Номер 1, страница 140 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

1. Зависит ли работа силы электростатического поля от траектории движения заряда? Сравните работу силы электростатического поля, образованного заряженными пластинами, при перемещении заряда $q$ по контуру $A$ и контуру $B$ (рис. 117).

Рис. 117

Работа силы электростатического поля не зависит от траектории движения заряда. Это связано с тем, что электростатическое поле является потенциальным (консервативным). Работа в таком поле определяется только начальным и конечным положением заряда и вычисляется по формуле: $A = W_{p1} - W_{p2} = q(\phi_1 - \phi_2)$, где $q$ — величина перемещаемого заряда, $W_{p1}$ и $W_{p2}$ — потенциальная энергия заряда в начальной и конечной точках, а $\phi_1$ и $\phi_2$ — потенциалы начальной и конечной точек траектории соответственно. Поскольку работа зависит только от разности потенциалов, а не от пути между точками, она не зависит от траектории.

Теперь сравним работу силы электростатического поля при перемещении заряда $q$ по контурам А и В, показанным на рисунке.

Оба контура, и А (1→2→3→1), и В (1→2→3→4→1), являются замкнутыми, так как их начальные и конечные точки совпадают (в обоих случаях это точка 1).

Как было сказано выше, работа в электростатическом поле по замкнутой траектории всегда равна нулю. Это происходит потому, что потенциал в начальной точке равен потенциалу в конечной точке ($\phi_{нач} = \phi_{кон}$), и, следовательно, разность потенциалов равна нулю.

Таким образом, для контура А работа $A_A$ равна: $A_A = q(\phi_1 - \phi_1) = 0$.

Аналогично для контура В работа $A_B$ также равна: $A_B = q(\phi_1 - \phi_1) = 0$.

Следовательно, работы по обоим контурам равны между собой и равны нулю.

Ответ: работа силы электростатического поля не зависит от траектории движения заряда. Работы сил поля при перемещении заряда по замкнутым контурам А и В равны между собой и равны нулю: $A_A = A_B = 0$.