ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Электростатика. Контрольная 1.6

[Александр Сакович]

К1.6 (11). Две маленькие закреплённые бусинки, расположенные в точках A и B, несут на себе заряды –q < 0 и +2q > 0 соответственно (см. рисунок). Точка C находится посередине между бусинками A и B.

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) На бусинку B со стороны бусинки A действует сила Кулона, направленная горизонтально вправо.
2) Напряжённость результирующего электростатического поля в точке C направлена горизонтально влево.
3) Модули сил Кулона, действующих на бусинки, одинаковы.
4) Если бусинки соединить тонкой медной проволокой, они будут притягиваться друг к другу.
5) Если бусинки соединить незаряженной стеклянной палочкой, их заряды станут равными.
Ответ: ____.

Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

[Александр Сакович]

Анализ условия. 1) По условию заряды бусинок равны
\[q_A=-q,\ \ q_B=+2q.\]
2) Так как бусинки маленькие, то считаем их точечными зарядами.

Решение. Проверим каждое утверждение.
На бусинку B со стороны бусинки A действует сила Кулона, направленная горизонтально вправо.
По условию бусинки имеют разноименные заряды, поэтому они притягиваются друг к другу. Следовательно, на бусинку B со стороны бусинки A действует сила Кулона, направленная горизонтально влево.
Утверждение № 1 неверное.

2) Напряжённость результирующего электростатического поля в точке C направлена горизонтально влево.
В точке C электрическое поле создано двумя зарядами q_A < 0 и q_B > 0. Напряженность E_A поля, созданного отрицательным зарядом q_A, направлена к заряду, т.е. горизонтально влево; напряженность E_B поля положительного заряда q_B направлена от заряда, т.е. так же влево (см. рисунок).

По принципу суперпозиции результирующая напряженность поля в точке C будет равна
\[\vec{E}_C=\vec{E}_A+\vec{E}_B\]
и направлена так же горизонтально влево.
Утверждение № 2 верное.

3) Модули сил Кулона, действующих на бусинки, одинаковы.
Модули сил Кулона, действующих на бусинки — это силы их взаимодействия. По третьему закону Ньютона, силы взаимодействия равны по величине (и противоположны по направлению).
Утверждение № 3 верное.

4) Если бусинки соединить тонкой медной проволокой, они будут притягиваться друг к другу.
Медная проволока — это проводник, который может проводить заряды. Поэтому при соединении двух зарядов проводником, происходит перераспределения зарядов. Так как заряды точечные (см. анализ пункт 2), то новые заряды будут равными (и по величине, и по знаку) друг другу. Одноименные заряды будут отталкиваться друг от друга.
Утверждение № 4 неверное.

5) Если бусинки соединить незаряженной стеклянной палочкой, их заряды станут равными.
Стеклянная палочка — это диэлектрик, который не может проводить заряды. Поэтому при соединении двух зарядов диэлектриком заряды бусинок останутся прежними, разными и по величине, и по знаку.
Утверждение № 5 неверное.
Ответ: 23.