональности

1.1. (682) С какой силой взаимодействуют два заряда по 10 нКл,

находящиеся на расстоянии 3 см друг от друга?

Дано:

q1 = q2 = q = 10 нКл =

= 10 - 8 Кл,

r = 3 см = 3 · 10 - 2 м,

k =

F = ?

Решение:

=

= 10 - 3 Н.

Ответ: F = 10 – 3 ньютон.

1.2. (683) На каком расстоянии друг от друга заряды

1 мкКл и 10 нКл взаимодействуют с силой 9 мН?

Дано:

q1 = 1 мкКл =

= 10 – 6 Кл,

q2 = 10 нКл =

= 10 – 8 Кл,

F = 9 мН =

= 9 · 10 – 3 Н,

k =

r = ?

Решение:

==>

=

Ответ: r = 0,1 метров.

1.3. (684). Во сколько раз надо изменить расстояние

между зарядами при увеличении одного из них в 4 раза чтобы сила взаимодействия осталась прежней?

Дано:

q1 , q2 ,

q '1 = 4 q1,

q ‘2 = q2 ,

F1 = F2 = F

Решение:

==>

==>

Ответ: расстояние между зарядами надо увеличить в 2 раза.

1.4. (686). Два шарика, расположенные на расстоянии 10 см друг от друга, имеют одинаковые отрицательные заряды и взаимодействуют с силой 0, 23 мН. Найти число избыточных электронов на каждом шарике.

Дано:

r = 10 см = 0,1 м,

F = 0,23 мН =

= 2,3 ·10 – 4 Н,

|е| = 1,6 ·10 – 19 Кл,

k =

N = ?

Решение:

Ответ: N = 10 11 электронов.

§ 89;

688, 689, 690;

§ 91, 92 - написать ОК

1.5. (688).

Во сколько раз

сила электрического отталкивания между двумя электронами больше силы их гравитационного притяжения друг к другу?

Дано:

q1 = q2 = |е| =

= 1,6 · 10 – 19 Кл,

т1 = т2 = те =

= 9,1·10 – 31 кг,

Решение:

Силу электрического взаимодействия

определим по закону Кулона:

Силу гравитационного взаимодействия

определим по закону всемирного

тяготения:

Найдём отношение сил Fэл и Fгр :

1.6.

Два одинаковых металлических шарика, имеющих заряды + 150 нКл и – 60 нКл, привели в соприкосновение

и раздвинули на 10 см.

Определите силу взаимодействия между ними.

Дано:

q1= + 150 нКл=

= + 1,5 · 10 – 10 Кл,

q2 = - 60 нКл =

= - 6 · 10 – 10 Кл,

r = 10 см = 0,1 м,

F = ?

Решение:

После соприкосновения на обоих шариках заряды стали одинаковыми. Согласно закону сохранения заряда общий заряд шариков не изменится. Поэтому заряд каждого из шариков после соприкосновения будет

Кл

Сила взаимодействия:

= 1,8 ·10 – 3 Кл.

Ответ: F = 1,8 ·10 – 3 Кл

1.7. (689).

Одинаковые металлические шарики,

заряженные одноимённо зарядами q и 4q,

находятся на расстоянии r друг от друга.

Шарики привели в соприкосновение.

На какое расстояние 𝑥 надо их развести,

чтобы сила взаимодействия осталась прежней?

Дано:

q1= q,

q 2= 4q,

r

F1 = F2

х =?

Решение:

До соприкосновения:

После соприкосновения заряд шариков будет:

а сила взаимодействия между ними:

Если F1 = F2 , то

==>

Ответ:

1.8. (690).

Заряды 10 и 16 нКл расположены

на расстоянии 7 мм друг от друга.

Какая сила будет действовать на заряд 2 нКл,

помещённый в точку, удалённую на 3 мм

от меньшего заряда и на 4 мм от большего?

Дано:

q1 = 10 нКл =

= 10 – 8 Кл,

q2 = 16 нКл =

= 1,6·10 – 8 Кл,

r = 7 мм =

= 7·10 – 3 м,

q3 = 2 нКл =

= 2·10 – 9 Кл,

r1 = 3 · 10 – 3 м,

r2 = 4 · 10 – 3 м,

F = ?

Решение:

+

+

q1

q2

q3

+

r1

r2

На заряд q3 действуют силы:

Равнодействующая этих сил:

Ответ: F = 2 · 10 – 3 ньютон = 2мН.