Номер 2, страница 308 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Основы электродинамики. Глава 11. Электромагнитное поле. Напряжённость электростатического поля. Параграф 55. Линии напряжённости электростатического поля. Вопросы - номер 2, страница 308.

Условие.

2. Какими свойствами обладают силовые линии электростатического поля?

Решение.

Силовые линии электростатического поля (линии напряженности) — это условные линии, которые используются для наглядного представления электростатического поля в пространстве. Они обладают следующими ключевыми свойствами:

1. Направление. Касательная, проведенная к силовой линии в любой ее точке, совпадает по направлению с вектором напряженности электрического поля $\vec{E}$ в этой точке. Стрелкой на силовой линии указывают направление этого вектора.

2. Начало и конец. Силовые линии начинаются на положительных электрических зарядах и заканчиваются на отрицательных. В случае уединенного заряда линии начинаются (для заряда $q > 0$) или заканчиваются (для $q < 0$) в бесконечности.

3. Непрерывность. Силовые линии непрерывны. Они не могут обрываться или начинаться в точке пространства, где нет электрического заряда.

4. Не пересекаются. Силовые линии никогда не пересекаются друг с другом. Если бы они пересекались, то в точке пересечения вектор напряженности поля имел бы два различных направления, что физически невозможно.

5. Густота. Густота силовых линий (число линий, пронизывающих единичную площадку, перпендикулярную им) пропорциональна модулю напряженности электрического поля. Где линии расположены гуще, там напряженность поля больше, и наоборот.

6. Незамкнутость. Силовые линии электростатического поля всегда разомкнуты. Это свойство является следствием потенциальности электростатического поля: работа сил поля по перемещению заряда по любому замкнутому контуру всегда равна нулю ($\oint \vec{E} \cdot d\vec{l} = 0$).

7. Взаимодействие с проводниками. Силовые линии перпендикулярны поверхности проводников, находящихся в электростатическом равновесии, так как поверхность проводника является эквипотенциальной. Внутри проводника в состоянии равновесия электростатическое поле отсутствует ($\vec{E}=0$), поэтому силовых линий там нет.

Ответ: Силовые линии электростатического поля – это направленные от положительных зарядов к отрицательным (или в/из бесконечности) непрерывные кривые, которые не пересекаются и не являются замкнутыми. Касательная к линии в любой точке указывает направление вектора напряженности поля, а густота линий пропорциональна его модулю. Линии напряженности перпендикулярны поверхностям проводников в равновесии и отсутствуют внутри них.