Решение задачи: Потенциал и напряженность поля

Определение и связь потенциала с напряженностью электростатического поля. 1. Напряженность поля (Е) Напряженность — это силовая характеристика электрического поля. Она показывает, с какой силой поле действует на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку. Формула для вычисления: \[ \vec{E} = \frac{\vec{F}}{q} \] где: \( E \) — напряженность поля (В/м или Н/Кл); \( F \) — сила, действующая на заряд (Н); \( q \) — величина заряда (Кл). Для точечного заряда \( Q \) напряженность на расстоянии \( r \) вычисляется так: \[ E = k \cdot \frac{|Q|}{r^2} \] 2. Потенциал поля (φ) Потенциал — это энергетическая характеристика поля. Он равен отношению потенциальной энергии заряда в поле к величине этого заряда. Формула: \[ \phi = \frac{W_p}{q} \] где: \( \phi \) — потенциал (В); \( W_p \) — потенциальная энергия (Дж). Для точечного заряда \( Q \): \[ \phi = k \cdot \frac{Q}{r} \] 3. Связь между напряженностью и потенциалом Напряженность поля направлена в сторону убывания потенциала. В однородном электрическом поле связь выражается формулой: \[ E = \frac{U}{d} = \frac{\phi_1 - \phi_2}{d} \] где: \( U \) — разность потенциалов (напряжение); \( d \) — расстояние между точками вдоль линии напряженности. Основные различия: - Напряженность \( \vec{E} \) — векторная величина (имеет направление). - Потенциал \( \phi \) — скалярная величина (число).