Номер 3, страница 400 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Электростатика. 15. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов. Параграф 85. Потенциал электростатического поля. Задачи - номер 3, страница 400.

Условие.

3. Электрический заряд перемещается из точки с потенциалом 125 В в точку с потенциалом 75 В. При этом силы электростатического поля совершают работу 1 мДж. Определите заряд $\text{q}$.

Решение.

Дано:

Потенциал начальной точки, $ \phi_1 = 125 \text{ В} $

Потенциал конечной точки, $ \phi_2 = 75 \text{ В} $

Работа электростатического поля, $ A = 1 \text{ мДж} $

Перевод в систему СИ:

$ A = 1 \text{ мДж} = 1 \cdot 10^{-3} \text{ Дж} $

Найти:

Электрический заряд $ q $.

Решение:

Работа, совершаемая силами электростатического поля при перемещении заряда $ q $ из точки с потенциалом $ \phi_1 $ в точку с потенциалом $ \phi_2 $, вычисляется по формуле:

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

где $ A $ – работа поля, $ q $ – величина заряда, $ \phi_1 $ и $ \phi_2 $ – потенциалы начальной и конечной точек соответственно.

Из этой формулы выразим искомый заряд $ q $:

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

Подставим данные из условия задачи в полученную формулу:

$ q = \frac{1 \cdot 10^{-3} \text{ Дж}}{125 \text{ В} - 75 \text{ В}} $

Сначала вычислим разность потенциалов в знаменателе:

$ \phi_1 - \phi_2 = 125 - 75 = 50 \text{ В} $

Теперь подставим это значение обратно в формулу для заряда:

$ q = \frac{1 \cdot 10^{-3}}{50} \text{ Кл} $

$ q = 0.02 \cdot 10^{-3} \text{ Кл} $

Запишем результат в стандартном виде:

$ q = 2 \cdot 10^{-5} \text{ Кл} $

Результат также можно представить в микрокулонах ($ \text{мкКл} $):

$ q = 20 \cdot 10^{-6} \text{ Кл} = 20 \text{ мкКл} $

Ответ: величина заряда $ q $ равна $ 2 \cdot 10^{-5} \text{ Кл} $ (или $ 20 \text{ мкКл} $).