ID: 00017268
В опыте по проверке закона Кулона используются крутильные весы, в которых друг к другу притягиваются два маленьких разноимённо заряженных шарика. После установления равновесия коромысла весов заряд положительно заряженного шарика уменьшили и снова дождались установления равновесия коромысла. Никаких других изменений в экспериментальной установке не проводили.
Определите, как изменятся в состоянии равновесия расстояние между шариками и модуль напряжённости электростатического поля вблизи поверхности положительно заряженного шарика.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| А) Расстояние между шариками | Б) Модуль напряжённости поля вблизи поверхности положительного шарика |
|---|
Источник: ФИПИ
Шарики притягиваются силой Кулона, а закрученная нить коромысла этому сопротивляется. В равновесии момент силы Кулона уравновешен моментом упругости нити. Уменьшаем притяжение — нить раскручивается, шарики расходятся. Поле же у поверхности шарика создаёт его собственный заряд.
Сила притяжения F=k\dfrac{q_+q_-}{d^2}. Когда заряд q_+ уменьшили, сила притяжения упала. Нить весов теперь закручена слабее и удерживает коромысло под меньшим углом — шарики отходят друг от друга. Значит расстояние d увеличивается (1).
Вблизи своей поверхности маленький шарик создаёт поле как точечный заряд: E=k\dfrac{q_+}{r_{\text{шар}}^2}, где r_{\text{шар}} — радиус шарика (он не меняется). Раз заряд q_+ уменьшили, поле у его поверхности уменьшается (2). Поле второго шарика в этой точке мало и в ЕГЭ-постановке не учитывается — спрашивают именно про поле самого заряженного шарика.
Ответ: 12