Заданный вопрос касается работы по перемещению точечного заряда q в поле заряда Q. Для ответа на этот вопрос, необходимо рассмотреть соотношение работы поля и потенциальной энергии точечного заряда в данном поле.
Работа поля по перемещению заряда q определяется как произведение поля на перемещение заряда: А = F∙d, где А - работа поля, F - сила, действующая на заряд q в поле, d - перемещение заряда.
Потенциальная энергия точечного заряда q в поле заряда Q определяется формулой: Е = k∙qQ/r, где Е - потенциальная энергия заряда q, k - электростатическая постоянная, Q - заряд поля, r - расстояние между зарядами.
Учитывая, что работа поля равна изменению потенциальной энергии заряда по формуле А = ΔЕ, можно сделать следующие выводы:
- Если работа поля положительна (А > 0), то потенциальная энергия заряда увеличивается при перемещении в поле. Это соответствует отталкиванию зарядов с разными знаками или притяжению зарядов с одинаковыми знаками.
- Если работа поля отрицательна (А < 0), то потенциальная энергия заряда уменьшается при перемещении в поле. Это соответствует притяжению зарядов с разными знаками или отталкиванию зарядов с одинаковыми знаками.
Теперь рассмотрим предложенные варианты ответа:
a) ( ) ААВ = -АВА АВА > ААС
b) ( ) ААВ
c) ( ) ААВ > ААС
d) ( ) ААВ ААС
Для ответа на вопрос, нужно определить, какое из предложенных соотношений лучше объясняет работу поля по перемещению точечного заряда q в поле заряда Q.
Исходя из обсужденных ранее выводов, чтобы работа поля была положительной, как в варианте a), заряды должны быть отталкивающими (с одинаковыми знаками) или при отталкивании заряды должны перемещаться в направлении, противоположном направлению силы поля (от zаряда Q).
Опираясь на изображение и предложенные варианты ответов, рассмотрим значение q.
На графике изображены два заряда - Q и q, иллюстрирующие положительное значение q. Поэтому мы можем сделать вывод, что работа поля должна быть отрицательной (т.е. А < 0), чтобы объяснить положительное значение q.
Исходя из данных выводов, можно сделать следующий выбор:
Ответ: d) ( ) ААВ ААС, где ААВ < ААС.
Этот ответ указывает на то, что работа поля по перемещению заряда q в поле Q меньше работа поля по перемещению заряда q в поле S. В этом случае положительный заряд q будет перемещаться в направлении заряда Q.
Для решения данной задачи, мы сначала должны рассмотреть основные понятия, связанные с индуктивной катушкой и фазовым сдвигом.
Индуктивная катушка - это электрическая компонента, которая создает магнитное поле при прохождении через неё переменного электрического тока. Напряжение на индуктивной катушке вызывает возникновение тока, а сила тока, в свою очередь, создает магнитное поле вокруг катушки.
Фазовый сдвиг - это разница между фазой напряжения и фазой тока в цепи, и он возникает из-за индуктивности катушки.
Теперь, когда мы разобрались с понятиями, перейдем к решению задачи.
Из условия задачи мы знаем, что напряжение на активном сопротивлении индуктивной катушке (Ur) составляет 36 В, а общее напряжение на ее зажимах (U) равно 60 В.
У нас есть формула, которая связывает падение напряжения на активном сопротивлении с силой тока через него и его сопротивлением:
Ur = I * R,
где Ur - напряжение на активном сопротивлении,
I - сила тока через активное сопротивление,
R - сопротивление активного сопротивления.
Мы также знаем, что в индуктивной цепи фазовый сдвиг между током и напряжением составляет 90 градусов (π/2 радиан).
Для определения силы тока через активное сопротивление, мы можем использовать закон Ома:
I = U / R,
где U - общее напряжение на зажимах индуктивной катушки,
R - сопротивление активного сопротивления.
Подставим известные значения:
I = 60 В / R.
Теперь, используя формулу для падения напряжения на активном сопротивлении и зная силу тока, мы можем найти сопротивление активного сопротивления:
Ur = I * R,
36 В = I * R.
Подставляем значение силы тока:
36 В = (60 В / R) * R.
Разделим обе части уравнения на R:
36 В / R = 60 В.
Теперь с помощью этого уравнения можем найти сопротивление активного сопротивления:
R = 60 В / 36 В.
Раскладываем дробь на простые и находим значение R:
R = 1.6667 Ом.
Итак, мы получили, что сопротивление активного сопротивления составляет 1.6667 Ом. Теперь мы можем найти фазовый сдвиг между током и напряжением в цепи.
Зная, что фазовый сдвиг между током и напряжением в индуктивной цепи составляет 90 градусов (π/2 радиан), можно ответить на вопрос задачи - фазовый сдвиг равен 90 градусов.
Надеюсь, я смог объяснить задачу и решить ее понятным образом. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!
Дано: Решение
l₁ = 0,3 м M₁ = M₂
M₂ = 6 Н·м M₁ = F₁l₁
F₁l₁ = M₂
F₁ - ? F₁ = M₂ / l₁
F₁ = 6 Н·м / 0,3 м = 20Н
ответ: F₁ = 20Н