Номер 5, страница 32, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

5. Какие поверхности называются эквипотенциальными?

5. Эквипотенциальными поверхностями называют геометрическое место точек в пространстве, в которых потенциал электростатического поля $\phi$ имеет одинаковое значение. То есть, для любой точки, принадлежащей одной и той же эквипотенциальной поверхности, выполняется условие $\phi = \text{const}$.

Из этого определения вытекают основные свойства эквипотенциальных поверхностей:

1. Разность потенциалов между любыми двумя точками на одной эквипотенциальной поверхности равна нулю. Следовательно, работа $\text{A}$, совершаемая электрическим полем при перемещении заряда $\text{q}$ вдоль эквипотенциальной поверхности, также равна нулю, так как $A = q \cdot \Delta\phi = q \cdot 0 = 0$.

2. Вектор напряженности электрического поля $\vec{E}$ в любой точке перпендикулярен эквипотенциальной поверхности, проходящей через эту точку. Если бы существовала составляющая вектора $\vec{E}$, касательная к поверхности, то она совершала бы работу над зарядом, движущимся по этой поверхности, что противоречит первому свойству.

3. Эквипотенциальные поверхности не могут пересекаться. Если бы они пересекались, то в точке пересечения потенциал имел бы одновременно два разных значения, что физически невозможно.

4. Вектор напряженности $\vec{E}$ всегда направлен в сторону убывания потенциала, то есть от эквипотенциальных поверхностей с большим потенциалом к поверхностям с меньшим потенциалом.

Примерами эквипотенциальных поверхностей служат: для уединенного точечного заряда — семейство концентрических сфер с центром в заряде; для однородного электрического поля — семейство параллельных плоскостей, перпендикулярных силовым линиям; поверхность любого проводника в электростатическом равновесии также является эквипотенциальной.

Ответ: Эквипотенциальные поверхности — это поверхности, во всех точках которых потенциал электростатического поля имеет одно и то же значение. Работа по перемещению заряда вдоль такой поверхности равна нулю, а силовые линии электрического поля всегда перпендикулярны этим поверхностям.