برای حل سوال، به موارد زیر میپردازیم:
**الف) مقایسه پتانسیل الکتریکی در نقاط A، B و C:**
با توجه به جهت خطوط میدان الکتریکی که موازی و هم جهت با بردار C به B، B به A و A به خارج است، میتوان گفت که:
- همیشه در جهت خطوط میدان الکتریکی، پتانسیل کمتر میشود.
- بنابراین پتانسیل C کمتر از B و پتانسیل B کمتر از A است، پس داریم: \( V_A > V_B > V_C \).
**ب) محاسبه کار میدان الکتریکی در مسیر A تا C:**
کار انجام شده توسط میدان الکتریکی بر روی بار q در مسیر A تا C از رابطه زیر به دست میآید:
\[ W = -q \cdot (V_C - V_A) \]
\( E = 2 \times 10^4 \, N/C \)، فاصله کل 2 متر است؛ بنابراین:
\[ W = -q \cdot E \cdot d = -(10^{-6}) \times (2 \times 10^4) \times 2 = -0.04 \, J\]
**پ) تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی بار q در مسیر A تا C:**
تغییر انرژی پتانسیل نیز با کار میدان برابر خواهد بود اما با علامت مخالف:
\[ \Delta U = -W = 0.04 \, J \]
**ت) اختلاف پتانسیل بین نقطه A و B:**
چون طول AB یک متر است:
\[ \Delta V = E \cdot d = 2 \times 10^4 \times 1 = 2 \times 10^4 \, V\]
**ج) محاسبه نیروی وارد بر بار:**
اندازه نیروی الکتریکی وارد بر بار q برابر است با:
\[ F = q \cdot E = (10^{-6}) \times (2 \times 10^4) = 0.02 \, N\]
این محاسبات براساس دادههای موجود است و فرض کردهایم بار -1 میکروکولن است، چون علامت بار در میدان اهمیت دارد.
