Номер 2, страница 334 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Электростатика. Глава 8. Свойства электрического поля. Параграф 40. Потенциал и разность потенциалов - номер 2, страница 334.

Условие.

2. Расскажите о единице разности потенциалов.

Решение.

2. Единицей измерения разности потенциалов (которую также называют электрическим напряжением) в Международной системе единиц (СИ) является вольт.

Международное обозначение — $\text{V}$, русское — В. Эта единица названа в честь итальянского физика Алессандро Вольта, создателя первого химического источника тока.

Определение вольта напрямую связано с работой, которую совершает электрическое поле при перемещении заряда. Разность потенциалов между двумя точками определяется как отношение работы $\text{A}$, совершаемой полем при переносе пробного заряда $\text{q}$ из начальной точки в конечную, к величине этого заряда.

Математически это выражается формулой:
$\Delta\varphi = U = \frac{A}{q}$

Исходя из этой формулы, дается определение вольта:
1 вольт — это такая разность потенциалов между двумя точками, при которой для перемещения электрического заряда величиной в 1 кулон из одной точки в другую электрическое поле совершает работу в 1 джоуль.

Таким образом, вольт можно выразить через другие единицы СИ:
$1 \text{ В} = \frac{1 \text{ Дж}}{1 \text{ Кл}}$

Вольт также можно выразить через основные единицы СИ (килограмм, метр, секунда, ампер). Для этого необходимо выразить джоуль и кулон через основные единицы:
Работа в 1 джоуль: $1 \text{ Дж} = 1 \text{ Н} \cdot \text{м} = 1 \frac{\text{кг} \cdot \text{м}}{\text{с}^2} \cdot \text{м} = 1 \frac{\text{кг} \cdot \text{м}^2}{\text{с}^2}$
Заряд в 1 кулон: $1 \text{ Кл} = 1 \text{ А} \cdot \text{с}$
Тогда выражение для вольта будет выглядеть так:
$1 \text{ В} = \frac{1 \text{ Дж}}{1 \text{ Кл}} = \frac{1 \frac{\text{кг} \cdot \text{м}^2}{\text{с}^2}}{1 \text{ А} \cdot \text{с}} = 1 \frac{\text{кг} \cdot \text{м}^2}{\text{А} \cdot \text{с}^3}$

Ответ: Единицей разности потенциалов является вольт (В). Разность потенциалов между двумя точками равна 1 вольту, если при перемещении заряда в 1 кулон между этими точками электрическое поле совершает работу в 1 джоуль ($1 \text{ В} = 1 \text{ Дж} / 1 \text{ Кл}$).