Номер 2, страница 332 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 100. Потенциал электростатического поля и разность потенциалов. Глава 14. Электростатика - номер 2, страница 332.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Разность потенциалов (или напряжение) между двумя точками электростатического поля — это физическая величина, которая определяется работой электрического поля по перемещению заряда между этими точками.

Связь между этими величинами устанавливается через понятия потенциальной энергии и потенциала. Потенциал $ \phi $ в некоторой точке поля определяется как отношение потенциальной энергии $ W_p $ пробного заряда $ q $, помещенного в эту точку, к величине этого заряда:

$ \phi = \frac{W_p}{q} $

Работа $ A_{12} $, совершаемая силами электростатического поля при перемещении заряда $ q $ из начальной точки 1 в конечную точку 2, равна разности потенциальных энергий этого заряда в начальной и конечной точках:

$ A_{12} = W_{p1} - W_{p2} $

где $ W_{p1} $ — потенциальная энергия заряда в точке 1, а $ W_{p2} $ — в точке 2.

Теперь выразим потенциальные энергии через потенциалы соответствующих точек, используя определение потенциала: $ W_{p1} = q \cdot \phi_1 $ и $ W_{p2} = q \cdot \phi_2 $. Подставим эти выражения в формулу для работы:

$ A_{12} = q \cdot \phi_1 - q \cdot \phi_2 = q(\phi_1 - \phi_2) $

Из этого фундаментального соотношения можно выразить разность потенциалов $ \Delta\phi = \phi_1 - \phi_2 $:

$ \phi_1 - \phi_2 = \frac{A_{12}}{q} $

Таким образом, зависимость следующая: разность потенциалов между двумя точками поля прямо пропорциональна работе, совершаемой электрическим полем при перемещении заряда между этими точками. Физический смысл разности потенциалов заключается в том, что она численно равна работе, которую совершают силы поля при перемещении единичного положительного заряда ($ q = +1 $ Кл) из начальной точки в конечную.

Ответ: Разность потенциалов между двумя точками поля $ \phi_1 - \phi_2 $ равна отношению работы $ A_{12} $, совершаемой силами электрического поля при перемещении заряда $ q $ из точки 1 в точку 2, к величине этого заряда. Эта зависимость выражается формулой: $ \phi_1 - \phi_2 = \frac{A_{12}}{q} $.