ID: 00002893
Два маленьких заряженных металлических шарика одинакового радиуса расположены так, что расстояние между их центрами равно 2a (см. рис.).
Шарики приводят в соприкосновение и затем разводят на прежнее расстояние. Как изменятся при этом физические величины, указанные в таблице? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Точка $A$ находится посередине между шариками, на расстоянии $a$ от каждого. До соприкосновения заряды равны $-q$ и $5q$.
Напряжённость в точке $A$ до касания: поле от $-q$ направлено к нему, поле от $5q$ — от него, оба вектора смотрят в одну сторону и складываются: $E=\dfrac{kq}{a^2}+\dfrac{5kq}{a^2}=\dfrac{6kq}{a^2}$.
При соприкосновении одинаковых шариков общий заряд делится поровну: на каждом становится $\dfrac{-q+5q}{2}=2q$. После раздвижения поля двух одинаковых положительных зарядов в точке $A$ направлены навстречу и равны по модулю, поэтому $E=0$ — напряжённость уменьшилась.
Потенциал — скаляр. До касания $\varphi=\dfrac{k(-q)}{a}+\dfrac{5kq}{a}=\dfrac{4kq}{a}$. После касания $\varphi=\dfrac{2kq}{a}+\dfrac{2kq}{a}=\dfrac{4kq}{a}$ — потенциал не изменился (суммарный заряд и расстояния прежние).
Итак: модуль напряжённости уменьшится (2), потенциал не изменится (3).