1. Какая работа выполняется полем на участке 2-3 в электрическом поле, созданном плоским конденсатором? Ответ нужно

Ledyanaya_Magiya

35

1. Поле на участке 2-3 в электрическом поле, созданном плоским конденсатором, выполняет работу над положительным зарядом при его перемещении от точки 2 к точке 3. Для понимания этого, рассмотрим конструкцию плоского конденсатора.

Плоский конденсатор состоит из двух плоских проводящих пластин, разделенных небольшим расстоянием и помещенных под напряжение. Одна пластина имеет положительный заряд \(Q\), а другая - отрицательный заряд \(-Q\). Причем, поле помещается между пластинами конденсатора.

При перемещении положительного заряда от точки 2 к точке 3 в электрическом поле плоского конденсатора, поле будет оказывать на него силу, направленную от положительной пластины к отрицательной.

Работа поля на участке 2-3 можно рассчитать следующим образом:

\[W = V \cdot q\]

где \(W\) - работа поля, \(V\) - разность потенциалов между точкой 2 и точкой 3, \(q\) - значение заряда, перемещающегося между этими точками.

Таким образом, работа поля на участке 2-3 будет положительной величиной.

Сравнивая работу поля на участке 1-2 и 3-1, можно увидеть, что работа, совершаемая полем, равна разности потенциалов между двумя точками, умноженной на величину заряда. Это связано с тем, что работа поля зависит только от разности потенциалов между двумя точками и не зависит от пути, по которому перемещается заряд.

2. Чтобы найти значение напряженности поля и потенциала в точке, которая расположена посередине между точками А и В, где находятся одноименные заряды 2 нКл и 10 нКл, расстояние между которыми составляет 0,1 м, воспользуемся законом Кулона и формулами для напряженности поля и потенциала, создаваемых точечными зарядами.

Напряженность поля в данном случае будет равна:

\[E = \frac{{k \cdot q}}{{r^2}}\]

где \(E\) - напряженность поля, \(k\) - постоянная Кулона (\(k = 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)), \(q\) - значение заряда, \(r\) - расстояние от точки до заряда.

Потенциал в точке между двумя зарядами можно найти по формуле:

\[V = \frac{{k \cdot q}}{{r}}\]

где \(V\) - потенциал, \(q\) - значение заряда, \(r\) - расстояние от точки до заряда.

3. Чтобы найти работу, необходимую для сближения двух зарядов +17 нКл и -4 нКл, расположенных на расстоянии 50 см друг от друга, до расстояния \(d\), воспользуемся формулой:

\[W = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{d}}\]

где \(W\) - работа, \(k\) - постоянная Кулона (\(k = 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)), \(q_1\) и \(q_2\) - значения зарядов, \(d\) - расстояние между зарядами.

Таким образом, чтобы сблизить эти два заряда, необходимо совершить работу, определяемую этой формулой.