§ 46. Работа сил электрического поля при перемещении заряда

Зарядив шарики электрофорной машины, поместим гильзу в электрическое поле между ними. Оно перемещает гильзу то к одному шарику, то к другому, совершая работу; следовательно, поле обладает энергией. Выясним, от чего зависит величина этой работы. Допустим, что в точке В однородного электрического поля (рис. 61) находилось тело с зарядом +q и под действием поля оно переместилось по линии напряженности в точку С, находящуюся на расстоянии l по прямой от точки В. Работа поля по перемещению заряженного тела A = Fl, где F = qE, тогда формула работы перемещения заряженного тела в однородном электрическом поле будет: AqEl.

Рис. 61. Работа сил поля не зависит от формы пути

Если же заряженное тело попадет в точку С по пути ВДС, то в этом случае работа сил поля будет равна сумме работ на участках ВД и ДС. На участке ВД А = Fl₁ cos α = qEl₁ cos α, на участке ДС работа равна нулю, так как сила F перпендикулярна перемещению ДС, а при таком условии cos 90° = 0. Сумма работ A₁ + А₂ = qEl₁ cos α + 0 = qEl₁ cos α. Так как l₁cos α = l, то A₁+A₂ = qEl. Следовательно, работа по перемещению заряженного тела из одной точки электрическою поля в другую не зависит от формы пути его перемещения, а зависит от расстояния по прямой между этими точками и ветчины заряда перемещаемого тела. Работа электрического поля показывает, какую энергию поле отдало заряженному телу, перемещая его: A = qEl.

Поля, в которых работа перемещения не Зависит от формы пути, называются потенциальными. К таким полям относится гравитационное поле и электростатическое.

В атомной физике работа электрического йоля и энергия частиц измеряется внесистемной единицей экектронвольт (эв) или в миллионах электронвольт (Мэв). Электронвольт - работа, совершаемая электрическим полем при перемещении электрона между двумя точками поля при разности) потенциалов между ними в 1 в. 1 эв = 1,6*10^-19 дж.

Задача 18. Вдоль линий напряженности однородного электрического поля движется электрон. Определить скорость, которую приобретает электрон на пути 9,1 мм, если напряженность поля 10000 ^в/_м, заряд электрона 16*10^-20 к и масса его 9,1*10^-31 кг.

отсюда

Вычислим

Получим наименование: к*^в/_кг = а*сек*^в/_кг = ^дж/_кг = н*^м/_кг = кг*м*сек^-2м/_кг = ^м2/_сек².

После извлечения корня имеем ^м/_сек.

Отв.: v = 5600 ^км/_сек.