Номер 4, страница 122 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 7. Электрический ток. Сила тока. Напряжение. Параграф 33. Электрическое напряжение. Вопросы - номер 4, страница 122.

Условие.

4. В каких единицах выражаются электрическое напряжение и напряжённость электрического поля?

Решение.

Электрическое напряжение

Электрическое напряжение, или разность потенциалов, является энергетической характеристикой электрического поля. Оно показывает, какую работу $\text{A}$ совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда $\text{q}$ из одной точки в другую. Математически это выражается формулой:

$U = \frac{A}{q}$

В Международной системе единиц (СИ) работа измеряется в джоулях (Дж), а электрический заряд — в кулонах (Кл). Следовательно, единица измерения напряжения — это джоуль на кулон (Дж/Кл). Эта производная единица имеет собственное название — вольт (В), в честь итальянского физика Алессандро Вольта.

$1 \text{ В} = 1 \frac{\text{Дж}}{\text{Кл}}$

Ответ: Электрическое напряжение выражается в вольтах (В).

Напряжённость электрического поля

Напряжённость электрического поля является силовой характеристикой поля. Она определяется как сила $\text{F}$, действующая на единичный положительный пробный заряд $\text{q}$, помещённый в данную точку поля. Формула для напряжённости:

$E = \frac{F}{q}$

Исходя из этой формулы, единицей измерения напряжённости в системе СИ является ньютон на кулон (Н/Кл), так как сила измеряется в ньютонах (Н), а заряд — в кулонах (Кл).

Также напряжённость однородного электрического поля можно выразить через напряжение $\text{U}$ (разность потенциалов) между двумя точками поля и расстояние $\text{d}$ между ними вдоль силовой линии:

$E = \frac{U}{d}$

Из этой формулы следует другая, чаще используемая, единица измерения напряжённости — вольт на метр (В/м). Обе единицы, ньютон на кулон и вольт на метр, эквивалентны, что можно доказать:

$1 \frac{\text{В}}{\text{м}} = 1 \frac{\text{Дж/Кл}}{\text{м}} = 1 \frac{\text{Дж}}{\text{Кл} \cdot \text{м}} = 1 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}}{\text{Кл} \cdot \text{м}} = 1 \frac{\text{Н}}{\text{Кл}}$

Ответ: Напряжённость электрического поля выражается в вольтах на метр (В/м) или, что эквивалентно, в ньютонах на кулон (Н/Кл).