Вариант 4, страница 85 - гдз по физике 10 класс дидактические материалы Марон, Марон

Авторы: Марон А. Е., Марон Е. А.
Тип: Дидактические материалы
Издательство: Дрофа
Год издания: 2014 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: белый молнии и вертолет
ISBN: 978-5-358-20020-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
СР-27. Работа сил электростатического поля. Потенциал. Самостоятельные работы - страница 85.
Вариант 4 (с. 85)
Условие. Вариант 4 (с. 85)
скриншот условия

Вариант 4
1. Напряженность однородного электростатического поля равна $5 \cdot 10^6 \text{ Н/Кл}$. Какую работу совершит поле по перемещению заряда $2 \cdot 10^{-8} \text{ Кл}$ на $20 \text{ см}$ по направлению линий напряженности электростатического поля?
2. Электрон, пролетая в электростатическом поле из точки A в точку B, увеличил скорость с $1000 \text{ км/с}$ до $3000 \text{ км/с}$. Найдите разность потенциалов между точками A и B. Масса электрона равна $9,1 \cdot 10^{-31} \text{ кг}$.
Решение. Вариант 4 (с. 85)
1. Напряженность однородного электростатического поля равна 5·10⁶ Н/Кл. Какую работу совершит поле по перемещению заряда 2·10⁻⁸ Кл на 20 см по направлению линий напряженности электростатического поля?
Дано:
Напряженность поля, $E = 5 \cdot 10^6$ Н/Кл
Величина заряда, $q = 2 \cdot 10^{-8}$ Кл
Перемещение, $d = 20$ см
Перевод в систему СИ:
$d = 20 \text{ см} = 0.2 \text{ м}$
Найти:
Работу поля, $A - ?$
Решение:
Работа, совершаемая однородным электростатическим полем при перемещении заряда, вычисляется по формуле: $A = F \cdot d \cdot \cos{\alpha}$ где $\text{F}$ – сила, действующая на заряд со стороны поля, $\text{d}$ – модуль перемещения, $\alpha$ – угол между направлением силы и направлением перемещения.
Сила, действующая на заряд в электрическом поле, равна $F = qE$. Поскольку заряд перемещается по направлению линий напряженности, то направление силы, действующей на положительный заряд, совпадает с направлением перемещения. Следовательно, угол $\alpha = 0^\circ$, а $\cos{0^\circ} = 1$.
Тогда формула для работы принимает вид: $A = qEd$
Подставим числовые значения и произведем расчет: $A = 2 \cdot 10^{-8} \text{ Кл} \cdot 5 \cdot 10^6 \text{ Н/Кл} \cdot 0.2 \text{ м} = (2 \cdot 5 \cdot 0.2) \cdot 10^{-8+6} \text{ Дж} = 2 \cdot 10^{-2} \text{ Дж} = 0.02 \text{ Дж}$
Ответ: работа, совершенная полем, равна 0.02 Дж.
2. Электрон, пролетая в электростатическом поле из точки А в точку В, увеличил скорость с 1000 до 3000 км/с. Найдите разность потенциалов между точками А и В. Масса электрона равна 9,1·10⁻³¹ кг.
Дано:
Начальная скорость, $v_A = 1000$ км/с
Конечная скорость, $v_B = 3000$ км/с
Масса электрона, $m_e = 9.1 \cdot 10^{-31}$ кг
Заряд электрона, $q_e = -1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл (табличное значение)
Перевод в систему СИ:
$v_A = 1000 \text{ км/с} = 1000 \cdot 10^3 \text{ м/с} = 1 \cdot 10^6 \text{ м/с}$
$v_B = 3000 \text{ км/с} = 3000 \cdot 10^3 \text{ м/с} = 3 \cdot 10^6 \text{ м/с}$
Найти:
Разность потенциалов, $U_{AB} = \varphi_A - \varphi_B - ?$
Решение:
Согласно теореме о кинетической энергии, работа, совершенная электростатическим полем, равна изменению кинетической энергии электрона: $A = \Delta K = K_B - K_A$ где $K_A$ и $K_B$ – кинетическая энергия электрона в точках А и В соответственно.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле $K = \frac{mv^2}{2}$. Тогда изменение кинетической энергии: $\Delta K = \frac{m_e v_B^2}{2} - \frac{m_e v_A^2}{2} = \frac{m_e (v_B^2 - v_A^2)}{2}$
Работа электростатического поля также выражается через разность потенциалов: $A = q_e U_{AB} = q_e (\varphi_A - \varphi_B)$
Приравняем два выражения для работы: $q_e (\varphi_A - \varphi_B) = \frac{m_e (v_B^2 - v_A^2)}{2}$
Отсюда выразим искомую разность потенциалов $U_{AB} = \varphi_A - \varphi_B$: $U_{AB} = \frac{m_e (v_B^2 - v_A^2)}{2q_e}$
Подставим числовые значения: $U_{AB} = \frac{9.1 \cdot 10^{-31} \text{ кг} \cdot ((3 \cdot 10^6 \text{ м/с})^2 - (1 \cdot 10^6 \text{ м/с})^2)}{2 \cdot (-1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл})}$
$U_{AB} = \frac{9.1 \cdot 10^{-31} \cdot (9 \cdot 10^{12} - 1 \cdot 10^{12})}{-3.2 \cdot 10^{-19}} = \frac{9.1 \cdot 10^{-31} \cdot 8 \cdot 10^{12}}{-3.2 \cdot 10^{-19}}$
$U_{AB} = \frac{72.8 \cdot 10^{-19}}{-3.2 \cdot 10^{-19}} = -22.75 \text{ В}$
Ответ: разность потенциалов между точками А и В равна -22.75 В.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения Вариант 4 расположенного на странице 85 к дидактическим материалам 2014 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению Вариант 4 (с. 85), авторов: Марон (Абрам Евсеевич), Марон (Евгений Абрамович), базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Дрофа.