В однородном электрическом поле с напряженностью 1 кВ/м переместили заряд -25 нКл вдоль силовой линии на расстояние 2 см. Какова работа поля, изменение потенциальной энергии заряда и напряжение между начальной и конечной точками перемещения?

Физика 8 класс Электрическое поле и электрическая энергия электрическое поле напряженность работа поля потенциальная энергия заряд перемещение напряжение силовая линия физика 8 класс

Для решения данной задачи нам нужно использовать формулы, связанные с работой электрического поля, изменением потенциальной энергии и напряжением.

1. Работа электрического поля:

Работа, совершенная электрическим полем при перемещении заряда, рассчитывается по формуле:

W = E * q * d * cos(α),

где:

• W - работа поля,
• E - напряженность электрического поля (в нашем случае 1 кВ/м = 1000 В/м),
• q - заряд (в нашем случае -25 нКл = -25 * 10^-9 Кл),
• d - расстояние перемещения (в нашем случае 2 см = 0.02 м),
• α - угол между направлением перемещения и направлением поля (в данном случае α = 0, так как перемещение вдоль силовой линии).

Поскольку перемещение происходит вдоль силовой линии, cos(α) = cos(0) = 1. Теперь можем подставить значения:

W = 1000 В/м * (-25 * 10^-9 Кл) * 0.02 м * 1 = -5 * 10^-6 Дж.

Таким образом, работа поля равна -5 мкДж.

2. Изменение потенциальной энергии:

Изменение потенциальной энергии заряда равно работе, совершенной полем:

ΔU = -W.

Подставляя значение работы, получаем:

ΔU = -(-5 * 10^-6 Дж) = 5 * 10^-6 Дж.

Таким образом, изменение потенциальной энергии заряда равно 5 мкДж.

3. Напряжение между начальной и конечной точками перемещения:

Напряжение (U) между двумя точками в электрическом поле можно рассчитать по формуле:

U = E * d.

Подставляя известные значения:

U = 1000 В/м * 0.02 м = 20 В.

Таким образом, напряжение между начальной и конечной точками перемещения составляет 20 В.

Итак, подводя итог:

• Работа поля: -5 мкДж.
• Изменение потенциальной энергии: 5 мкДж.
• Напряжение между точками: 20 В.

Давайте разберемся с этой задачей шаг за шагом! Это так увлекательно!

1. Работа электрического поля:

Работа, совершенная электрическим полем при перемещении заряда, рассчитывается по формуле:

A = E * q * d

• E - напряженность электрического поля (в нашем случае 1 кВ/м или 1000 В/м),
• q - заряд (-25 нКл или -25 * 10^(-9) Кл),
• d - расстояние (2 см или 0,02 м).

Подставим значения:

A = 1000 В/м * (-25 * 10^(-9) Кл) * 0,02 м = -5 * 10^(-9) Дж.

Это значит, что работа поля составляет -5 нДж!

2. Изменение потенциальной энергии:

Изменение потенциальной энергии заряда также можно рассчитать:

ΔU = -A

Следовательно, ΔU = 5 нДж. Это значит, что потенциальная энергия увеличилась на 5 нДж!

3. Напряжение между начальной и конечной точками:

Напряжение можно найти по формуле:

U = E * d

Подставим значения:

U = 1000 В/м * 0,02 м = 20 В.

Таким образом, напряжение между начальной и конечной точками составляет 20 В!

Итак, подводя итоги:

• Работа поля: -5 нДж
• Изменение потенциальной энергии: 5 нДж
• Напряжение: 20 В

Это просто потрясающе, как электрические поля могут влиять на заряды! Надеюсь, тебе было интересно!