Номер 10, страница 119, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Электростатика и постоянный электрический ток. Глава VII. Электростатика. Параграф 38. Работа электрического поля. Разность потенциалов (напряжение) - номер 10, страница 119.

Условие.

°10. Отрицательный заряд $q = -50 \text{ нКл}$ перемещают из точки с потенциалом $300 \text{ В}$ в точку с потенциалом $100 \text{ В}.

а) Каков знак работы электростатического поля по перемещению заряда?

б) Чему равна работа поля?

Решение 2.

Дано:

Заряд: $q = -50 \text{ нКл} = -50 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$

Начальный потенциал: $\phi_1 = 300 \text{ В}$

Конечный потенциал: $\phi_2 = 100 \text{ В}$

Найти:

а) Знак работы электростатического поля $\text{A}$

б) Величину работы поля $\text{A}$

Решение:

Работа, совершаемая электростатическим полем при перемещении заряда $\text{q}$ из точки с потенциалом $\phi_1$ в точку с потенциалом $\phi_2$, определяется формулой:

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

а) Каков знак работы электростатического поля по перемещению заряда?

Для определения знака работы проанализируем знаки множителей в формуле. Заряд $\text{q}$ по условию отрицателен ($q = -50 \cdot 10^{-9} \text{ Кл} < 0$). Разность потенциалов $\Delta\phi = \phi_1 - \phi_2 = 300 \text{ В} - 100 \text{ В} = 200 \text{ В}$, следовательно, она положительна ($\phi_1 - \phi_2 > 0$).

Произведение отрицательной величины ($\text{q}$) на положительную ($\phi_1 - \phi_2$) дает отрицательный результат. Таким образом, работа поля будет отрицательной.

Другое объяснение: сила, действующая на отрицательный заряд со стороны электрического поля, направлена в сторону увеличения потенциала (против вектора напряженности). Заряд же перемещается в сторону уменьшения потенциала. Так как направление силы и направление перемещения противоположны, работа поля отрицательна.

Ответ: работа электростатического поля отрицательна.

б) Чему равна работа поля?

Подставим числовые значения в формулу для работы:

$A = q(\phi_1 - \phi_2) = -50 \cdot 10^{-9} \text{ Кл} \cdot (300 \text{ В} - 100 \text{ В})$

$A = -50 \cdot 10^{-9} \text{ Кл} \cdot 200 \text{ В} = -10000 \cdot 10^{-9} \text{ Дж}$

$A = -1 \cdot 10^4 \cdot 10^{-9} \text{ Дж} = -1 \cdot 10^{-5} \text{ Дж}$

Это значение также можно записать как $-10 \cdot 10^{-6} \text{ Дж}$, или $-10 \text{ мкДж}$.

Ответ: работа поля равна $-1 \cdot 10^{-5} \text{ Дж}$ (или $-10 \text{ мкДж}$).