Чтобы найти напряженность однородного электрического поля, используем формулу для работы, совершаемой внешними силами при перемещении заряда в электрическом поле:
\[ A = q \cdot E \cdot d \cdot \cos(\alpha) \]
где:
- \( A \) — работа, совершенная внешними силами (в Джоулях),
- \( q \) — величина заряда (в Кулонах),
- \( E \) — напряженность электрического поля (в Н/Кл),
- \( d \) — расстояние перемещения (в метрах),
- \( \alpha \) — угол между направлением силы (в данном случае, это направление поля) и направлением перемещения.
В нашем случае, мы знаем, что:
- \( A = 8 \, \text{мДж} = 8 \times 10^{-3} \, \text{Дж} \)
- \( q = +2 \, \text{мкКл} = 2 \times 10^{-6} \, \text{Кл} \)
- \( d = 2,5 \, \text{м} \)
- \( \alpha = 0^\circ \), так как перемещение происходит параллельно силовым линиям поля, следовательно, \( \cos(0) = 1 \).
Теперь подставим известные значения в формулу для работы:
\[ 8 \times 10^{-3} = (2 \times 10^{-6}) \cdot E \cdot 2,5 \cdot 1 \]
Перепишем уравнение для нахождения напряженности \( E \):
\[ E = \frac{8 \times 10^{-3}}{(2 \times 10^{-6}) \cdot 2,5} \]
Теперь рассчитаем:
Сначала вычислим знаменатель: \[ 2 \times 10^{-6} \cdot 2,5 = 5 \times 10^{-6} \]
Теперь подставим это значение в уравнение: \[ E = \frac{8 \times 10^{-3}}{5 \times 10^{-6}} \]
Покажем деление: \[ E = \frac{8}{5} \times 10^{3} \] \[ E = 1,6 \times 10^{3} \, \text{Н/Кл} = 1600 \, \text{Н/Кл} \]
Таким образом, напряженность однородного электрического поля составляет 1600 Н/Кл.
Направление напряженности электрического поля
Направление напряженности электрического поля определяется по направлению сил, которые действуют на положительный заряд. Поскольку у нас положительный заряд (+2 мкКл), напряженность электрического поля направлена в ту же сторону, куда была совершена работа (вдоль силовых линий).
Ответ:
- Напряженность электрического поля: 1600 Н/Кл
- Направление: вдоль силовых линий поля (от положительного к отрицательному заряду).