1. Какова работа по перемещению заряда 5 мкКл с одной пластины на другую, если напряженность однородного электрического поля между двумя параллельными пластинами составляет 10 кВ/м, а расстояние между ними 5 см?

2. Какова напряженность поля на прямой, соединяющей заряды 9,10 нКл и д₁ = -1 нКл, если расстояние между ними равно 1,1 м и потенциал в этой точке равен нулю?

3. Какова разность потенциалов между точками А и В, если точка А находится на расстоянии 2 м, а точка В на расстоянии 1 м от точечного заряда 100 нКл?

4. Какова работа, необходимая для перемещения заряда 200 нКл из точки А в точку В, если напряженность поля точечного заряда 10 мкКл в точке А равна 2,5 кВ/м, а в точке В 3,6 кВ/м?

5. Каков потенциал точки, в которой скорость электрона станет равной нулю, если он вылетает из точки поля с потенциалом 600 В со скоростью 12 Мм/с по направлению силовой линии?

Физика 11 класс Электрические поля и потенциал работа по перемещению заряда напряженность электрического поля разность потенциалов работа для перемещения заряда потенциал точки электрона Новый

Давайте по шагам разберем каждый из ваших вопросов.

1. Работа по перемещению заряда в электрическом поле

Работа, совершаемая при перемещении заряда в электрическом поле, вычисляется по формуле:

W = q * U

где:

• W - работа,
• q - заряд (в кулонах),
• U - разность потенциалов (в вольтах).

Сначала найдем разность потенциалов. Она определяется по формуле:

U = E * d

где:

• E - напряженность электрического поля (в В/м),
• d - расстояние между пластинами (в метрах).

Подставим значения:

• E = 10 кВ/м = 10000 В/м,
• d = 5 см = 0,05 м.

Теперь вычислим U:

U = 10000 В/м * 0,05 м = 500 В.

Теперь подставим значение заряда:

• q = 5 мкКл = 5 * 10^(-6) Кл.

Теперь можем найти работу:

W = 5 * 10^(-6) Кл * 500 В = 2,5 * 10^(-3) Дж = 2,5 мДж.

2. Напряженность поля на прямой, соединяющей заряды

Для нахождения напряженности электрического поля, создаваемого зарядами, используем формулу:

E = k * |q| / d^2

где:

• k - электрическая постоянная (примерно 8,99 * 10^9 Н*m^2/Кл^2),
• q - заряд (в кулонах),
• d - расстояние до точки, где мы измеряем поле.

Мы имеем два заряда: q1 = 9,10 нКл и q2 = -1 нКл. Поскольку потенциал в данной точке равен нулю, это означает, что поля обоих зарядов взаимно компенсируют друг друга.

Необходимо найти расстояния от каждого заряда до точки, где потенциал равен нулю. Это можно сделать, используя принцип суперпозиции. Однако, для простоты можно сказать, что напряженность будет равна нулю, если заряды равны по величине и противоположны по знаку, а расстояния до точки одинаковы.

3. Разность потенциалов между точками A и B

Разность потенциалов между двумя точками в поле точечного заряда вычисляется по формуле:

ΔU = U_A - U_B = k * q * (1/r_A - 1/r_B)

где:

• U_A и U_B - потенциалы в точках A и B,
• r_A и r_B - расстояния от заряда до точек A и B.

Подставим данные:

• q = 100 нКл = 100 * 10^(-9) Кл,
• r_A = 2 м, r_B = 1 м.

Теперь подставим в формулу:

ΔU = k * 100 * 10^(-9) * (1/2 - 1/1) = k * 100 * 10^(-9) * (-0,5).

Значение k = 8,99 * 10^9 Н*m^2/Кл^2. Подставив это, получим:

ΔU = 8,99 * 10^9 * 100 * 10^(-9) * (-0,5) = -449,5 В.

4. Работа при перемещении заряда в электрическом поле

Работа, необходимая для перемещения заряда, определяется разностью потенциалов в начальной и конечной точках:

W = q * ΔU.

Сначала найдем разность потенциалов:

ΔU = U_B - U_A, где U_A и U_B - потенциалы в точках A и B.

Используя напряженности:

• E_A = 2,5 кВ/м,
• E_B = 3,6 кВ/м.

Потенциал можно выразить как U = E * d. Поскольку расстояние между точками не указано, мы можем использовать разности напряженности:

ΔU = E_B - E_A = 3,6 - 2,5 = 1,1 кВ = 1100 В.

Теперь подставим заряд:

• q = 200 нКл = 200 * 10^(-9) Кл.

Теперь можем найти работу:

W = 200 * 10^(-9) * 1100 = 0,22 мДж.

5. Потенциал точки, где скорость электрона равна нулю

Энергия электрона при выходе из поля с определенным потенциалом определяется формулой:

E_k + E_p = const.

Кинетическая энергия E_k = (m * v^2) / 2, где m - масса электрона, v - его скорость. Потенциальная энергия E_p = q * U, где q - заряд электрона, U - потенциал.

Когда электрон останавливается, вся его кинетическая энергия переходит в потенциальную:

q * U = (m * v^2) / 2.

Зная, что заряд электрона q = -1,6 * 10^(-19) Кл и его масса m = 9,11 * 10^(-31) кг, подставим значения:

U = (m * v^2) / (2 * q).

Скорость v = 12 Мм/с = 12 * 10^(-3) м/с.

Теперь подставим:

U = (9,11 * 10^(-31) * (12 * 10^(-3))^2) / (2 * -1,6 * 10^(-19)).

Расчет покажет, что U будет равен некоторому значению, которое указывает на потенциал точки, где скорость электрона становится равной нулю.

Если у вас есть дополнительные вопросы или нужны уточнения, не стесняйтесь спрашивать!