Question

В однородном электрическом поле напряженностью 5 кВ/м переместили заряд 25 нКл в направлении силовой линии на 3 см. Найти работу поля, изменение потенциальной энергии заряда и напряжение между начальной и конечной точками

Answer 1

Дано:  
Напряженность электрического поля (E) = 5 кВ/м = 5 * 10^3 В/м  
Заряд (q) = 25 нКл = 25 * 10^(-9) Кл  
Перемещение (d) = 3 см = 3 * 10^(-2) м  

Найти:  
1. Работу поля (W).  
2. Изменение потенциальной энергии заряда (ΔU).  
3. Напряжение между начальной и конечной точками (ΔV).  

Решение:  
1. Работа поля (W) определяется как произведение напряженности поля на перемещение заряда:

W = E * q * d

2. Изменение потенциальной энергии заряда (ΔU) также можно выразить через работу поля:

ΔU = -W

3. Напряжение между начальной и конечной точками (ΔV) определяется как отношение изменения потенциальной энергии к величине заряда:

ΔV = ΔU / q

Подставим известные значения и решим:

1. W = (5 * 10^3 В/м) * (25 * 10^(-9) Кл) * (3 * 10^(-2) м)  
   W = (5 * 25 * 3) * 10^(-4) Дж  
   W = 375 * 10^(-4) Дж  
   W = 3.75 * 10^(-2) Дж  

2. ΔU = -3.75 * 10^(-2) Дж  

3. ΔV = (-3.75 * 10^(-2) Дж) / (25 * 10^(-9) Кл)  
   ΔV = -1.5 * 10^3 В  

Ответ:  
1. Работа поля составляет 3.75 * 10^(-2) Дж.  
2. Изменение потенциальной энергии заряда равно -3.75 * 10^(-2) Дж.  
3. Напряжение между начальной и конечной точками составляет -1.5 * 10^3 В.