1, Зависит ли работа сил электростатического поля от траектории движения заряда?
Работа сил электростатического поля не зависит от траектории, а зависит только от начального и конечного положения заряда. Это объясняется тем, что электростатическое поле является консервативным. То есть работа силы на любом пути, соединяющем два положения заряда, будет одинаковой, если начальная и конечная точки одинаковы. Это свойство электростатического поля аналогично свойствам гравитационного поля.
2, Как вы понимаете утверждение о том, что электростатическое поле потенциально?
Утверждение о том, что электростатическое поле потенциально, означает, что в этом поле существует потенциал — скалярная величина, значение которой в каждой точке поля определяется только положением точки в пространстве. Потенциал поля позволяет вычислить работу, совершаемую силой электростатического поля при перемещении заряда, без необходимости учитывать сам путь, по которому этот заряд движется.
3, Чему равна работа по перемещению заряда в электростатическом поле?
Работа по перемещению заряда в электростатическом поле равна изменению его потенциальной энергии. Эта работа вычисляется по формуле: A = q * (U2 - U1), где A — работа, q — величина заряда, U2 и U1 — электрические потенциалы в конечной и начальной точке пути соответственно.
4, В чём проявляется аналогия электростатического и гравитационного полей?
Аналогия между электростатическим и гравитационным полями заключается в том, что оба являются консервативными полями, в которых сила, действующая на объект (заряд или массу), зависит только от его положения в поле. В обоих случаях существует потенциальная энергия, а работа, совершённая полем при перемещении объекта, зависит только от начальной и конечной точки, а не от траектории. Силы в этих полях также подчиняются аналогичным законам, например, закон Кулона для электростатического поля и закон всемирного тяготения для гравитационного.
5, Как связано изменение потенциальной энергии заряда в электростатическом поле с работой сил этого поля?
Изменение потенциальной энергии заряда в электростатическом поле связано с работой сил поля через тот факт, что работа, совершённая силой поля при перемещении заряда, равна изменению его потенциальной энергии. Если заряд перемещается по направлению силы поля, потенциальная энергия уменьшается, а работа поля положительна. Если же заряд перемещается против направления силы поля, его потенциальная энергия увеличивается, а работа поля отрицательна.
1. Сравните работу электростатического поля, образованного заряженными пластинами, при перемещении заряда q по контуру А и контуру В (рис. 170).
Работа электростатического поля, образованного заряженными пластинами, при перемещении заряда по контуру A и контуру B будет одинаковой. Это связано с тем, что электростатическое поле является потенциальным, а значит, работа определяется только разностью потенциалов между начальной и конечной точками. Таким образом, работа по обоим контурам равна.
2. Заряд, равный -5*10^-7 Кл, переместили в однородном электростатическом поле напряжённостью 2 * 10^3 Н/Кл на 10 см в направлении линий напряжённости. Чему равна работа, совершённая при перемещении заряда?
Заряд -5 * 10^-7 Кл переместили в однородном электростатическом поле с напряжённостью 2000 Н/Кл на расстояние 0,1 м в направлении линий напряжённости. Работа электростатического поля рассчитывается по формуле A = q * E * d. Подставим значения: A = (-5 * 10^-7) * 2000 * 0,1. Получаем A = -1 * 10^-4 Дж. Отрицательный знак указывает на то, что поле совершает работу над отрицательным зарядом, перемещая его по направлению сил.