Номер 2, страница 99, 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 2, страница 99.

Условие.

2. На рисунке 36.1 изображены векторы напряжённости электрического поля, созданного положительным точечным зарядом в нескольких точках пространства, находящихся на одинаковых расстояниях от данного заряда. Объясните, почему напряжённость поля во всех точках направлена от положительного заряда.

Рис. 36.1

Решение 2.

Напряжённость электрического поля $\vec{E}$ является векторной физической величиной, характеризующей электрическое поле в данной точке пространства. По определению, напряжённость электрического поля равна отношению силы $\vec{F}$, с которой поле действует на точечный пробный заряд $q_0$, помещённый в эту точку, к величине этого заряда:

$\vec{E} = \frac{\vec{F}}{q_0}$

Из этой формулы следует, что направление вектора напряжённости $\vec{E}$ совпадает с направлением силы $\vec{F}$, действующей на пробный заряд. По международному соглашению (конвенции), для определения направления напряжённости электрического поля принято использовать положительный пробный заряд ($q_0 > 0$).

В условии задачи сказано, что поле создаётся положительным точечным зарядом (обозначим его $\text{Q}$, где $Q > 0$). Чтобы определить направление поля в некоторой точке, мы мысленно помещаем в эту точку положительный пробный заряд $q_0$. Согласно закону Кулона, два одноимённых заряда отталкиваются. Следовательно, сила $\vec{F}$, действующая со стороны заряда $\text{Q}$ на заряд $q_0$, будет направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды, в сторону от заряда $\text{Q}$.

Так как направление вектора напряжённости $\vec{E}$ совпадает с направлением силы $\vec{F}$, действующей на положительный пробный заряд, то и вектор напряжённости электрического поля, созданного положительным точечным зарядом, в любой точке пространства будет направлен от этого заряда.

Ответ: Направление вектора напряжённости электрического поля по определению совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. Поскольку положительный заряд, создающий поле, отталкивает положительный пробный заряд (согласно закону Кулона об отталкивании одноимённых зарядов), сила, действующая на пробный заряд, направлена от источника поля. Следовательно, и вектор напряжённости направлен от положительного заряда.