Какую работу выполняет поле при перемещении заряда 5 нКл из точки с потенциалом 300 в точку с потенциалом?

Скользкий_Пингвин

24

Для того чтобы понять, какую работу выполняет поле при перемещении заряда из одной точки в другую, мы можем использовать формулу для работы единичного заряда в электрическом поле. Работа $W$ вычисляется как произведение силы $F$, совершающей работу на заряд, на расстояние $d$, на которое перемещается заряд:

$$W=F\cdot d$$

Однако, для того чтобы вычислить работу, нам необходимо знать силу электрического поля $\overrightarrow{E}$ и расстояние $d$ между точками.

Сила электрического поля можно найти с помощью формулы:

$$\overrightarrow{E}=-\frac{\mathrm{\Delta }V}{d}$$

Где $\mathrm{\Delta }V$ - разность потенциалов между двумя точками.

В данной задаче у нас есть заряд 5 нКл и разность потенциалов $\mathrm{\Delta }V=300-200=100$ В, так как в задаче не было указано конкретное значение потенциала во второй точке.

Теперь мы можем найти силу электрического поля:

$$\overrightarrow{E}=-\frac{\mathrm{\Delta }V}{d}=-\frac{100}{d}$$

Следующим шагом нам необходимо найти работу, используя найденную силу электрического поля $\overrightarrow{E}$ и расстояние $d$:

$$W=F\cdot d$$

Перепишем формулу для силы $F$, учитывая, что сила электрического поля равна $\overrightarrow{E}\cdot q$, где $q$ - заряд:

$$W=(\overrightarrow{E}\cdot q)\cdot d$$

Теперь мы можем подставить значение силы электрического поля и заряда:

$$W=(-\frac{100}{d}\cdot 5\cdot {10}^{-9})\cdot d$$

Упростим выражение:

$$W=-\frac{500}{d}\cdot d=-500\cdot {10}^{-9}кН\cdot м=-0,5мкДж$$

Таким образом, поле совершает работу, равную -0,5 мкДж, при перемещении заряда 5 нКл из точки с потенциалом 300 В в точку с другим потенциалом. Отрицательное значение работы указывает на то, что работа совершается против силы электрического поля, что ожидаемо при перемещении заряда в область высокого потенциала.