Каким станет модуль этих сил, если заряд одного из тел увеличить в 2 раза?
Текст распознан с изображения задания. Формулы, таблицы и рисунки смотрите на картинке ниже.
Ответ
100
Задание 11 ЕГЭ по физике
Что проверяет: Электростатика
Задание 11 ЕГЭ по физике проверяет тему «электростатика». Ниже вы найдёте 4 варианта с условием, ответом и разбором, а под ними теория и алгоритм решения этого номера.
Два точечных заряда 2 мкКл и 3 мкКл находятся в вакууме на расстоянии 30 см друг от друга. Определите модуль силы их взаимодействия. Постоянная k = 9·10⁹ Н·м²/Кл². Ответ выразите в ньютонах, округлив до десятых.
Ответ
0.6
По закону Кулона F = k·q₁q₂ / r².
Переводим в СИ: q₁ = 2·10⁻⁶ Кл, q₂ = 3·10⁻⁶ Кл, r = 0,3 м.
F = 9·10⁹ · 2·10⁻⁶ · 3·10⁻⁶ / 0,09 = 0.6 Н. Ответ — 0.6.
Конденсатор ёмкостью 20 мкФ заряжен до напряжения 100 В. Определите энергию электрического поля конденсатора. Ответ выразите в джоулях, округлив до сотых.
Ответ
0.1
Энергия заряженного конденсатора W = CU² / 2.
Подставляем: W = 20·10⁻⁶ · 10 000 / 2 = 0,1 Дж. Ответ — 0.1.
Заряд 5 нКл переносят в электростатическом поле из точки с потенциалом 300 В в точку с потенциалом 100 В. Определите работу сил поля. Ответ выразите в микроджоулях.
Ответ
1.0
Работа сил электростатического поля A = q(φ₁ − φ₂).
Подставляем: A = 5·10⁻⁹ · (300 − 100) = 5·10⁻⁹ · 200 = 10⁻⁶ Дж.
В микроджоулях это 1 мкДж. Ответ — 1.0.
Теория к заданию 11 ЕГЭ по физике: электростатика
Задача на закон Кулона, напряжённость поля, потенциал и энергию взаимодействия зарядов.
Что нужно знать
- Закон Кулона: F = k·q₁q₂/r². Сила пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния.
- Увеличение одного заряда в n раз увеличивает силу в n раз.
- Увеличение расстояния в n раз уменьшает силу в n² раз.
- Напряжённость поля точечного заряда: E = kq/r²; сила, действующая на заряд: F = qE.
- Диэлектрик с проницаемостью ε уменьшает силу взаимодействия в ε раз.
Электростатика
- Закон Кулона: F = k·q₁q₂/r², где k = 9·10⁹ Н·м²/Кл².
- Напряжённость поля точечного заряда: E = kq/r²; связь с силой: F = qE.
- Потенциал точечного заряда: φ = kq/r. Разность потенциалов: U = φ₁ − φ₂.
- Работа поля: A = qU; она не зависит от формы траектории.
- Однородное поле: E = U/d, где d означает расстояние между пластинами.
- Принцип суперпозиции: напряжённость от нескольких зарядов складывается векторно.
- Конденсатор: C = q/U; энергия W = CU²/2 = q²/(2C) = qU/2.
- Плоский конденсатор: C = εε₀S/d. Ёмкость растёт с площадью пластин и падает с расстоянием.
Как решать задание 11
- Запишите закон Кулона для исходной ситуации.
- Запишите его же для изменённой ситуации.
- Составьте отношение и сократите одинаковые множители.
- Найдите новое значение силы.
- Проверьте единицы: в ответе часто требуются милиньютоны.
Разбор примера
Расстояние между двумя точечными зарядами увеличили в 3 раза. Во сколько раз изменилась сила их взаимодействия?
- Записываем закон Кулона: F = k·q₁q₂/r².
- Заряды не менялись, значит числитель остался прежним.
- Расстояние выросло в 3 раза, значит в знаменателе стоит (3r)².
- Считаем: (3r)² = 9r², то есть знаменатель вырос в 9 раз.
- Следовательно, сила уменьшилась в 9 раз.
Ответуменьшилась в 9 раз
Частые ошибки
- Возводят в квадрат изменение заряда вместо изменения расстояния.
- Меняют единицы измерения по ходу решения.
Задание 11 входит в ЕГЭ по физике. Это единственная страница сайта, где собраны все варианты этого номера: текст условия, картинка задания, правильный ответ, разбор решения и теория с алгоритмом. Остальные номера открываются в списке выше, а их перечень с темами есть в списке заданий ЕГЭ по физике.