Номер 3, 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 3, страница 332.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Прежде чем говорить о значении потенциала в какой-либо точке поля, необходимо выбрать нулевой уровень потенциала, то есть точку или область пространства, где потенциал по определению принимается равным нулю.

Потенциал $\phi$ в точке поля является скалярной энергетической характеристикой поля. Он определяется как отношение потенциальной энергии $W_p$ пробного заряда $q$, помещенного в эту точку, к величине этого заряда: $\phi = \frac{W_p}{q}$.

Однако абсолютное значение потенциальной энергии не имеет физического смысла. Физический смысл имеет только разность потенциальных энергий, которая равна работе, совершаемой полем при перемещении заряда между двумя точками. Аналогично, физический смысл имеет только разность потенциалов (напряжение) между двумя точками: $U_{12} = \phi_1 - \phi_2 = \frac{A_{12}}{q}$, где $A_{12}$ — работа поля при перемещении заряда $q$ из точки 1 в точку 2.

Поскольку мы можем измерять только разность потенциалов, значение потенциала в одной точке можно определить, только если мы договоримся о значении потенциала в другой точке. Эту другую точку называют точкой отсчета или нулевым уровнем. Чаще всего потенциал в этой точке принимают равным нулю.

Выбор нулевого уровня произволен и диктуется удобством решения конкретной задачи. Например:

1. Для уединенных зарядов или систем зарядов, занимающих ограниченную область пространства, потенциал обычно принимают равным нулю на бесконечности. Это связано с тем, что на бесконечном удалении от источников поля его напряженность и, соответственно, сила, действующая на заряд, стремятся к нулю.

2. В электротехнике и при рассмотрении электрических цепей за нулевой уровень потенциала часто принимают потенциал Земли (заземление).

3. В некоторых случаях за нулевой уровень может быть принят потенциал одного из проводников в системе.

Таким образом, значение потенциала в точке — это всегда разность потенциалов между этой точкой и точкой, принятой за нулевой уровень. Без выбора нулевого уровня говорить о конкретном значении потенциала в точке бессмысленно.

Ответ: Прежде чем говорить о значении потенциала в данной точке поля, необходимо выбрать точку отсчета (нулевой уровень), потенциал в которой принимается равным нулю.