Какова разность потенциалов между точками, если заряд q0-3нкл перемещается с расстояния r1-3см до расстояния r2-5см

  • 13
Какова разность потенциалов между точками, если заряд q0-3нкл перемещается с расстояния r1-3см до расстояния r2-5см от бесконечно длинной заряженной нити с линейной плотностью заряда τ-5нкл? Известно, что работа, совершаемая при этом перемещении, равна a12. Также известно, что напряжённость поля е(r1) на расстоянии r1 от нити. Как найти разность потенциалов δφ и напряжённость поля е(r1)?
Пламенный_Змей
31
Для решения этой задачи мы можем воспользоваться следующими формулами:

1) Разность потенциалов между двумя точками равна работе, совершенной электрическим полем при перемещении заряда между этими точками, деленной на значение заряда:
Δφ=A12q0

2) Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении заряда на некоторое расстояние, определяется как произведение силы, действующей на заряд, на перемещение заряда:
A12=Fs

3) Сила F может быть определена как произведение заряда q0 на напряженность электрического поля E:
F=q0E

4) Напряженность электрического поля на расстоянии r1 от бесконечно длинной заряженной нити с линейной плотностью заряда τ определяется по формуле:
E(r1)=τ2πϵ0r1

Давайте теперь решим поставленную задачу, используя эти формулы.

Шаг 1: Найдем значение работы A12 через формулу A12=a12q0, где a12 - данное значение работы:

A12=a12q0=12109кл3109кл=361018Дж

Шаг 2: Найдем значение силы F через формулу F=q0E(r1):

F=q0E(r1)=3109кл5109кл2π8.851012Ф/м0.03м53.57Н

Шаг 3: Найдем значение разности потенциалов Δφ через формулу Δφ=A12q0:

Δφ=A12q0=361018Дж3109кл=12В

Шаг 4: Найдем значение напряженности поля E(r1) по известной формуле:

E(r1)=τ2πϵ0r1=5109кл2π8.851012Ф/м0.03м53.57Н/Кл

Таким образом, разность потенциалов Δφ между точками будет равна 12 вольт, а напряженность поля E(r1) на расстоянии r1 от нити составит примерно 53.57 Н/Кл.