Question

Однородное электрическое поле действует на заряд q = 5 мКл с силой 500 H. 1) Чему равна напряженность Е этого поля? 2) С какой силой действовало бы это же поле на заряд q2 = 2 мКл? 3) Найдите разность потенциалов между точками 1 и 2, если расстояние между ними 20 см. Что означает данное значение? 4) Какую работу совершает это поле над зарядом q = 4 мКл при перемещении его из точки 1 в точку 2?

Answer 1

Однородное электрическое поле действует на заряд q = 5 мКл с силой 500 H. 1) Чему равна напряженность Е этого поля? 2) С какой силой действовало бы это же поле на заряд q2 = 2 мКл? 3) Найдите разность потенциалов между точками 1 и 2, если расстояние между ними 20 см. Что означает данное значение? 4) Какую работу совершает это поле над зарядом q = 4 мКл при перемещении его из точки 1 в точку 2?

1) E=F/q =500 H /5 мКл =100000 В/м = 100кВ/м

2) F=E*q=100000 В/м*2 мКл =200 Н

3) (φ1-φ2)=Е*d=100000 В/м * 20 см=20000 В

4) А= q (φ1-φ2)= 4 мКл*20000 В=80 Дж

Answer 2

Однородное электрическое поле

В данном случае рассматривается однородное электрическое поле, которое действует на заряды. Для решения задачи нам дан заряд q = 5 мКл и сила, с которой это поле действует на данный заряд, равна 500 H.

1) Напряженность E поля

Напряженность электрического поля (E) определяется как отношение силы, с которой поле действует на заряд, к величине заряда. Формула для расчета напряженности поля выглядит следующим образом:

E = F / q

Где E - напряженность поля, F - сила, q - заряд.

В данном случае, сила F равна 500 H, а заряд q равен 5 мКл. Подставляя значения в формулу, получаем:

E = 500 H / 5 мКл

Для дальнейших расчетов, необходимо привести заряд к СИ единицам измерения:

1 мКл = 10^-6 Кл

Таким образом, заряд q = 5 мКл = 5 * 10^-6 Кл.

Подставляя значения в формулу, получаем:

E = 500 H / (5 * 10^-6 Кл)

Вычисляя данное выражение, получаем значение напряженности E поля.

2) Сила, с которой поле действует на заряд q2

Для расчета силы, с которой это же поле будет действовать на заряд q2, необходимо использовать ту же формулу:

F = E * q2

Где F - сила, E - напряженность поля, q2 - заряд.

В данном случае, нам дан заряд q2 = 2 мКл. Подставляя значения в формулу, получаем:

F = E * 2 мКл

А значение напряженности E поля мы уже рассчитали в предыдущем пункте.

3) Разность потенциалов между точками 1 и 2

Разность потенциалов (V) между двумя точками в электрическом поле определяется как работа, которую нужно совершить, чтобы переместить единичный положительный заряд из одной точки в другую. Формула для расчета разности потенциалов выглядит следующим образом:

V = W / q

Где V - разность потенциалов, W - работа, q - заряд.

В данном случае, нам дано расстояние между точками 1 и 2, которое равно 20 см. Разность потенциалов между этими точками можно рассчитать, зная напряженность поля E:

V = E * d

Где V - разность потенциалов, E - напряженность поля, d - расстояние между точками.

Подставляя значения в формулу, получаем:

V = E * 20 см

Для дальнейших расчетов, необходимо привести расстояние к СИ единицам измерения:

1 см = 0.01 м

Таким образом, расстояние d = 20 см = 20 * 0.01 м = 0.2 м.

Подставляя значения в формулу, получаем:

V = E * 0.2 м

Вычисляя данное выражение, получаем значение разности потенциалов V между точками 1 и 2.

4) Работа, совершаемая полем над зарядом q при перемещении его из точки 1 в точку 2

Работа (W), совершаемая полем над зарядом при его перемещении, определяется как произведение разности потенциалов на величину заряда:

W = V * q

Где W - работа, V - разность потенциалов, q - заряд.

В данном случае, нам дан заряд q = 4 мКл и мы уже рассчитали разность потенциалов V между точками 1 и 2 в предыдущем пункте.

Подставляя значения в формулу, получаем:

W = V * 4 мКл

А значение разности потенциалов V мы уже рассчитали в предыдущем пункте.

Вычисляя данное выражение, получаем значение работы W, которую поле совершает над зарядом q при перемещении его из точки 1 в точку 2.

Значение разности потенциалов и работы поля

Значение разности потенциалов между двумя точками показывает, сколько работы нужно совершить, чтобы переместить единичный положительный заряд из одной точки в другую. Разность потенциалов измеряется в вольтах (В).

Значение работы, совершаемой полем над зарядом при его перемещении, показывает, сколько энергии было передано или получено полем в процессе перемещения заряда. Работа измеряется в джоулях (Дж).

Оба значения - разность потенциалов и работа - являются важными характеристиками электрического поля и используются для анализа и расчета электрических систем и устройств.

Примечание

Для более точных расчетов и ответов, рекомендуется использовать точные значения известных физических констант и формул, а также учитывать единицы измерения и их преобразования.