Номер 3, страница 316 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Электростатика. Глава 8. Свойства электрического поля. Параграф 38. Напряжённость электрического поля - номер 3, страница 316.

Условие.

3. Объясните, почему напряжённость электрического поля отрицательного заряда направлена к заряду.

Решение.

3. Решение

Направление вектора напряжённости электрического поля ($\vec{E}$) в какой-либо точке пространства по определению совпадает с направлением силы ($\vec{F}$), которая действовала бы на помещённый в эту точку положительный пробный заряд ($q_0$).

Математически эта связь выражается формулой:
$ \vec{E} = \frac{\vec{F}}{q_0} $

По соглашению, пробный заряд $q_0$ всегда считается положительным ($q_0 > 0$).

Рассмотрим поле, создаваемое отрицательным зарядом $\text{q}$ (где $q < 0$). Если мы поместим в это поле положительный пробный заряд $q_0$, то, согласно закону взаимодействия зарядов (закону Кулона), между ними возникнет сила притяжения, так как разноимённые заряды притягиваются.

Это означает, что сила $\vec{F}$, действующая на положительный пробный заряд $q_0$, будет направлена строго к источнику поля — отрицательному заряду $\text{q}$.

Так как в формуле для напряжённости $q_0$ является положительной скалярной величиной, то векторы напряжённости $\vec{E}$ и силы $\vec{F}$ всегда сонаправлены. Следовательно, вектор напряжённости электрического поля отрицательного заряда также будет направлен к этому заряду.

Именно поэтому силовые линии электрического поля для отрицательного заряда изображают в виде прямых, направленных к заряду.

Ответ: По определению, направление вектора напряжённости электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. Так как разноимённые заряды притягиваются, сила, действующая на положительный пробный заряд со стороны отрицательного заряда, направлена к последнему. Следовательно, и вектор напряжённости поля отрицательного заряда направлен к нему.