Question

Диполь находится в поле положительного заряда Q. Расстояние между зарядами диполя d = 4 мм.

Answer 1

Ответ:

-3 мкДж

Объяснение:

Здесь мы можем воспользоваться тем, что статическое электрическое поле является потенциальным. Работа внешних сил, в такого рода полях, равна изменению потенциальной энергии системы

$A=\Delta W=W_2-W_1$

Суммарная потенциальная энергия система на рисунке а

$W_1=q\phi-q\phi=0$ Дж (здесь мы учли, что точки равноудалены от заряда Q, значит в них поле имеет одинаковый потенциал).

На рисунке б все немного сложнее. Отрицательный заряд находится на расстоянии r-0.5d=1-0.5*0.4=0.8 см или 0,008 м от заряда Q, а положительный на расстоянии 1+0,2=1,2 см или 0,012 м. С учетом этого можно записать

$W_2=-q\phi_1+q\phi_2=q(\phi_2-\phi_1)=qkQ(\frac{1}{r_2}-\frac{1}{r_1} )=$

$=10^{-9}*9*10^9*8*10^{-9}*(\frac{1}{0.012}-\frac{1}{0.008} )=-3*10^{-6}$ Дж

Работа

$A=-3*10^{-6}-0=-3*10^{-6}$ Дж иди -3 мкДж, знак минус показывает, что система переводится в более выгодное для себя энергетическое состояние.