Номер 5, страница 258 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

5. Что такое эквипотенциальная поверхность?

Эквипотенциальная поверхность — это поверхность (воображаемая или реальная), во всех точках которой потенциал $ \phi $ электростатического поля имеет одинаковое значение.

Одним из главных свойств эквипотенциальной поверхности является то, что работа $\text{A}$, совершаемая силами поля при перемещении заряда $\text{q}$ вдоль любой траектории на этой поверхности, равна нулю. Это следует из определения разности потенциалов: $ A = q(\phi_1 - \phi_2) $. Поскольку для любой точки на поверхности потенциал одинаков ($ \phi_1 = \phi_2 $), то и работа равна $ A = 0 $.

Из этого свойства следует другое: силовые линии электрического поля (вектор напряженности $ \vec{E} $) всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям. Если бы существовала составляющая вектора $ \vec{E} $, параллельная поверхности, то поле совершало бы работу над зарядом, движущимся по поверхности, что противоречит ее определению.

Эквипотенциальные поверхности не могут пересекаться, так как в противном случае точка пересечения имела бы два разных значения потенциала, что физически невозможно.

Густота расположения эквипотенциальных поверхностей (при их построении через равные интервалы потенциала) визуально характеризует напряженность поля. Там, где поверхности расположены ближе друг к другу, поле сильнее, и наоборот.

Примерами эквипотенциальных поверхностей являются концентрические сферы для поля точечного заряда и параллельные плоскости для однородного поля. Поверхность любого проводника в состоянии электростатического равновесия также является эквипотенциальной.

Ответ: Эквипотенциальная поверхность — это поверхность, все точки которой имеют одинаковый электрический потенциал. Работа по перемещению заряда по такой поверхности равна нулю, а силовые линии электрического поля всегда ей перпендикулярны.