Точечный заряд q = 2 мкКл перемещается в поле отрицательного заряда Q по некоторой траектории. Первоначальное расстояние между зарядами равно 60 см, конечное — 30 см. Работа, совершенная электростатическим полем над зарядом q, равна -0,09 Дж. Рассчитайте величину заряда Q. (Только с рисунком и дано)
Объяснение:
Замечание: чтобы не рисовать договоримся:
узел 1- здесь точка схемы, где соеденены концы сопротивлений R1, R2 и R3;
ток I1 - ток протекающий по ветви с сопротивлением R1, он втекает в узел 1;
ток I2 - ток протекающий по ветви с сопротивлением R2, он вытекает из узла 1;
ток I3 - ток протекающий по ветви с сопротивлением R3, он вытекает из узла 1;
Составим уравнения по Правилам Кирхгофа:
I1=I2+I3;
I2*R2 - I3*R3=E;
учтем,что по R1 протекае только ток источника тока J:
I1=J; I2=J-I3;
Подставим:
I1=I2+I3;
-I3*R3+(J-I3)*R2=E;
Откроем скобки:
J1=I2+I3;
-I3*R3+J*R2-I3*R2=E;
Сгруппируем:
I2=J-I3
J*R2-I3(R2+R3)=E;
Найдем ток I3
I3=(J*R2-E)/(R2+R3);
Подставим I3 в первое уравнение, и вычислим I2:
I2=J - [(J*R2-E)/(R2+R3)];
Приведем к общему знаменателю:
I2=[J(R2+R3)-(J*R2-E)]\(R2+R3);
Приведем подобные:
I2=[J*R2+J*R3-JR2+E]\(R2+R3);
Получим ток I2:
I2=[J*R3+E]\(R2+R3);
Падение напряжения на R2:
I2*R2=[J*R3*R2+E*R2]\(R2+R3);
Вольтметр показывает 0, приравняем падение напряжения к 0:
J*R3*R2+E*R2=0;
Условие, при котором вольтметр покажет 0:
J*R3= -E
Ну вот такой анализ схемы с Правил Кирхгофа...