Вопросы, страница 19 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Вопросы

1. Как можно доказать, что электрическое поле обладает энергией?

2. Что называется электрическим напряжением?

3. Как определяется единица напряжения?

1. Доказать, что электрическое поле обладает энергией, можно на основе его способности совершать работу. Энергия — это способность тела или системы совершать работу. Если поместить в электрическое поле пробный электрический заряд, то поле будет действовать на него с некоторой силой. Под действием этой силы заряд придёт в движение, то есть его скорость, а следовательно, и кинетическая энергия, увеличатся. Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении заряда, идёт на увеличение его кинетической энергии. Согласно закону сохранения энергии, работа может быть совершена только за счёт уменьшения энергии системы. В данном случае, работа совершается за счёт энергии самого электрического поля. Таким образом, раз электрическое поле может совершить работу, оно обладает энергией.

Хорошим примером является заряженный конденсатор. Пространство между его обкладками заполнено электрическим полем. Если подключить к конденсатору, например, лампочку, она на короткое время загорится. Свет и тепло, выделяемые лампочкой, — это энергия. Эта энергия была запасена в электрическом поле конденсатора.

Ответ: Существование энергии у электрического поля доказывается его способностью совершать работу по перемещению электрических зарядов, что приводит к изменению их кинетической энергии. Работа совершается за счет энергии самого поля.

2. Электрическим напряжением (или разностью потенциалов) между двумя точками поля называется физическая величина, равная работе, которую совершают электрические силы при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую. Напряжение характеризует работу электрического поля по перемещению заряда. Оно обозначается буквой $\text{U}$ и определяется по формуле: $U = \frac{A}{q}$, где $\text{A}$ — работа электрического поля, а $\text{q}$ — величина перемещаемого заряда. Напряжение является энергетической характеристикой электрического поля.

Ответ: Электрическое напряжение — это физическая величина, численно равная работе электрического поля по перемещению единичного положительного заряда между двумя точками.

3. Единица напряжения в Международной системе единиц (СИ) называется Вольт (В) в честь итальянского учёного Алессандро Вольта. Единица напряжения определяется исходя из его определения. Так как напряжение $U = \frac{A}{q}$, то за единицу напряжения принимают такое напряжение между двумя точками, при котором для перемещения заряда в 1 Кулон (Кл) электрическое поле совершает работу в 1 Джоуль (Дж). Таким образом, 1 Вольт равен 1 Джоулю на 1 Кулон: $1 \text{ В} = \frac{1 \text{ Дж}}{1 \text{ Кл}}$.

Ответ: Единица напряжения — Вольт (В). 1 Вольт — это напряжение между двумя точками, при котором перемещение заряда в 1 Кулон требует совершения работы в 1 Джоуль.