Задание 14 ЕГЭ по физике

345

$1)$ Неверно. Силы Кулона, действующие на две взаимодействующие заряженные частицы, по модулю одинаковы и задаются законом Кулона

$F=k\dfrac{|q_1q_2|}{R^2}$

где $R$ — расстояние между зарядами. Эта сила действует на оба тела с одинаковой по модулю величиной (закон действия и противодействия), поэтому утверждение о том, что модуль силы в точке $A$ в 4 раза больше, неверно.

$2)$ Неверно. При соединении бусинок тонким проводником (металлическим) заряды перераспределятся так, чтобы обе проводящие части имели одинаковый потенциал. При одинаковых по форме и размерах проводящих шариках итоговый заряд каждого будет равен половине суммарного заряда. Начальный суммарный заряд равен

$Q=q+4q=5q$

поэтому после соединения каждый шарик получит заряд

$q=\dfrac{Q}{2}=\dfrac{5q}{2}>0$

Оба шарика останутся положительными и будут отталкиваться, а не притягиваться.

$3)$ Верно. Найдем напряженности полей в точке $C$ от каждого заряда. Обозначим расстояние $r_A=AC$ и $r_B=BC.$ По условию $r_B=2r_A.$ Модули напряженностей равны:

$E_A=k\dfrac{q}{r_A^2}\quad(\text{направлена вправо})$
$E_B=k\dfrac{4q}{r_B^2}\quad(\text{направлена влево})$

Подставляя $r_B=2r_A,$ получаем

$E_B=k\dfrac{4q}{(2r_A)^2}=k\dfrac{4q}{4r_A^2}=k\dfrac{q}{r_A^2}=E_A$

Поскольку эти напряженности равны по модулю и направлены в противоположные стороны, их векторная сумма равна нулю, поэтому результирующая напряженность в точке $C$ равна нулю.

$4)$ Верно. Стекло является диэлектриком (недостаточно проводящим), поэтому при соединении бусинок стеклянной палочкой перетекание зарядов не происходит, заряды на них остаются теми же.

$5)$ Верно. Если заменить правую бусинку с зарядом $+4q$ на бусинку с зарядом $-4q,$ то поле в точке $C,$ создаваемое правой бусинкой, изменит направление. При исходном варианте поле от правой бусинки было направлено влево; для заряда $-4q$ поле в точке $C$ будет направлено вправо (поле стремится к отрицательному заряду). Поле от левой бусинки $+q$ в точке $C$ тоже направлено вправо, следовательно, после замены обе составляющие поля направлены вправо и суммируются, то есть результирующая напряженность в точке $C$ будет направлена вправо.