В однородном электрическом поле напряжённостью 400 кВ/м переместили точечный заряд 10 нКл. Модуль перемещения равен 20 см, вектор перемещения образует угол 30° с направлением напряжённости.
а)  Чему равна работа поля?
б)  Чему равно изменение потенциальной энергии заряда?
в)  Чему равно напряжение между начальной и конечной точками?
от

1 Ответ

Дано:  
Напряженность электрического поля, E = 400 кВ/м = 400000 В/м.  
Заряд, q = 10 нКл = 10 * 10^(-9) Кл.  
Модуль перемещения, L = 20 см = 0,2 м.  
Угол между вектором перемещения и направлением поля, α = 30°.

Найти:  
а) работу поля, W.  
б) изменение потенциальной энергии заряда, ΔU.  
в) напряжение между начальной и конечной точками, ΔV.

Решение:  
а) Работа поля вычисляется по формуле:

W = q * E * L * cos(α).

Подставим известные значения:

W = 10 * 10^(-9) Кл * 400000 В/м * 0,2 м * cos(30°).

Значение cos(30°) = √3/2 ≈ 0,866.

W = 10 * 10^(-9) * 400000 * 0,2 * 0,866  
= 10 * 10^(-9) * 400000 * 0,1732  
≈ 6,928 * 10^(-5) Дж.  

б) Изменение потенциальной энергии заряда равно работе поля, поэтому:

ΔU = W ≈ 6,928 * 10^(-5) Дж.

в) Напряжение между начальной и конечной точками вычисляется по формуле:

ΔV = W/q.

Подставим известные значения:

ΔV = (6,928 * 10^(-5) Дж) / (10 * 10^(-9) Кл)  
= 6,928 * 10^4 В  
≈ 69280 В.

Ответ:  
а) Работа поля равна примерно 6,928 * 10^(-5) Дж.  
б) Изменение потенциальной энергии заряда равно примерно 6,928 * 10^(-5) Дж.  
в) Напряжение между начальной и конечной точками равно примерно 69280 В.
от