Номер 12, страница 102, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Электростатика и постоянный электрический ток. Глава VII. Электростатика. Параграф 36. Напряжённость электрического поля. Линии напряжённости - номер 12, страница 102.

Условие.

°12. Изобразите в тетради линии напряжённости электрического поля, созданного двумя равными по модулю отрицательными точечными зарядами.

Решение 2.

Линии напряжённости (силовые линии) электрического поля — это воображаемые линии, используемые для наглядного представления электрического поля. Они обладают следующими свойствами:

1. Направление касательной к силовой линии в любой её точке совпадает с направлением вектора напряжённости электрического поля $\vec{E}$ в этой точке.

2. Линии напряжённости начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных, или уходят в бесконечность (если заряд уединённый).

3. Густота линий характеризует модуль напряжённости поля: где линии гуще, там поле сильнее.

В задаче рассматривается поле, созданное двумя равными по модулю ($|q_1| = |q_2| = q$) отрицательными ($q_1 < 0$, $q_2 < 0$) точечными зарядами. Результирующее поле в любой точке пространства определяется по принципу суперпозиции как векторная сумма полей, создаваемых каждым зарядом в отдельности: $\vec{E} = \vec{E}_1 + \vec{E}_2$.

Картина линий напряжённости для такой системы зарядов будет иметь следующие характерные особенности:

Направление линий: Поскольку оба заряда отрицательные, все линии напряжённости будут направлены из бесконечности к этим зарядам. На линиях необходимо изобразить стрелки, указывающие в сторону зарядов.

Симметрия: Так как заряды равны, картина поля будет симметрична относительно прямой, соединяющей заряды, а также относительно перпендикуляра, проведённого через середину отрезка между зарядами.

Область между зарядами: В пространстве между зарядами линии напряжённости будут изгибаться, как бы отталкиваясь друг от друга и от срединной линии. Это связано с тем, что векторы напряжённости от каждого заряда складываются. Ровно посередине между зарядами векторы напряжённости $\vec{E}_1$ и $\vec{E}_2$ равны по модулю и противоположны по направлению. Их векторная сумма равна нулю: $\vec{E} = \vec{E}_1 + \vec{E}_2 = 0$. Эта точка является нейтральной точкой, в которой напряжённость поля равна нулю. Через неё силовые линии не проходят.

На больших расстояниях: На расстояниях, значительно превышающих расстояние между зарядами, система будет создавать поле, подобное полю одного точечного заряда с суммарным зарядом $Q = q_1 + q_2 = -2q$. Поэтому вдали от системы линии напряжённости будут практически прямыми, направленными радиально к центру системы.

Изображение поля должно выглядеть как два центра (отрицательные заряды), в которые со всех сторон входят искривлённые линии. Линии изгибаются так, чтобы обойти область между зарядами, создавая симметричную картину.

Ответ: Картина линий напряжённости электрического поля для двух равных отрицательных точечных зарядов представляет собой симметричную систему кривых линий, которые начинаются в бесконечности и заканчиваются на зарядах (стрелки на линиях направлены к зарядам). Линии изгибаются, отталкиваясь друг от друга, особенно в области между зарядами. Точно посередине между зарядами находится нейтральная точка, где напряженность поля равна нулю и через которую силовые линии не проходят.