Какую работу выполнит поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом -100 В в точку с потенциалом...?

Тема занятия: Работа и электрический потенциал.

Пояснение: Перемещение заряда в электрическом поле сопровождается выполнением работы. Работа, совершаемая полем, определяется разностью потенциалов между начальной и конечной точками перемещения заряда. Разность потенциалов выражается формулой:

\[ W = q \cdot \Delta V \]

где:
- W - работа, выполненная полем (измеряется в джоулях),
- q - заряд (измеряется в кулонах),
- ΔV - разность потенциалов (измеряется в вольтах).

В данной задаче имеются следующие данные:
- Заряд q = 20 нКл (нанокулоны, или \(2 \times 10^{-8}\) кулона),
- Потенциал начальной точки V1 = -100 В,
- Потенциал конечной точки V2 (не указан).

Используя формулу работы, можно вычислить работу, которую совершит поле при перемещении заряда:

\[ W = q \cdot (V2 - V1) \]

Проанализируем:
- Если V2 > V1, то знак работы будет положительным, что означает, что поле совершает работу над зарядом.
- Если V2 < V1, то знак работы будет отрицательным, что означает, что заряд совершает работу над полем.
- Если V2 = V1, то разность потенциалов равна нулю, и работа будет также равна нулю.

Демонстрация: Найдем работу, которую выполнит поле, если потенциал конечной точки равен 50 В.

Решение: Подставляем известные данные в формулу работы:

\[ W = q \cdot (V2 - V1) \]
\[ W = (20 \times 10^{-9}) \cdot (50 - (-100)) \]
\[ W = 20 \times 10^{-9} \cdot 150 \]
\[ W = 3 \times 10^{-6} \] (в Дж)

Таким образом, поле выполнит работу 3 микроджоуля при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом -100 В в точку с потенциалом 50 В.

Совет: Для лучшего понимания работы и электрического потенциала рекомендуется ознакомиться с определениями и свойствами этих понятий. Подробно изучите их применение в различных задачах. Эксперименты с использованием электрического поля и зарядов могут также помочь визуализировать эти концепции.

Дополнительное задание: Какова работа, совершаемая полем, если заряд 5 мКл перемещается из точки с потенциалом 200 В в точку с потенциалом -50 В? (Ответ: -0.325 Дж)