Чтобы определить работу, совершённую электрическим полем по перемещению заряда, можно воспользоваться формулой:
[ A = U \cdot Q, ]
где:
- ( A ) — работа, совершённая электрическим полем (измеряется в джоулях, Дж),
- ( U ) — напряжение (измеряется в вольтах, В),
- ( Q ) — заряд (измеряется в кулонах, Кл).
В данной задаче данные известны:
- Напряжение ( U = 1,5 , \text{В} ).
- Заряд эквивалентен ( 3 \times 10^{21} ) электронов.
Для того чтобы использовать формулу, необходимо сначала перевести количество электронов в кулоны. Заряд одного электрона составляет примерно ( 1,6 \times 10^{-19} , \text{Кл} ). Таким образом, общий заряд ( Q ) можно найти следующим образом:
[
Q = n \cdot e,
]
где:
- ( n = 3 \times 10^{21} ) — количество электронов,
- ( e \approx 1,6 \times 10^{-19} , \text{Кл} ) — заряд одного электрона.
Подставим значения:
[
Q = (3 \times 10^{21}) \cdot (1,6 \times 10^{-19}) , \text{Кл}.
]
Теперь произведем вычисления:
[
Q = 3 \times 1,6 \times 10^{21} \times 10^{-19} = 4,8 \times 10^{2} , \text{Кл} = 480 , \text{Кл}.
]
Теперь, когда у нас есть значение заряда, можем подставить его в формулу для работы:
[
A = U \cdot Q = 1,5 , \text{В} \cdot 480 , \text{Кл}.
]
Рассчитаем работу:
[
A = 1,5 \cdot 480 = 720 , \text{Дж}.
]
Таким образом, работа, совершённая электрическим полем по перемещению заряда, составляет 720 Дж.
