Номер 4, страница 367 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

4. В чём отличие индукционного электрического поля от электростатического?

4. В чём отличие индукционного электрического поля от электростатического?

Существует три ключевых отличия индукционного (вихревого) электрического поля от электростатического.

Первое отличие — происхождение (источники поля). Электростатическое поле создается неподвижными в пространстве электрическими зарядами. Индукционное электрическое поле порождается магнитным полем, которое изменяется с течением времени. Это фундаментальное положение теории электромагнетизма выражается уравнением Максвелла-Фарадея: $ \text{rot} \, \vec{E} = -\frac{\partial \vec{B}}{\partial t} $, где $ \vec{E} $ — напряженность индукционного поля, а $ \vec{B} $ — вектор магнитной индукции.

Второе отличие — характер силовых линий. Силовые линии электростатического поля являются разомкнутыми. Они всегда начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных (или уходят в бесконечность). В противоположность этому, силовые линии индукционного поля всегда замкнуты, они не имеют ни начала, ни конца, охватывая область изменения магнитного потока. Именно поэтому такое поле называют вихревым.

Третье отличие — работа поля и его потенциальность. Электростатическое поле является потенциальным (или консервативным). Это значит, что работа, совершаемая его силами при перемещении электрического заряда по любому замкнутому пути, всегда равна нулю: $ A_{\text{замкн.}} = q \oint_L \vec{E} \cdot d\vec{l} = 0 $. Потенциальные поля можно описать с помощью скалярного потенциала. Индукционное электрическое поле, напротив, является непотенциальным (вихревым). Работа его сил при перемещении заряда по замкнутому контуру в общем случае отлична от нуля и равна ЭДС индукции $ \mathcal{E}_{инд} $, умноженной на величину заряда: $ A_{\text{замкн.}} = q \mathcal{E}_{инд} = -q \frac{d\Phi}{dt} $, где $ \Phi $ — магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром. Для такого поля нельзя ввести понятие потенциала в классическом понимании.

Ответ: Индукционное электрическое поле отличается от электростатического по трём основным параметрам: 1) источником (изменяющееся магнитное поле, а не статические заряды); 2) структурой (силовые линии замкнуты, а не разомкнуты); 3) свойствами (поле является вихревым и непотенциальным, а не консервативным и потенциальным).

5. При каких условиях

Вопрос 5 в предоставленном изображении сформулирован не полностью, что не позволяет дать на него ответ. Необходимо полное условие.