Номер 9, страница 122 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

9. Чему равна работа по перемещению заряда в однородном электрическом поле?

9. Чему равна работа по перемещению заряда в однородном электрическом поле?

При перемещении электрического заряда $q$ в электрическом поле на него действует электрическая сила $\vec{F}$, равная $\vec{F} = q\vec{E}$, где $\vec{E}$ — напряженность электрического поля.

Работа $A$, совершаемая полем при перемещении заряда, определяется как скалярное произведение вектора силы на вектор перемещения. В случае однородного поля сила $\vec{F}$ постоянна, поэтому работа при перемещении заряда на вектор $\vec{d}$ (из точки 1 в точку 2) равна:

$A = \vec{F} \cdot \vec{d} = Fd\cos\alpha$

Подставляя выражение для силы, получаем формулу для работы в однородном электрическом поле:

$A = qEd\cos\alpha$

где:

• $A$ — работа, совершаемая электрическим полем (в Джоулях, Дж).
• $q$ — величина перемещаемого заряда (в Кулонах, Кл).
• $E$ — модуль напряженности однородного электрического поля (в Вольтах на метр, В/м, или в Ньютонах на Кулон, Н/Кл).
• $d$ — модуль перемещения заряда (в метрах, м).
• $\alpha$ — угол между направлением вектора напряженности поля $\vec{E}$ и вектором перемещения $\vec{d}$.

Работа электростатического поля не зависит от формы траектории, а определяется только начальным и конечным положением заряда. Эту работу также можно выразить через разность потенциалов $U = \phi_1 - \phi_2$ между начальной и конечной точками:

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

Для однородного поля разность потенциалов связана с напряженностью как $U = Ed'$, где $d' = d\cos\alpha$ — проекция перемещения на направление поля.

Ответ: Работа по перемещению заряда $q$ в однородном электрическом поле с напряженностью $E$ на расстояние $d$ равна $A = qEd\cos\alpha$, где $\alpha$ — угол между направлением поля и направлением перемещения.