Каков потенциал точки в электрическом поле, к которой заряд внесен из бесконечности и силами поля была совершена работа

Содержание: Потенциал точки в электрическом поле

Разъяснение: Потенциал точки в электрическом поле определяется как работа, которую необходимо выполнить для перемещения единичного положительного заряда из бесконечности до этой точки в данном поле. Обозначается символом V.

Потенциал точки в электрическом поле можно выразить формулой:

V = k * Q / r,

где V - потенциал, k - постоянная электростатического поля (k ≈ 9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2), Q - заряд, создающий поле, r - расстояние от заряда до точки.

Исходя из формулы, видно, что потенциал точки в электрическом поле зависит от величины заряда и расстояния до него. Чем больше заряд, тем выше потенциал, и наоборот, чем дальше точка от заряда, тем меньше потенциал.

Для рассчета работы силы поля, необходимо учесть, что работа равна изменению потенциала:

W = ΔV = V2 - V1,

где W - работа, ΔV - изменение потенциала, V1 и V2 - потенциалы начальной и конечной точек соответственно.

Демонстрация: Если заряд Q = 5 Кл и расстояние до точки r = 2 метра, то потенциал точки будет:

V = (9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2) * 5 Кл / 2 м = 2.25 * 10^10 В.

Совет: Для лучшего понимания понятия потенциала в электрическом поле, полезно представить его как "энергию" данной точки в поле заряда. Высокий потенциал указывает на большую энергию, которая может быть передана заряду, перемещая его из данной точки.

Упражнение: Если заряд Q = 2.5 Кл и потенциал точки V = 1.5 * 10^9 В, каково расстояние до заряда? Найдите значение r, используя формулу V = k * Q / r.