Электростатика — Задание ЕГЭ по физике №00010299

Однородное поле — это поле, в котором напряжённость во всех точках одинакова, например поле между пластинами плоского конденсатора. Формулу связи легко вывести, если посчитать работу поля двумя способами.

Первый способ — через силу. На заряд $q$ действует постоянная сила $F=qE$. Если заряд прошёл вдоль линии поля расстояние $d$, работа равна $A=Fd=qEd$.

Второй способ — через напряжение. По определению напряжение — это работа поля по перемещению единичного заряда, то есть $A=qU$.

Приравниваем: $qEd=qU$. Заряд сокращается, и остаётся $U=Ed$, или $$E=\dfrac{U}{d}$$ Верен вариант 2.

Проверим себя по единицам. Напряжённость измеряют в вольтах на метр, и именно это даёт вольт, делённый на метр. В варианте 1 получился бы метр на вольт, в варианте 4 — вольт, умноженный на метр, а в варианте 3 справа стоит $\dfrac{\text{В}}{\text{м}}\cdot\text{м}^2=\text{В}\cdot\text{м}$, а не вольт.