Номер 1, страница 19, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. Нарисуйте качественную картину силовых линий электрического поля: а) двух разноименно заряженных плоскостей, причем $q_1 = q_2$; б) двух точечных зарядов, причем $q_1 = -2q_2$.

а) Качественная картина силовых линий электрического поля для двух разноименно заряженных параллельных плоскостей с равными по модулю зарядами (или, точнее, поверхностными плотностями зарядов, $|\sigma_1| = |\sigma_2|$) выглядит следующим образом:

1. В центральной части, в пространстве между плоскостями, электрическое поле является однородным. Силовые линии в этой области представляют собой параллельные прямые, равноудаленные друг от друга и перпендикулярные поверхностям плоскостей.

2. Направление силовых линий — от положительно заряженной плоскости к отрицательно заряженной.

3. В идеализированной модели бесконечных плоскостей электрическое поле за пределами пространства между ними равно нулю.

4. Для реальных плоскостей конечного размера по краям наблюдается так называемый "краевой эффект": поле перестает быть однородным, и силовые линии изгибаются, выходя за пределы области между плоскостями. Плотность этих линий по краям меньше, что указывает на ослабление поля.

При рисовании изображают две параллельные пластины (например, в виде отрезков). Между ними рисуют несколько параллельных, равноотстоящих линий со стрелками, направленными от пластины, помеченной знаком "+", к пластине со знаком "−". У краев пластин линии изображают изогнутыми наружу.

Ответ: Картина силовых линий представляет собой параллельные, равноотстоящие прямые, направленные от положительной плоскости к отрицательной в пространстве между ними, и изгибающиеся наружу у краев плоскостей. Вне плоскостей поле в идеале равно нулю.

б) Рассмотрим качественную картину силовых линий для двух точечных зарядов при условии $q_1 = -2q_2$. Это означает, что заряды имеют противоположные знаки, и модуль заряда $q_1$ в два раза больше модуля заряда $q_2$. Для определенности, пусть заряд $q_2$ будет положительным ($q_2 = +q$), тогда заряд $q_1$ — отрицательным ($q_1 = -2q$).

1. Силовые линии электрического поля начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных (или уходят в бесконечность/приходят из бесконечности).

2. Густота силовых линий (их количество на единицу площади) пропорциональна модулю напряженности поля. Число линий, выходящих из положительного заряда или входящих в отрицательный, условно принимается пропорциональным модулю заряда. Так как $|q_1| = 2|q_2|$, в заряд $q_1$ должно входить вдвое больше силовых линий, чем выходит из заряда $q_2$.

3. В данной конфигурации все силовые линии, выходящие из положительного заряда $q_2$, будут заканчиваться на отрицательном заряде $q_1$.

4. Поскольку в заряд $q_1$ должно войти вдвое больше линий, чем вышло из $q_2$, недостающая половина линий придет на заряд $q_1$ из бесконечности.

5. Существует точка (нулевая точка или точка равновесия), где напряженность суммарного электрического поля равна нулю ($E = 0$). Эта точка лежит на прямой, соединяющей заряды, со стороны меньшего по модулю заряда (т.е. за зарядом $q_2$). Силовые линии не проходят через эту точку, они ее "обтекают".

При рисовании из заряда $q_2$ изображают некоторое число (например, N) исходящих линий, которые изгибаются и входят в заряд $q_1$. Кроме того, к заряду $q_1$ из бесконечности (с краев рисунка) подходят еще N линий. В итоге из $q_2$ выходит N линий, а в $q_1$ входит 2N линий. Линии располагаются несимметрично относительно прямой, перпендикулярной оси зарядов, и сгущаются вблизи $q_1$, что отражает более сильное поле.

Ответ: Картина силовых линий представляет собой линии, выходящие из заряда $q_2$ и входящие в заряд $q_1$, а также линии, приходящие из бесконечности и также входящие в $q_1$. Количество линий, входящих в $q_1$, вдвое больше, чем выходящих из $q_2$. Существует нулевая точка поля на прямой, соединяющей заряды, за зарядом $q_2$.