Условие:
В однородном электрическом поле напряженностью 20 кВ/м перемещается заряд +7 нКл на расстояние 5 см вдоль силовой линии поля. Определите работу поля, изменение потенциальной энергии и напряжение между начальной и конечной точками
Решение:
Для решения задачи, давайте последовательно определим работу электрического поля, изменение потенциальной эн...
Работа A, совершаемая электрическим полем при перемещении заряда q на расстояние d в однородном электрическом поле с напряженностью E, рассчитывается по формуле: A = q · E · d где: - q = 7 нКл = 7 × 10 Кл - E = 20 кВ/м = 20 × 10 В/м - d = 5 см = 0.05 м Теперь подставим значения в формулу: A = (7 × 10 Кл) · (20 × 10 В/м) · (0.05 м) A = 7 × 20 × 0.05 × 10 × 10 A = 7 × 20 × 0.05 × 10 A = 7 × 1 × 10 = 7 × 10 Дж = 7 μДж Изменение потенциальной энергии Δ U равно работе, совершенной полем: Δ U = -A Так как работа поля положительна, изменение потенциальной энергии будет отрицательным: Δ U = -7 μДж Напряжение U между двумя точками в электрическом поле можно рассчитать по формуле: U = E · d Подставим известные значения: U = (20 × 10 В/м) · (0.05 м) U = 20 × 0.05 × 10 U = 1 × 10 = 1000 В = 1 кВ 1. Работа поля: A = 7 μДж 2. Изменение потенциальной энергии: Δ U = -7 μДж 3. Напряжение между начальной и конечной точками: U = 1 кВ