Номер 1, страница 335 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 101. Связь между напряженностью электростатического поля и разностью потенциалов. Эквипотенциальные поверхности. Глава 14. Электростатика - номер 1, страница 335.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

В состоянии электростатического равновесия, которое очень быстро устанавливается в любом заряженном проводнике, напряженность электрического поля внутри самого проводника равна нулю ($ \vec{E}_{внутри} = 0 $). Если бы поле внутри проводника не было равно нулю, то свободные носители заряда (электроны в металлах) двигались бы под действием электрических сил, создавая электрический ток. Однако в состоянии равновесия макроскопическое движение зарядов отсутствует.

Разность потенциалов $ \Delta\phi $ (или напряжение $ U $) между двумя точками (1 и 2) связана с напряженностью электрического поля $ \vec{E} $ соотношением:

$ \Delta\phi = \phi_1 - \phi_2 = \int_1^2 \vec{E} \cdot d\vec{l} $

где интеграл берется по любой линии, соединяющей точки 1 и 2. Поскольку путь между любыми двумя точками заряженного проводника можно проложить внутри него, где $ \vec{E} = 0 $, то значение этого интеграла всегда будет равно нулю.

$ \Delta\phi = \int_1^2 0 \cdot d\vec{l} = 0 $

Из этого следует, что $ \phi_1 - \phi_2 = 0 $, а значит $ \phi_1 = \phi_2 $. Это означает, что потенциал во всех точках заряженного проводника (как внутри, так и на его поверхности) одинаков. Такой объект называется эквипотенциальным.

Таким образом, разность потенциалов между любыми двумя точками заряженного проводника, находящегося в электростатическом равновесии, равна нулю.

Ответ: Разность потенциалов между двумя любыми точками заряженного проводника равна нулю.