Яка робота була зроблена однорідним електричним полем з напруженістю 500 кв/м під час переміщення 10^10 електронів

Тема урока: Работа электрического поля

Объяснение: Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении заряда, определяется как произведение напряженности электрического поля на смещение заряда. Формула для расчета работы электрического поля выглядит следующим образом:

\[ \text{Работа (W)} = \text{сила (F)} \times \text{путь (d)} \times \cos\theta \]

где сила определяется как произведение заряда на напряженность поля:

\[ \text{сила (F)} = \text{заряд (q)} \times \text{напряженность поля (E)} \]

В данной задаче имеется однородное электрическое поле с напряженностью 500 кВ/м. Заряд электрона составляет -1,6х10^-19 Кл. Задача требует найти работу, совершенную этим полем при перемещении 10^10 электронов на расстояние 10 мм.

Сначала нужно найти силу, действующую на один электрон:

\[ \text{сила (F)} = \text{заряд (q)} \times \text{напряженность поля (E)} \]

\[ \text{сила (F)} = -1,6х10^{-19}\ \text{Кл} \times 500\ \text{кВ/м} \]

После этого, для нахождения работы, нужно умножить полученную силу на путь перемещения одного электрона:

\[ \text{работа (W)} = \text{сила (F)} \times \text{путь (d)} \times \cos\theta \]

В данной задаче направление движения электронов противоположно направлению силовых линий, поэтому угол \(\theta\) между направлением силы и пути перемещения равен 180°, и \(\cos\theta = -1\).

Например:
Дано: напряженность поля (E) = 500 кВ/м, заряд электрона (q) = -1,6х10^-19 Кл, путь (d) = 10 мм = 0,01 м

Сначала найдем силу (F):

\[ \text{сила (F)} = -1,6х10^{-19}\ \text{Кл} \times 500\ \text{кВ/м} \]

\[ \text{сила (F)} = -8х10^{-17}\ \text{Н} \]

Теперь найдем работу (W):

\[ \text{работа (W)} = \text{сила (F)} \times \text{путь (d)} \times \cos\theta \]

\[ \text{работа (W)} = -8х10^{-17}\ \text{Н} \times 0,01\ \text{м} \times (-1) \]

\[ \text{работа (W)} = 8х10^{-19}\ \text{Дж} \]

Совет: Для лучшего понимания работы электрического поля и решения подобных задач рекомендуется изучить концепции электрического поля, напряженности поля и работы в электростатике. Понимание физических принципов и использование релевантных формул помогут легче решать задачи данного типа.

Задание: Какова работа, совершенная электрическим полем, если на заряд 5 мкКл воздействует электрическое поле с напряженностью 100 В/м и заряд электрона составляет -1,6х10^-19 Кл? Путь перемещения заряда равен 2 м.

Тема вопроса: Работа в электрическом поле

Описание:
Работа, совершаемая в электрическом поле при перемещении заряда, определяется выражением:
\[W = q \cdot U\]
где W - работа, совершенная полем, q - заряд, U - напряжение.

Мы знаем, что заряд электрона q = -1,6х10^-19 Кл, и что заряды перемещаются на расстояние d = 10 мм = 0,01 м в направлении, противоположном направлению силовых линий поля.

Напряжение U в данном случае можно найти, исходя из формулы:
\[U = E \cdot d\]
где E - напряженность поля, d - расстояние.

Тогда напряжение U = 500 кВ/м * 0,01 м = 5 кВ.

Теперь мы можем рассчитать работу W:
\[W = q \cdot U = -1,6х10^-19 Кл * 5 кВ = -8х10^-19 Дж\]

Отрицательный знак работы указывает на то, что работа совершается против направления поля, т.е. электроны перемещаются в обратном направлении силовых линий поля.

Демонстрация:
Сколько работы совершает однородное электрическое поле с напряженностью 300 В/м при перемещении заряда 6 мкКл на расстояние 2 м в направлении силовых линий поля?

Совет:
Для лучшего понимания работы в электрическом поле рекомендуется изучить основные понятия, такие как напряженность поля, напряжение, заряд и формулу для расчета работы в электрическом поле.

Практика:
Какова работа, совершаемая однородным электрическим полем с напряженностью 800 В/м при перемещении 5 нКл заряда на расстояние 0,2 м в направлении силовых линий поля?