Номер 1, страница 24, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. Что понимают под потоком напряженности электрического поля?

1. Что понимают под потоком напряженности электрического поля?

Поток вектора напряженности электрического поля (или электрический поток) — это скалярная физическая величина, которая характеризует прохождение электрического поля через некоторую поверхность. Фактически, поток является мерой, пропорциональной количеству силовых линий электрического поля, пронизывающих эту поверхность.

Для простого случая, когда однородное электрическое поле с напряженностью $\vec{E}$ проходит через плоскую поверхность площадью $\text{S}$, поток $\Phi_E$ вычисляется по формуле: $\Phi_E = E \cdot S \cdot \cos(\alpha)$

Здесь $\text{E}$ — это модуль вектора напряженности, $\text{S}$ — площадь поверхности, а $\alpha$ — угол между направлением вектора напряженности $\vec{E}$ и вектором нормали $\vec{n}$ (перпендикуляра) к поверхности.

Произведение $E \cdot \cos(\alpha)$ есть не что иное, как проекция вектора $\vec{E}$ на направление нормали, $E_n$. Тогда формулу можно записать в виде $\Phi_E = E_n \cdot S$.

Если ввести понятие вектора площади $\vec{S}$, модуль которого равен площади $\text{S}$, а направление совпадает с направлением нормали $\vec{n}$, то формула потока элегантно записывается через скалярное произведение векторов: $\Phi_E = \vec{E} \cdot \vec{S}$

В общем случае, для неоднородного поля и произвольной криволинейной поверхности, эту поверхность мысленно разбивают на множество бесконечно малых плоских участков $dS$. Поток через такой элементарный участок $d\vec{S}$ равен $d\Phi_E = \vec{E} \cdot d\vec{S}$. Чтобы найти полный поток через всю поверхность $\text{S}$, необходимо просуммировать (проинтегрировать) потоки через все элементарные участки: $\Phi_E = \int_S \vec{E} \cdot d\vec{S}$

В Международной системе единиц (СИ) поток вектора напряженности измеряется в вольт-метрах (В·м).

Ответ: Под потоком напряженности электрического поля понимают скалярную величину, определяющую количество силовых линий поля, проходящих через заданную поверхность. Для однородного поля и плоской поверхности он равен произведению модуля вектора напряженности на площадь поверхности и на косинус угла между вектором напряженности и нормалью к поверхности. В общем случае поток вычисляется как интеграл по поверхности от скалярного произведения вектора напряженности на вектор элементарной площадки.