Tension et travail entre deux plaques parallèles

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Deux plaques métalliques planes et parallèles, distantes de , créent entre elles un champ électrostatique uniforme d'intensité .

Champ uniforme entre deux plaques planes et parallèlesSchéma de deux plaques métalliques planes et parallèles, horizontales, portant des signes opposés : la plaque supérieure est marquée de plus, l'inférieure de moins. Entre elles règne un champ électrostatique uniforme, figuré par trois vecteurs violets identiques dirigés de la plaque positive vers la plaque négative, c'est-à-dire du haut vers le bas ; leur égale longueur et leur parallélisme traduisent l'uniformité du champ. Une cote verticale donne la distance qui sépare les plaques.Champ uniforme entre deux plaques parallèlesTrois vecteurs identiques : c'est ce que veut dire « uniforme »+++++−−−−−EdDonnéesd = 4,0 cmE = 5,0×10³ V·m⁻¹U : à calculerrelation U = E·dLa tension et le champ sont liés par la seule distance entre les plaques.
Le champ est uniforme : même direction, même sens et même intensité en tout point entre les plaques.

1. Calculer la tension établie entre les deux plaques.

2. Une charge est déplacée de la plaque positive à la plaque négative, parallèlement au champ. Calculer le travail de la force électrique.

3. Ce travail dépend-il du chemin suivi ? Justifier.

Indices

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1 Indice 1
La relation $E = \dfrac{U}{d}$ s'inverse aussi bien : $U = E\,d$, avec la distance convertie en mètres.
2 Indice 2
Le travail d'une force constante parallèle au déplacement vaut $W = q\,E\,d$, soit aussi $q\,U$. La force électrique est conservative : son travail ne dépend pas du chemin suivi.

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La relation s'inverse aussi bien : , avec la distance convertie en mètres.

Le travail d'une force constante parallèle au déplacement vaut , soit aussi . La force électrique est conservative : son travail ne dépend pas du chemin suivi.

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