የኤሌክትሪክ መስኮች ስፋት እና አቅጣጫ - ችግሮች እና መፍትሄዎች

1. የኤሌክትሪክ መስክን መጠን እና አቅጣጫ ከነጥብ ክፍያ 5 ሴ.ሜ ርቀት ላይ በሚገኝ ነጥብ A ላይ ያሰሉ። Q = +10 μC። k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

የሚታወቅ፦

የኤሌክትሪክ ኃይል መሙያ (Q) = +10 μC = +10 x 10 ^-6 C

በነጥብ A እና በነጥብ ክፍያ Q (rA) መካከል _ያለው ርቀት = 5 ሴሜ = 0.05 ሜ = 5 x 10 ^-2 ሜ

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

ተፈላጊ ፡ የኤሌክትሪክ መስክ መጠን እና አቅጣጫ በነጥብ ሀ

መፍትሔው

የኤሌክትሪክ መስክ አቅጣጫ በነጥብ ሀ፡

የኤሌክትሪክ ቻርጅ አዎንታዊ ስለሆነ የኤሌክትሪክ ፊልዱ አቅጣጫ ከኤሌክትሪክ ቻርጅ እና ነጥቦች A ርቀት ላይ ነው።

[አይአርፒ]

2. የኤሌክትሪክ መስክን መጠን እና አቅጣጫ ከነጥብ ክፍያ Q = -2 0 μC በ10 ሴ.ሜ ርቀት ላይ በሚገኝ ነጥብ P ላይ ያሰሉ። k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² ፣ 1 μC = 10 ⁻⁶ C።

የሚታወቅ፦

የኤሌክትሪክ ኃይል መሙያ (q) = -20 μC = -20 x 10 ^-6 C

_{በነጥብ P እና በኤሌክትሪክ ኃይል መሙያ ( rP )} መካከል ያለው ርቀት = 10 ሴ.ሜ = 0.1 ሜ = 1 x 10 ^-1 ሜ

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

ተፈላጊ ፡ በነጥብ P ላይ የኤሌክትሪክ መስክ መጠን እና አቅጣጫ

መፍትሔው

የኤሌክትሪክ መስክ አቅጣጫ በነጥብ ሀ፡

የኤሌክትሪክ ቻርጅ አሉታዊ ስለሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ወደ ኤሌክትሪክ ቻርጅ የሚያመራው አቅጣጫ።

[አይአርፒ]

3. ሁለት የነጥብ ክፍያዎች በ40 ሴ.ሜ ርቀት ይለያያሉ። በሁለቱ ቻርጆች መካከል ያለው የኤሌክትሪክ መስክ መጠን እና አቅጣጫ ከነጥብ A 20 ሴ.ሜ ርቀት ላይ ምን ያህል ነው?

የሚታወቅ፦

ቻርጅ A (q _A ) = -2 μC = -2 x 10 ^-6 C

ቻርጅ ቢ (q _B ) = + 4 μC = +4 x 10 ^-6 C

_{በቻርጅ A እና በነጥብ P (r AP )} መካከል ያለው ርቀት = 20 ሴ.ሜ = 0.2 ሜ = 2 x 10 ^-1 ሜ

_{በቻርጅ B እና በነጥብ P (r BP )} መካከል ያለው ርቀት = 20 ሴሜ = 0.2 ሜ = 2 x 10 ^-1 ሜ

ተፈላጊ ፡ በነጥብ P ላይ የኤሌክትሪክ መስክ መጠን እና አቅጣጫ።

መፍትሔው

ቻርጅ A አሉታዊ ስለሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ነጥቦች አቅጣጫ ወደ QA ₍ ወደ ግራ) እንዲሆን።

ቻርጅ ቢ አዎንታዊ ስለሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ነጥቦች አቅጣጫ ከQ _B (ወደ ግራ) ርቆ እንዲገኝ ያደርጋል።

በነጥብ ሀ ላይ ያለው አጠቃላይ የኤሌክትሪክ መስክ፡

ኢ = ኢ ኤ ₊ ኢ _ቢ

ኢ = (4.5 x 10 ⁵ ) + (9 x 10 ⁵ )

ኢ = 13.5 x 10 ⁵ N/C

የኤሌክትሪክ መስክ አቅጣጫ ወደ Q _A (ወደ ግራ) ያመላክታል።

[አይአርፒ]

4. የኤሌክትሪክ መስክ መጠን ዜሮ ነው…

ቻርጅ A ፖዘቲቭ ሲሆን ቻርጅ B ደግሞ ፖዘቲቭ ስለሆነ የኤሌክትሪክ መስክ መጠን በሁለቱ ቻርጆች መካከል በነጥብ P ላይ ዜሮ እንዲሆን ያደርጋል።

የሚታወቅ፦

ቻርጅ A (qA ₎ = + 20 μC = +20 x 10 ⁻⁶ C

ቻርጅ ቢ (q _B ) = +40 μC = +40 x 10 ⁻⁶ C

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

በቻርጅ A እና በቻርጅ B መካከል ያለው ርቀት = 20 ሴ.ሜ

በክፍያ A እና በነጥብ P (r _AP ) መካከል ያለው ክፍያ = a

በቻርጅ B እና በነጥብ P (r _{BP )} መካከል ያለው ርቀት = 20 – a

ተፈላጊ ፡ የኤሌክትሪክ መስክ መጠን ዜሮ ነው የሚገኘው…

መፍትሔው

በነጥብ P ላይ በቻርጅ A የሚፈጠረው የኤሌክትሪክ መስክ መጠን

ቻርጅ ኤ ፖዘቲቭ ስለሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ነጥቦች አቅጣጫ ከቻርጅ ኤ (ወደ ቀኝ) ርቀት ላይ እንዲሆን ያደርጋል።

በነጥብ P ላይ በቻርጅ B የሚፈጠረው የኤሌክትሪክ መስክ መጠን፡

ቻርጅ ቢ አዎንታዊ ስለሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ነጥቦች አቅጣጫ ከቻርጅ ቢ (ወደ ግራ) ርቀት ላይ እንዲገኝ ያደርጋል።

በነጥብ P = 0 ላይ ያለው አጠቃላይ የኤሌክትሪክ መስክ፡

ለመወሰን የኳድራቲክ ፎርሙላን እንጠቀማለን ሀ.

የኤሌክትሪክ መስክ መጠን ከቻርጅ A በ8 ሴ.ሜ ወይም ከቻርጅ B በ12 ሴ.ሜ ርቀት ላይ ዜሮ ነው።

[አይአርፒ]

5. ከታች ባለው ምስል ላይ በመመስረት፣ ነጥብ P እዚህ አለ ስለዚህም በነጥብ P ላይ ያለው የኤሌክትሪክ መስክ ዜሮ እንዲሆን? (k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² ፣ 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

መፍትሔ

To በነጥብ P ላይ ያለውን የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ አስላ፣ በነጥብ P ላይ አዎንታዊ የሙከራ ክፍያ እንዳለ ተገምቷል።₁ አዎንታዊ እና Q ነው₂ አሉታዊ ነው፣ ስለዚህ ነጥብ P በQ በቀኝ በኩል መሆን አለበት₂ ወይም ከQ ግራ₁ነጥብ P ከQ በስተግራ ከሆነ₁; በQ የሚፈጠረው የኤሌክትሪክ መስክ₁ ነጥብ P በስተግራ ነው (ከQ ርቆ)₁) እና በQ የሚፈጠረው የኤሌክትሪክ መስክ₂ በስተቀኝ በኩል ባለው ነጥብ P (ወደ Q)₁) የኤሌክትሪክ መስክ አቅጣጫ ተቃራኒ ስለሆነ ሁለቱ የኤሌክትሪክ መስኮች እርስ በእርስ እንዲላቀቁ በማድረግ በነጥብ P ላይ ያለው የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ዜሮ እንዲሆን።

የሚታወቅ፦

Q ₁ = +9 μC = +9 x 10 ^−6C

Q ₂ = -4 μC = -4 x 10 ⁻⁶ C

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

በቻርጅ 1 እና በቻርጅ 2 መካከል ያለው ርቀት = 3 ሴ.ሜ

በQ ₁ እና በነጥብ P (r _1P ) መካከል ያለው ርቀት = a

በQ ₂ እና በነጥብ P (r _2P ) መካከል ያለው ርቀት = 3 + a

የሚፈለግበት ፡ የነጥብ P ቦታ ስለዚህ በነጥብ P ላይ ያለው የኤሌክትሪክ መስክ ዜሮ እንዲሆን

መፍትሔው

ነጥብ P ከQ ₁ በስተግራ ይገኛል ።

በነጥብ P ላይ በ _Q1 የተመረተው የኤሌክትሪክ መስክ

የሙከራ ክፍያው ፖዘቲቭ ሲሆን Q1 ደግሞ _ፖዘቲቭ ስለሆነ የኤሌክትሪክ መስክ አቅጣጫ ወደ ግራ እንዲሆን ያደርጋል።

በነጥብ P ላይ በ _Q2 የተመረተው የኤሌክትሪክ መስክ

የሙከራ ክፍያው ፖዘቲቭ ሲሆን Q2 ደግሞ _አሉታዊ ስለሆነ የኤሌክትሪክ መስክ አቅጣጫ ወደ ቀኝ በኩል ይሆናል።

በነጥብ ሀ ላይ የተጣራ የኤሌክትሪክ መስክ፡

የሚከተለውን ለመወሰን የኳድራቲክ ፎርሙላ ይጠቀሙ፦

a = -1.25፣ b = -13.5፣ c = -20.25

በQ ₂ እና በነጥብ P (r _2P ) መካከል ያለው ርቀት = 3 + a = 3 – 1.8 = 1.2 ሴ.ሜ.

_{ነጥብ P ከQ 1} በ1.2 ሴ.ሜ በስተቀኝ ላይ ይገኛል ።

[አይአርፒ]