1, Какой характеристикой электростатического поля является потенциал?
Потенциал является скалярной характеристикой электростатического поля, которая определяет потенциальную энергию единичного положительного заряда в данной точке пространства.
2, От чего зависит и от чего не зависит потенциал электростатического поля?
Потенциал электростатического поля зависит от заряда, создающего поле, и его положения в пространстве, но не зависит от пробного заряда, с помощью которого измеряется потенциал.
3, Дайте определение разности потенциалов.
Разностью потенциалов называется работа, совершаемая электростатическим полем при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.
4, Какая формула выражает взаимосвязь напряжённости электростатического поля и разности потенциалов?
Связь между напряжённостью электростатического поля и разностью потенциалов выражается формулой: E = U / d, где E — напряжённость, U — разность потенциалов, d — расстояние между точками.
5, Каковы единицы напряжённости электростатического поля?
Единица измерения напряжённости электростатического поля в системе СИ — вольт на метр (В/м).
1. Докажите, что напряжённость 1 В/м равна 1 Н/Кл.
Напряжённость электрического поля определяется как сила, действующая на единичный положительный заряд: E = F / q. Согласно закону Кулона, сила, действующая на заряд, равна: F = qE. Разность потенциалов выражается через работу: A = qU. Напряжённость также можно выразить через разность потенциалов и расстояние: E = U / d. Единицы измерения в СИ: 1 В = 1 Дж/Кл, 1 В/м = (1 Дж/Кл) / м = (1 Н·м) / (Кл·м) = 1 Н/Кл. Таким образом, 1 В/м действительно равен 1 Н/Кл.
2. Какую работу совершает электростатическое поле при перемещении заряда 2 * 10^-6 Кл из точки с потенциалом 700 В в точку с потенциалом 200 В?
Работа электростатического поля при перемещении заряда находится по формуле: A = q (φ1 - φ2). Подставляем значения: A = (2 * 10⁻⁶ Кл) * (700 В - 200 В) = (2 * 10⁻⁶) * 500 = 1 * 10⁻³ Дж = 1 мДж.
3. Чему равен электрический заряд, который перемещается из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 75 В, если известно, что силы электростатического поля совершают работу 1 мДж?
Для нахождения заряда используем ту же формулу: q = A / (φ1 - φ2). Подставляем значения: q = (1 * 10⁻³ Дж) / (100 В - 75 В) = (1 * 10⁻³) / 25 = 4 * 10⁻⁵ Кл.
4. Поверхности, во всех точках которых потенциал имеет одно и то же значение, называют эквипотенциальными. Что собой представляют эквипотенциальные поверхности точечного заряда? Изобразите эквипотенциальные поверхности однородного электростатического поля.
Эквипотенциальные поверхности точечного заряда представляют собой сферические поверхности, центр которых совпадает с положением заряда. В случае однородного электростатического поля эквипотенциальные поверхности — это плоскости, перпендикулярные направлению напряжённости поля.