14. Электродинамика: анализ физических процессов: #216791
Две маленькие закрепленные бусинки, расположенные в точках $A$ и $C,$ несут на себе заряды $+q>0$ и $-2q$ соответственно.
Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения относительно этой ситуации.
$1)$ Если бусинки соединить железной проволокой, они будут притягивать друг друга.
$2)$ На бусинку $C$ со стороны бусинки $A$ действует сила Кулона, направленная горизонтально вправо.
$3)$ Модули сил Кулона, действующих на бусинки $A$ и $C,$ одинаковы.
$4)$ Если бусинки соединить незаряженной пластмассовой палочкой, их заряды не изменятся.
$5)$ Напряженность результирующего электростатического поля в точке $B$ направлена горизонтально влево.
$1)$ Неверно. При металлическом соединении заряды перераспределяются по проводнику. Суммарный заряд системы равен
$$Q_{\text{общ}}=+q+(-2q)=-q$$
Если шарики одинаковы, то после установления равновесия заряд на каждом станет равен
$$q_{\text{кон}}=\dfrac{Q_{\text{общ}}}{2}=-\dfrac{q}{2}$$
Оба шарика в этом случае имеют отрицательный заряд и будут отталкиваться, а не притягиваться.
$2)$ Неверно. Заряды противоположного знака притягиваются. Если принять, что точка $A$ находится слева от точки $C,$ то на отрицательно заряженную бусинку $C$ со стороны положительной бусинки $A$ действует сила, направленная влево, а не вправо.
$3)$ Верно. По закону Кулона модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов равен
$$F=k\dfrac{|q_1q_2|}{r^2}$$и по третьему закону Ньютона силы, действующие на каждое из взаимодействующих тел, равны по модулю. Следовательно модули сил на $A$ и на $C$ одинаковы.
$4)$ Верно. Пластмасса является диэлектриком и не проводит электрический заряд. При соединении бусинок пластмассовой палочкой перераспределения зарядов не происходит, поэтому их заряды остаются прежними.
$5)$ Неверно. Пусть точка $B$ лежит между $A$ и $C.$ Поле в точке $B$ от положительного заряда $+q$ направлено от $A$ к $B$ (вправо), а поле от отрицательного заряда $-2q$ направлено к $C,$ то есть также вправо. Оба вклада направлены в одну сторону, поэтому результирующее поле в точке $B$ направлено вправо, а не влево.