При преобразовании потенциала электрического заряда из точки с потенциалом 500 В в точку с потенциалом 200 В напряженность электрического поля составит 6 мДж. Определите величину заряда.
Ответы на вопрос:
Электростатический потенциа́л — скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию, которой обладает единичный положительный пробный заряд, помещённый в данную точку поля. Единицей измерения потенциала в Международной системе единиц (СИ) является вольт (русское обозначение: В; международное: V), 1 В = 1 Дж/Кл (подробнее о единицах измерения — см. ниже).
Электростатический потенциал — специальный термин для возможной замены общего термина электродинамики скалярный потенциал в частном случае электростатики (исторически электростатический потенциал появился первым, а скалярный потенциал электродинамики — его обобщение). Употребление термина электростатический потенциал определяет собой наличие именно электростатического контекста. Если такой контекст уже очевиден, часто говорят просто о потенциале без уточняющих прилагательных.
Электростатический потенциал равен отношению потенциальной энергии взаимодействия заряда с полем к величине этого заряда:
{\displaystyle \varphi ={\frac {W_{p}}{q_{p}}}.}{\displaystyle \varphi ={\frac {W_{p}}{q_{p}}}.}
Напряжённость электростатического поля {\displaystyle \mathbf {E} }\mathbf {E} и потенциал {\displaystyle \varphi }\varphi связаны соотношением[1]
{\displaystyle \int \limits _{A}^{B}\mathbf {E} \cdot \mathbf {dl} =\varphi (A)-\varphi (B),}{\displaystyle \int \limits _{A}^{B}\mathbf {E} \cdot \mathbf {dl} =\varphi (A)-\varphi (B),}
или обратно[2]:
{\displaystyle \mathbf {E} =-\nabla \varphi .}{\mathbf E}=-\nabla \varphi .
Здесь {\displaystyle \nabla }\nabla — оператор набла, то есть в правой части равенства стоит минус градиент потенциала — вектор с компонентами, равными частным производным от потенциала по соответствующим (прямоугольным) декартовым координатам, взятый с противоположным знаком.
Воспользовавшись этим соотношением и теоремой Гаусса для напряжённости поля {\displaystyle \mathbf {\nabla } \cdot \mathbf {E} ={\rho \over \varepsilon _{0}}}{\mathbf \nabla }\cdot {\mathbf E}={\rho \over \varepsilon _{0}}, легко увидеть, что электростатический потенциал удовлетворяет уравнению Пуассона в вакууме. В единицах системы СИ:
{\displaystyle {\nabla }^{2}\varphi =-{\rho \over \varepsilon _{0}},}{\displaystyle {\nabla }^{2}\varphi =-{\rho \over \varepsilon _{0}},}
где {\displaystyle \varphi }\varphi — электростатический потенциал (в вольтах), {\displaystyle \rho } \rho — объёмная плотность заряда (в кулонах на кубический метр), а {\displaystyle \varepsilon _{0}}{\displaystyle \varepsilon _{0}} — электрическая постоянная (в фарадах на метр).
Реши свою проблему, спроси otvet5GPT
-
Быстро
Мгновенный ответ на твой вопрос -
Точно
Бот обладает знаниями во всех сферах -
Бесплатно
Задай вопрос и получи ответ бесплатно
Популярно: Физика
-
100719922.07.2020 15:19
-
RobloxTop06.03.2021 19:02
-
Spectator1003.08.2020 23:39
-
spaceman66608.02.2023 00:08
-
abdullah9412.04.2020 17:59
-
Aleks559518.03.2022 00:04
-
Vedma133812.06.2022 09:59
-
Клубничка098765432218.01.2023 05:34
-
sokolovasvetla122.12.2020 22:30
-
help27615.08.2021 17:53
Есть вопросы?
-
Как otvet5GPT работает?
otvet5GPT использует большую языковую модель вместе с базой данных GPT для обеспечения высококачественных образовательных результатов. otvet5GPT действует как доступный академический ресурс вне класса. -
Сколько это стоит?
Проект находиться на стадии тестирования и все услуги бесплатны. -
Могу ли я использовать otvet5GPT в школе?
Конечно! Нейросеть может помочь вам делать конспекты лекций, придумывать идеи в классе и многое другое! -
В чем отличия от ChatGPT?
otvet5GPT черпает академические источники из собственной базы данных и предназначен специально для студентов. otvet5GPT также адаптируется к вашему стилю письма, предоставляя ряд образовательных инструментов, предназначенных для улучшения обучения.