Номер 2, страница 339 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 102. Примеры решения задач по теме «Потенциальная энергия электростатического поля. Разность потенциалов». Глава 14. Электростатика - номер 2, страница 339.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Дано:

Расстояние между пластинами, $d = 0,5 \text{ см} = 0,005 \text{ м}$

Разность потенциалов, $U = 300 \text{ В}$

Изменение кинетической энергии, $\Delta E_k = 1,5 \text{ мкДж} = 1,5 \cdot 10^{-6} \text{ Дж}$

Найти:

$q$ - ?

Решение:

Согласно теореме о кинетической энергии, изменение кинетической энергии тела равно работе всех сил, действующих на это тело. В данном случае на заряженную пылинку действует только электрическая сила, так как силу тяжести по условию не учитываем.

Следовательно, изменение кинетической энергии пылинки равно работе, совершаемой электрическим полем при ее перемещении от одной пластины до другой:

$\Delta E_k = A$

Работа электрического поля по перемещению заряда $q$ между точками с разностью потенциалов $U$ определяется формулой:

$A = q \cdot U$

Приравнивая два выражения, получаем:

$\Delta E_k = q \cdot U$

Выразим из этой формулы искомый заряд пылинки $q$:

$q = \frac{\Delta E_k}{U}$

Подставим числовые значения из условия задачи в систему СИ:

$q = \frac{1,5 \cdot 10^{-6} \text{ Дж}}{300 \text{ В}} = 0,005 \cdot 10^{-6} \text{ Кл} = 5 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$

Поскольку $1 \text{ нКл} = 10^{-9} \text{ Кл}$, то заряд пылинки равен $5 \text{ нКл}$.

Ответ: 3) 5 нКл