Номер 7, 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 7, страница 334.

Условие.

7. Поясните, от чего зависит и от чего не зависит работа электрического поля по перемещению заряда.

Решение.

Решение

Работа, совершаемая силами электростатического поля при перемещении заряда, определяется разностью потенциалов между начальной и конечной точками траектории и величиной перемещаемого заряда. Формула для расчета работы $\text{A}$ имеет вид:

$A = q(\phi_1 - \phi_2) = qU$

где $\text{q}$ — величина перемещаемого заряда, $\phi_1$ — потенциал в начальной точке, $\phi_2$ — потенциал в конечной точке, а $U = \phi_1 - \phi_2$ — разность потенциалов (напряжение) между этими точками.

Исходя из этой формулы, можно определить, от чего зависит и от чего не зависит работа поля.

От чего зависит работа электрического поля:

1. От величины перемещаемого заряда ($\text{q}$). Работа прямо пропорциональна величине заряда. Чем больше заряд, тем большую работу совершит поле при его перемещении между теми же двумя точками.

2. От начального и конечного положения заряда в поле. Положение точек в пространстве определяет их потенциалы ($\phi_1$ и $\phi_2$), а следовательно, и разность потенциалов ($\text{U}$) между ними. Таким образом, работа зависит от того, между какими точками поля перемещается заряд.

3. От характеристик самого поля. Потенциалы $\phi_1$ и $\phi_2$ создаются источниками поля (другими зарядами), поэтому работа зависит от величины и расположения этих источников, которые определяют конфигурацию поля.

От чего не зависит работа электрического поля:

1. От формы траектории (пути) перемещения заряда. Электростатическое поле является потенциальным (консервативным). Это означает, что работа по перемещению заряда между двумя любыми точками не зависит от пути, по которому это перемещение происходит. Важны лишь начальная и конечная точки. Следствием этого является то, что работа по перемещению заряда по любой замкнутой траектории (когда начальная и конечная точки совпадают) всегда равна нулю, так как $\phi_1 = \phi_2$ и, следовательно, $A = q(\phi_1 - \phi_1) = 0$.

Ответ: Работа электрического поля по перемещению заряда зависит от величины этого заряда, а также от начального и конечного положения заряда в поле (то есть от разности потенциалов между этими точками). Работа не зависит от формы траектории, по которой заряд перемещается из начальной точки в конечную.