Номер 22, страница 123, 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 22, страница 123.

Условие.

22. При перемещении точечного заряда $20 \text{нКл}$ из точки 1 в точку 2 электростатическое поле совершило работу, равную $40 \text{мкДж}$. Потенциал какой точки больше? Чему равен модуль разности потенциалов между этими точками?

Решение 2.

Дано:

Заряд $q = 20 \text{ нКл}$

Работа поля $A = 40 \text{ мкДж}$

Перевод в систему СИ:

$q = 20 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$

$A = 40 \cdot 10^{-6} \text{ Дж}$

Найти:

1. Сравнить потенциалы в точках 1 и 2 ($\phi_1$ и $\phi_2$).

2. Модуль разности потенциалов $|\Delta\phi|$.

Решение:

Работа, совершаемая электростатическим полем при перемещении заряда $\text{q}$ из точки 1 в точку 2, определяется формулой:

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

где $\phi_1$ — потенциал в начальной точке, а $\phi_2$ — потенциал в конечной точке.

Потенциал какой точки больше?

Из условия задачи известно, что заряд $q = 20 \text{ нКл}$ положителен ($q > 0$), и работа поля $A = 40 \text{ мкДж}$ также положительна ($A > 0$).

Подставим знаки величин в формулу работы:

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

$(+) = (+)(\phi_1 - \phi_2)$

Чтобы равенство было верным, разность потенциалов $(\phi_1 - \phi_2)$ должна быть положительной:

$\phi_1 - \phi_2 > 0$

Следовательно, $\phi_1 > \phi_2$. Это означает, что потенциал в начальной точке (точка 1) больше, чем потенциал в конечной точке (точка 2).

Ответ: Потенциал точки 1 больше, чем потенциал точки 2.

Чему равен модуль разности потенциалов между этими точками?

Разность потенциалов $\Delta\phi$ между точками 1 и 2 можно выразить из формулы для работы:

$\Delta\phi = \phi_1 - \phi_2 = \frac{A}{q}$

Подставим числовые значения в системе СИ:

$\Delta\phi = \frac{40 \cdot 10^{-6} \text{ Дж}}{20 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}} = 2 \cdot 10^3 \text{ В} = 2000 \text{ В}$

Так как полученное значение положительно, модуль разности потенциалов равен самому значению:

$|\Delta\phi| = |2000 \text{ В}| = 2000 \text{ В}$

Ответ: Модуль разности потенциалов равен 2000 В.