§ З Работа поля при перемещении заряда
Электрический заряд q1>0 переместили по замкнутому контуру ABCD в поле точечного заряда q2>0 (рис. 14.38). На каких участках работа поля по перемещению заряда была положительной? отрицательной? равной нулю? Как изменялась потенциальная энергия системы? Чему равна полная работа поля по перемещению заряда?
Решение
Дано: , ; путь замкнут. По рисунку . точки лежат на ближней к дуге, а — на дальней.
Решение: Сила от положительного отталкивает положительный по радиусу наружу. На участке заряд удаляется от , направление перемещения совпадает с силой, поэтому работа положительна.
На участке заряд приближается к против силы, поэтому работа отрицательна. На дугах и расстояние до постоянно; это участки эквипотенциальных окружностей. По формуле (.) § на каждой дуге.
По определению потенциальной энергии работа электрической силы равна её убыли: . Поэтому на энергия уменьшается, на увеличивается, а на дугах не меняется. При возвращении в потенциальная энергия принимает исходное значение: . Значит, полная работа .
Ответ
На работа положительна, на отрицательна, на и равна нулю. Потенциальная энергия меняется противоположно работе; за весь замкнутый путь её изменение и работа поля равны нулю.
