Номер 1, страница 329 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 99. Потенциальная энергия заряженного тела в однородном электростатическом поле. Глава 14. Электростатика - номер 1, страница 329.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Электростатическое поле является потенциальным полем. Силы, действующие в потенциальном поле (в данном случае, кулоновские силы), называются консервативными.

Ключевое свойство консервативных сил заключается в том, что их работа по перемещению заряда (или тела) из одной точки пространства в другую не зависит от траектории движения, а определяется только начальным и конечным положением этого заряда.

Работа $A$ сил электростатического поля при перемещении заряда $q$ из точки 1 с потенциалом $\phi_1$ в точку 2 с потенциалом $\phi_2$ равна:

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

В данной задаче начальная точка (1) и конечная точка (2) для всех трех траекторий (I, II, III) одни и те же. Это означает, что потенциалы в этих точках $\phi_1$ и $\phi_2$ являются фиксированными величинами, и разность потенциалов $(\phi_1 - \phi_2)$ одинакова для всех трех путей. Так как заряд $q$ также один и тот же, то работа сил поля будет одинаковой для всех трех траекторий.

Тот факт, что поле является неоднородным (силовые линии не параллельны и/или их густота меняется), не влияет на его консервативную природу. Работа все равно не зависит от пути.

Поскольку работа по всем траекториям одинакова, ни одна из них не может быть меньше другой.

Ответ: 4) работа сил электростатического поля по траекториям I, II, III одинакова