Какую работу выполняет однородное электрическое поле с интенсивностью 500 Н/Кл при перемещении заряда 4 мкКл

Однородное электрическое поле выполняет работу при перемещении заряда внутри него. Работа, совершаемая полем, определяется по формуле:

\[W = q \cdot U\]

где \(W\) - работа, \(q\) - заряд, \(U\) - разность потенциалов.

Для вычисления работы нам дан заряд \(q = 4 \ мкКл\) и интенсивность поля \(E = 500 \ Н/Кл\). Необходимо найти работу, совершенную полем при перемещении заряда на расстояние \(d\) в различных направлениях.

а) В направлении силовых линий поля:
Работа, совершенная полем, можно вычислить, умножив заряд на разность потенциалов.
Разность потенциалов можно получить, умножив интенсивность поля на расстояние:
\[U = E \cdot d = 500 \ Н/Кл \cdot 0.05 \ м = 25 \ В\]

Теперь можно вычислить работу, умножив заряд на разность потенциалов:
\[W = q \cdot U = 4 \cdot 10^{-6} \ Кл \cdot 25 \ В = 0.0001 \ Дж\]

Ответ: В направлении силовых линий поле совершает работу \(0.0001 \ Дж\).

б) В направлении, противоположном направлению силовых линий поля:
В этом случае, разность потенциалов будет иметь отрицательное значение, так как знак изменяется при изменении направления.
\[U = -E \cdot d = -500 \ Н/Кл \cdot 0.05 \ м = -25 \ В\]

Теперь можно вычислить работу:
\[W = q \cdot U = 4 \cdot 10^{-6} \ Кл \cdot -25 \ В = -0.0001 \ Дж\]

Ответ: В направлении, противоположном направлению силовых линий, поле совершает работу \(-0.0001 \ Дж\).

в) В направлении, образующем угол \(\alpha = 120°\) с силовыми линиями поля:
В этом случае, разность потенциалов будет равна произведению интенсивности поля на косинус угла \(\alpha\):
\[U = E \cdot d \cdot \cos(\alpha) = 500 \ Н/Кл \cdot 0.05 \ м \cdot \cos(120°) = -25 \ В\]

Мы используем угол \(\alpha = 120°\) иначе, так как силы и работа в векторной форме, и длина вектора работы будет умножено на косинус угла между векторами.
Теперь можно вычислить работу:
\[W = q \cdot U = 4 \cdot 10^{-6} \ Кл \cdot -25 \ В = -0.0001 \ Дж\]

Ответ: В направлении, образующем угол \(\alpha = 120°\) с силовыми линиями, поле совершает работу \(-0.0001 \ Дж\).

Таким образом, поле совершает работу в направлении силовых линий поля, противоположном направлению силовых линий, и в направлении, образующем угол \(\alpha = 120°\) с силовыми линиями. Все три случая работа составляет \(-0.0001 \ Дж\).