Задача по теме "Электростатика" по предмету Физика Чему равняется работа электрических сил, связанная с перемещением точечного заряда +20 мкКл, расположенного на расстоянии 3 см от бесконечной проводящей плоскости, в бесконечность?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Работа электрических сил, связанная с перемещением точечного заряда +20 мкКл в бесконечность, равна изменению потенциальной энергии системы.

Потенциальная энергия точечного заряда q в поле проводящей плоскости равна U=qEd, где E - напряженность электрического поля, d - расстояние от заряда до плоскости.

Так как проводящая плоскость нейтральна, то поле вне плоскости равно нулю, а вблизи плоскости напряженность поля равна E=q/ε₀, где ε₀ - диэлектрическая проницаемость вакуума.

Таким образом, потенциальная энергия заряда в начальном положении равна U1=2010^(-6) (2010^(-6))/ε₀ 0.03, а в конечном положении (в бесконечности) U2=2010^(-6) 0.

Тогда работа электрических сил, связанная с перемещением заряда в бесконечность, равна ΔU=U2-U1=-U1=-2010^(-6) (2010^(-6))/ε₀ 0.03.

Подставим значения и рассчитаем работу:

ΔU=-2010^(-6) (2010^(-6))/(8.8510^(-12)) * 0.03 ≈ -0.17 Дж.

Таким образом, работа электрических сил, связанная с перемещением точечного заряда +20 мкКл в бесконечность, равна приблизительно -0.17 Дж.