23.4 (26.4). Два точечных отрицательных заряда
q1 = –9 нКл и
q2 = –4 нКл находятся в вакууме на расстоянии
L = 60 см друг от друга. Определите напряжённость электростатического поля этих зарядов в точке
A, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии 2
L от второго заряда (см. рисунок).
Ответ: ____ В/м.
Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат (https://web-physics.ru/smf/index.php?msg=238) / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат (https://web-physics.ru/smf/index.php?msg=928) / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).
Решение. Напряженность электрического поля, созданного точечным зарядом, в данной точке равна
\[E=k \cdot \frac{\left| q \right|}{r^2}\].
В точке
A электрическое поле создано зарядами
q1 и
q2. Введем обозначения:
EA1— напряженность в точке
A поля, созданного зарядом
q1,
EA2 — напряженность в точке
A поля, созданного зарядом
q2. Так как заряды
q1 < 0 и
q2 < 0, то напряженности будут направлены к зарядам (см. рисунок). Ось 0
X направим вправо.
По принципу суперпозиции результирующая напряженность поля в точке
A будет равна
\[\vec{E}_A=\vec{E}_{A1}+\vec{E}_{A2},\ \ 0X:\ E_{Ax}=-E_{A1}-E_{A2},\]
где \( E_{A1}=k \cdot \frac{\left| q_1 \right|}{BA^2},\ \ E_{A2}=k \cdot \frac{\left| q_2 \right|}{CA^2}, \)
CA = 2
L,
BA = BC + CA = 3
L. Тогда
\[E_{Ax}=-\frac{k \cdot \left| q_1 \right|}{BA^2}-\frac{k \cdot \left| q_2 \right|}{CA^2}=-\frac{k}{L^2} \cdot \left( \frac{\left| q_1 \right|}{9}+\frac{\left| q_2 \right|}{4} \right),\]
Так как
EAх < 0, то вектор напряженности направлен против выбранной оси 0
X и его значение
EA = 50 В/м.
Ответ: 50 В/м.