Номер 6, страница 299 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Основы электродинамики. Глава 11. Электромагнитное поле. Напряжённость электростатического поля. Параграф 53. Напряжённость электростатического поля. Вопросы - номер 6, страница 299.

Условие.

6. Почему напряжённость электростатического поля не зависит от значения заряда, внесённого в данную точку поля?

Решение.

5. Единицей напряженности электростатического поля в Международной системе единиц (СИ) является вольт на метр ($В/м$) или, что эквивалентно, ньютон на кулон ($Н/Кл$).

Ответ: Вольт на метр ($В/м$) или ньютон на кулон ($Н/Кл$).

6. Напряженность электростатического поля ($ \vec{E} $) является его силовой характеристикой и по определению равна отношению силы ($ \vec{F} $), действующей на пробный положительный заряд ($ q_0 $), помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда: $ \vec{E} = \frac{\vec{F}}{q_0} $. Сила, с которой поле, созданное некоторым зарядом-источником $ Q $, действует на пробный заряд $ q_0 $, согласно закону Кулона, прямо пропорциональна величине этого пробного заряда: $ F = k \frac{|Q| |q_0|}{r^2} $. Если подставить это выражение для силы в формулу напряженности, то пробный заряд $ q_0 $ сократится: $ E = \frac{k \frac{|Q| |q_0|}{r^2}}{q_0} = k \frac{|Q|}{r^2} $. Таким образом, видно, что напряженность в данной точке зависит только от заряда-источника $ Q $ и расстояния до него $ r $, но не от величины пробного заряда $ q_0 $, внесенного в эту точку. Это означает, что напряженность характеризует само поле в данной точке пространства, а не взаимодействие с конкретным внесенным зарядом.

Ответ: Напряженность электростатического поля по определению является отношением силы, действующей на пробный заряд, к величине этого заряда ($ E = F/q_0 $). Так как сила $ F $ прямо пропорциональна величине пробного заряда $ q_0 $, их отношение остается постоянным и не зависит от $ q_0 $, характеризуя только само поле в данной точке.