Электростатика

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

№2. Задание 15

ID: 00002893

Два маленьких заряженных металлических шарика одинакового радиуса расположены так, что расстояние между их центрами равно 2a (см. рис.).

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Электростатика

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.

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Электростатика

Источник: ФИПИ

Решение

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).

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Электростатика» (8)