Формулы по физике 10 класс: потенциал и разность потенциалов

Электрический потенциал характеризует энергетическое состояние электрического поля в данной точке, а разность потенциалов (напряжение) показывает, какую работу совершает поле при перемещении заряда. В таблице приведены основные формулы для расчёта потенциала, напряжения и работы электрического поля, изучаемые в школьном курсе физики 10 класса.

Формулы: потенциал и разность потенциалов

Что находимФормулаОбозначения и единицы СИ
Электрический потенциалφ = Wп/q
  • φ — электрический потенциал точки поля, В
  • Wп — потенциальная энергия заряда в электрическом поле, Дж
  • q — электрический заряд, Кл
Потенциальная энергия заряда в электрическом полеWп = q·φ
  • Wп — потенциальная энергия заряда, Дж
  • q — электрический заряд, Кл
  • φ — электрический потенциал точки поля, В
Разность потенциалов (напряжение)U = φ1 − φ2
  • U — разность потенциалов между двумя точками (напряжение), В
  • φ1 — потенциал первой точки, В
  • φ2 — потенциал второй точки, В
Работа электрического поля при перемещении зарядаA = q·U
A = q·(φ1 − φ2)
  • A — работа электрического поля, Дж
  • q — электрический заряд, Кл
  • U — разность потенциалов между начальной и конечной точками, В
  • φ1 — потенциал начальной точки, В
  • φ2 — потенциал конечной точки, В
Потенциал поля точечного зарядаφ = k·Q/r
  • φ — электрический потенциал поля в рассматриваемой точке, В
  • k — электростатическая постоянная (k ≈ 9·10^{9}), Н·м2/Кл2
  • Q — заряд, создающий электрическое поле, Кл
  • r — расстояние от заряда до рассматриваемой точки, м

Когда какую формулу применять

  • Для определения потенциала точки используйте формулу φ = Wп/q, если известны потенциальная энергия и заряд.
  • Для расчёта потенциальной энергии заряда используйте Wп = q·φ.
  • Разность потенциалов между двумя точками находите вычитанием потенциала конечной точки из потенциала начальной точки: U = φ1 - φ2.
  • Работу электрического поля при перемещении заряда рассчитывайте по формуле A = q·U. Учитывайте знак заряда и направление перемещения.
  • Для потенциала поля точечного заряда используйте φ = k·Q/r. Не забывайте учитывать знак создающего поле заряда и переводить расстояние в метры, а заряд — в кулоны.

Пример решения задачи

Электрический заряд 5 мКл перемещается в электрическом поле между двумя точками с разностью потенциалов 200 В. Определите работу электрического поля.

Дано:

q = 5 мКл = 0,005 Кл

U = 200 В

A — ?

Решение:

Работа электрического поля определяется формулой:

A = q·U

Подставим значения:

A = 0,005·200 = 1 Дж

Ответ: 1 Дж

Формулы по физике 10 класс