№733 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

В однородном электрическом поле напряжённостью $$1\ \text{кВ/м}$$ переместили заряд $$-25\ \text{нКл}$$ в направлении силовой линии на $$2\ \text{см}$$. Найти работу поля, изменение потенциальной энергии заряда и напряжение между начальной и конечной точками перемещения.

Переведём величины в СИ:

$$q=-25\ \text{нКл}=-2{,}5\cdot10^{-8}\ \text{Кл},\qquad E=1\ \text{кВ/м}=10^3\ \text{В/м},\qquad \Delta l=2\ \text{см}=0{,}02\ \text{м}.$$

Работа электрического поля при перемещении заряда вдоль силовой линии:

$$A=qE\Delta l.$$

Подставим значения:

$$A=(-2{,}5\cdot10^{-8})\cdot10^3\cdot0{,}02 =-0{,}5\cdot10^{-6}\ \text{Дж} =-0{,}5\ \text{мкДж}.$$

Изменение потенциальной энергии заряда связано с работой поля соотношением:

$$\Delta U=-A.$$

Тогда

$$\Delta U=0{,}5\ \text{мкДж}.$$

Напряжение между начальной и конечной точками:

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

Следовательно,

$$U=\frac{-0{,}5\cdot10^{-6}}{-2{,}5\cdot10^{-8}}=20\ \text{В}.$$

Ответ: $$A=-0{,}5\ \text{мкДж},\ \Delta U=0{,}5\ \text{мкДж},\ U=20\ \text{В}.$$