两个电荷+ 1 * 10 ^ -6和-4 * 10 ^ -6分开2米的距离。零点位于何处?

两个电荷+ 1 * 10 ^ -6和-4 * 10 ^ -6分开2米的距离。零点位于何处?
Anonim

回答:

#2米# 从较小的收费和 #4米# 来自更大的收费。

说明:

我们正在寻找在2个给定电荷附近引入的测试电荷力为零的点。在零点处,测试电荷对2个给定电荷中的一个的吸引力将等于来自其他给定电荷的排斥。

我将选择一个带有 - 电荷的一维参考系统, 器#q _-#,在原点(x = 0)和+电荷, 器#q _ +#,在x = + 2米。

在2个电荷之间的区域中,电场线将起始于+电荷并终止于 - 电荷。请记住,电场线指向正测试电荷上的力的方向。因此,电场的零点必须位于电荷之外。

我们也知道零点必须更接近较小的电荷,以便取消幅度 #F prop(1 / r ^ 2)# - 它随距离的平方减小。因此零点的坐标将具有 #x> +2 m#。电场为零的点也将是测试电荷上的力为零的点(零点)。

使用库仑定律,我们可以编写单独的表达式来查找测试电荷的力, #q_t#,由于两个单独的指控。公式中的库仑定律:

#F = k((q_1)次(q_2))/(r ^ 2)#

使用它来为x处的空点编写单独的表达式(参见上面的段落)

#F_- = k((q_t)次(q _-))/(x ^ 2)#

请注意,我正在使用 #F_-# 指定测试电荷的力量, #q_t#,由于负电荷, 器#q _-#.

#F_ + = k((q_t)次(q _ +))/((x-2)^ 2#

2力量 #q_t#,单独到期 #q_-和q _ +#,必须总和为零

#F_- + F_ + = 0#.

#k((q_t)次(q _-))/(x ^ 2)+ k((q_t)次(q _ +))/((x-2)^ 2)= 0#

尽可能取消:

#(q_-)/(x ^ 2)+(q _ +)/((x-2)^ 2)= 0#

插入充电值:

#(-4xx10 ^ -6)/(x ^ 2)+(1xx10 ^ -6)/((x-2)^ 2)= 0#

有些人再次取消,并重新安排,

#1 /((x-2)^ 2)= 4 /(x ^ 2)#

这可以变成二次方 - 但是让它变得简单并取一切的平方根,产生:

#1 /(x-2)= 2 / x#

解决x:

#x = 2x - 4#

#x = 4#