Номер 4, страница 139 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

4. Что называют потенциалом электростатического поля?

Потенциал электростатического поля (обозначается как $\varphi$) — это скалярная энергетическая характеристика поля. Потенциал в некоторой точке пространства определяется как отношение потенциальной энергии $W_p$, которой обладает пробный положительный заряд $q$, помещенный в эту точку, к величине этого заряда.

Таким образом, потенциал является характеристикой самого поля и не зависит от величины пробного заряда, который вносится в поле для его измерения. Математически это выражается формулой:

$\varphi = \frac{W_p}{q}$

Потенциал тесно связан с работой, которую совершают силы электростатического поля. Работа $A$ по перемещению заряда $q$ из точки 1 в точку 2 равна произведению величины заряда на разность потенциалов между начальной и конечной точками:

$A_{12} = q(\varphi_1 - \varphi_2)$

Следовательно, разность потенциалов ($\varphi_1 - \varphi_2$) — это физическая величина, равная работе, совершаемой полем при перемещении единичного положительного заряда из точки 1 в точку 2.

Абсолютное значение потенциала в точке определено с точностью до константы, так как зависит от выбора точки с нулевым потенциалом. В физике принято считать, что потенциал точки, находящейся на бесконечном удалении от зарядов, создающих поле, равен нулю. С учетом этого соглашения, потенциал, создаваемый точечным зарядом $Q$ на расстоянии $r$ от него, равен:

$\varphi = k \frac{Q}{r}$

где $k$ — электростатическая постоянная ($k = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \approx 9 \cdot 10^9$ Н·м²/Кл²).

Единицей измерения потенциала в системе СИ является Вольт (В). 1 В — это потенциал такой точки поля, при перемещении в которую заряда в 1 Кл электрическое поле совершает работу в 1 Дж.

$1\text{ В} = \frac{1\text{ Дж}}{1\text{ Кл}}$

Ответ: Потенциалом электростатического поля в данной точке называется скалярная физическая величина, равная отношению потенциальной энергии, которой обладает пробный положительный заряд, помещённый в эту точку, к величине этого заряда. Это энергетическая характеристика поля.