6. На рисунке изображена картина силовых линий электрического поля. Выберите верное утверждение.

Решение:

Анализируем изображение силовых линий электрического поля:

• Силовые линии прямые и параллельны друг другу.
• Расстояние между линиями одинаковое.

Это характерные признаки однородного электрического поля.

Рассмотрим утверждения:

• а) поле неоднородное — Неверно. По виду силовых линий поле однородное.
• б) при перемещении отрицательного заряда из точки 1 в точку 2 электрическое поле совершает положительную работу — Неверно. Точка 1 находится в более слабом поле (силовые линии дальше друг от друга), чем точка 2 (силовые линии ближе). Если поле однородное, то работа положительна при движении против направления силовых линий. Если поле неоднородное, нужно учитывать изменение напряженности. В данном случае, если предположить, что силовые линии идут вверх (к положительному заряду), то при движении отрицательного заряда из 1 в 2 (навстречу силовым линиям), поле совершит положительную работу. Однако, без указания направления силовых линий или знаков зарядов, это утверждение не всегда верно. Но из контекста рисунка (параллельные линии) скорее всего имеется в виду однородное поле, а работа поля над отрицательным зарядом при движении против поля положительна.
• в) при перемещении отрицательного заряда из точки 1 в точку 2 потенциальная энергия заряда увеличивается — Верно. При движении отрицательного заряда против направления силовых линий (если предположить, что они идут вверх) или в область с большей напряженностью, поле совершает работу, а потенциальная энергия отрицательного заряда, движущегося против поля, увеличивается. Работа поля \( A = q(E_1 - E_2) \). Для отрицательного заряда \( q < 0 \). Если \( E_1 < E_2 \) (поле сильнее в точке 2, что часто подразумевается для таких рисунков), то \( E_1 - E_2 < 0 \), тогда \( A = (-|q|)(-|E|) \) или \( A = (-|q|)(E_1-E_2) \). Если \( E_1 < E_2 \), то \( A = (-|q|)(E_1-E_2) = |q|(E_2-E_1) > 0 \) — работа поля положительна. Потенциальная энергия \( W_p = q Φ \). \( Φ_1 - Φ_2 = E \cdot d \). Если силовые линии направлены вверх, то \( Φ_1 > Φ_2 \). Тогда \( W_{p1} - W_{p2} = q(Φ_1 - Φ_2) \). Для отрицательного заряда \( q<0 \), \( Φ_1 > Φ_2 \), следовательно \( q(Φ_1 - Φ_2) < 0 \), то есть \( W_{p1} < W_{p2} \). Потенциальная энергия увеличивается.

Ответ: в) при перемещении отрицательного заряда из точки 1 в точку 2 потенциальная энергия заряда увеличивается