Какой заряд имеет изолированный заряженный проводящий шар, находящийся в керосине, если его потенциал составляет 180 В, а радиус шара равен 4,0 см? Кроме того, какую работу выполняет электрическое поле при перемещении заряда 0,50×10^-10 Кл вдоль линии поля на расстоянии 8,0 см от поверхности шара?

Физика 9 класс Электростатика заряд проводящего шара потенциал шара 180 В радиус шара 4 см работа электрического поля перемещение заряда 0,50×10^-10 Кл расстояние 8 см от шара Новый

Чтобы найти заряд изолированного заряженного проводящего шара, мы можем воспользоваться формулой для электрического потенциала шара:

Формула для потенциала проводящего шара:

V = k * Q / R

где:

• V - потенциал шара (в вольтах),
• k - электрическая постоянная (приблизительно 8,99 × 10^9 Н·м²/Кл²),
• Q - заряд шара (в кулонах),
• R - радиус шара (в метрах).

Теперь подставим известные значения:

• V = 180 В,
• R = 4,0 см = 0,04 м.

Перепишем формулу для нахождения заряда Q:

Q = V * R / k

Теперь подставим значения:

Q = 180 В * 0,04 м / (8,99 × 10^9 Н·м²/Кл²)

Давайте посчитаем:

Q = 7,2 × 10^-12 Кл.

Таким образом, заряд шара составляет 7,2 × 10^-12 Кл.

Теперь перейдем ко второй части задачи: мы должны найти работу, выполняемую электрическим полем при перемещении заряда.

Формула для работы электрического поля:

A = Q * U

где:

• A - работа (в джоулях),
• Q - заряд, который перемещается (в кулонах),
• U - разность потенциалов (в вольтах).

В данном случае, мы знаем, что заряд Q = 0,50 × 10^-10 Кл, а расстояние перемещения равно 8,0 см от поверхности шара. Поскольку потенциал на поверхности шара равен 180 В, то на расстоянии 8 см от него мы можем считать, что потенциал будет оставаться примерно таким же, потому что это небольшое расстояние по сравнению с размерами шара.

Таким образом, U можно принять равным 180 В. Теперь подставим значения в формулу:

A = 0,50 × 10^-10 Кл * 180 В

Теперь посчитаем:

A = 9,0 × 10^-9 Дж.

Итак, работа, выполняемая электрическим полем при перемещении заряда, составляет 9,0 × 10^-9 Дж.