Потенциал, работа поля. Основные понятия

Потенциалом электростатического поля называют скалярную величину, равную отношению…

• энергии поля к величине заряда, создающего это поле

• 
  энергии заряда в поле к величине этого заряда

• 
  величины заряда к энергии поля в данной точке

• 
  напряженности поля к величине заряда

Answer explanation

энергии заряда в поле к величине этого заряда

Потенциал электростатического поля — это скалярная величина, которая определяется как отношение потенциальной энергии заряда в поле к величине этого заряда:

Физическая скалярная величина, определяемая отношением работы электростатических сил при перемещении электрического заряда из одной точки в другую к числовому значению этого заряда, называется...

• напряженностью электростатического поля

• плотностью энергии электростатического поля

• 
  разностью потенциалов между точками электростатического поля

• 
  потенциалом электростатического поля

Answer explanation

Разностью потенциалов между точками электростатического поля

Физическая скалярная величина, определяемая отношением работы электростатических сил при перемещении заряда из одной точки в другую к величине этого заряда, называется разностью потенциалов:

В СИ единицей потенциала является

• 
  1 В

• 
  1 Дж

• 
  1 А

• 
  1 Ф

Answer explanation

В системе СИ единицей потенциала является вольт (В).

1 вольт определяется как разность потенциалов между двумя точками, при которой для перемещения заряда в 1 кулон (Кл) совершается работа в 1 джоуль (Дж):

Соотношение между напряженностью и напряжением в однородном электрическом поле выражается формулой:

• 
• 
• 
• 

Answer explanation

Напряжение между двумя точками в однородном электрическом поле, расположенными по одной линии напряженности, равно произведению модуля вектора напряженности поля на расстояние между этими точками.

По какой формуле можно определить потенциал электростатического поля точечного заряда, находящегося в однородном изотропном диэлектрике?

• 
• 
• 
• 

Answer explanation

Диэлектрическая проницаемость среды имеет известное значение (табличное), характеризует среду, в которой существует поле. Для воздуха она равна единице.

В однородном электрическом поле конденсатора перемещают одинаковые отрицательные заряды из точки 1 несколькими способами. В каком случае работа по перемещению заряда равна нулю?

• 
  1 - г

• 
  1 - б

• 1 - а

• 
  1 - в

Answer explanation

Для ответа на этот вопрос необходимо учитывать, что работа по перемещению заряда в электрическом поле зависит от изменения потенциала. Работа равна нулю, если заряд перемещается по эквипотенциальной поверхности, где разность потенциалов равна нулю.

Правильный ответ:

Перемещение заряда по эквипотенциальной поверхности.

В этом случае работа по перемещению заряда равна нулю, так как разность потенциалов между начальной и конечной точками пути равна нулю.

На рисунке изображены линии напряженности электрического поля. В какой точке поля потенциал поля больше?

• во всех точках поля потенциал одинаков

• 
  3

• 
  2

• 
  1

Answer explanation

Для определения точки с наибольшим потенциалом в электрическом поле, изображённом на рисунке, необходимо учитывать следующие принципы:

1. Направление линий напряженности: Линии напряженности электрического поля всегда направлены от положительных зарядов (или областей с более высоким потенциалом) к отрицательным зарядам (или областям с более низким потенциалом).

2. Потенциал и напряжённость: В направлении линий напряженности потенциал уменьшается.

Исходя из этого, точка с наибольшим потенциалом будет находиться ближе к области, от которой начинаются линии напряженности (обычно это положительный заряд или область с более высоким потенциалом).

Правильный ответ:

Точка 1

Точка 1, вероятно, находится ближе к началу линий напряженности, что указывает на более высокий потенциал по сравнению с другими точками.

В однородном электрическом поле конденсатора перемещают одинаковые положительные заряды из точки 1 в точку 2 двумя способами: 1 – а – 2 и 1 – б – 2. При этом…

• 
• 
• 
• 

Answer explanation

• Электростатические силы называются консервативными, потому что их работа не зависит от пути, а только от начального и конечного положения заряда.

• Электростатическое поле называется потенциальным, потому что оно может быть описано через скалярный потенциал, и в нем существует потенциальная энергия, связанная с положением заряда.

Разность потенциалов между обкладками конденсатора 300 В. Протон перемещается из точки 1 в точку 2 так, как показано на рисунке. Чему равна работа по перемещению протона из одной точки поля в другую?

• 
  0

• 300 Дж

• 
  по данным задачи нельзя рассчитать работу по перемещению заряда

• 

Answer explanation

0

Точечный неподвижный заряд 20 нКл создает электрическое поле. Заряд 1 нКл перемещается в этом поле по траектории, представляющей собой квадрат со стороной 10 см. Работа сил поля по перемещению заряда равна:

• 
  0

• 
  100 Дж

• 
  50 Дж

• 
  25 Дж

Answer explanation

Правильный ответ:

0

Работа сил электрического поля по перемещению заряда по замкнутой траектории (в данном случае квадрату) равна нулю. Это связано с тем, что электростатическое поле является потенциальным, и работа в таком поле зависит только от начальной и конечной точек, а не от пути перемещения. Поскольку заряд возвращается в исходную точку, разность потенциалов между начальной и конечной точками равна нулю, и, следовательно, работа равна нулю.