Номер 1, страница 315 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 95. Напряженность электрического поля. Силовые линии. Глава 14. Электростатика - номер 1, страница 315.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Электрическое поле, создаваемое бесконечной плоскостью, которая заряжена равномерно с положительной поверхностной плотностью заряда $\sigma$, является однородным. Это означает, что вектор напряженности электрического поля $\vec{E}$ в любой точке пространства по одну сторону от плоскости одинаков по модулю и направлению.

Исходя из этого, силовые линии такого поля обладают следующими свойствами:

1. Направление и форма. Вследствие симметрии задачи (бесконечные размеры плоскости и равномерное распределение заряда) силовые линии представляют собой прямые, перпендикулярные (нормальные) к плоскости. Любые компоненты поля, параллельные плоскости, от разных участков заряда взаимно компенсируются. Так как по условию заряд плоскости положителен ($\sigma > 0$), силовые линии направлены от плоскости в обе стороны. Они начинаются на положительных зарядах плоскости и уходят в бесконечность.

2. Густота. Так как электрическое поле однородно, его напряженность не зависит от расстояния до плоскости. Модуль напряженности определяется формулой: $E = \frac{\sigma}{2\varepsilon_0}$, где $\sigma$ – поверхностная плотность заряда, а $\varepsilon_0$ – электрическая постоянная. Постоянство напряженности означает, что силовые линии должны быть расположены на одинаковом расстоянии друг от друга (быть равноотстоящими) и быть параллельными друг другу. Густота линий, которая характеризует величину поля, не меняется с расстоянием от плоскости.

Таким образом, картина силовых линий представляет собой набор параллельных прямых, перпендикулярных заряженной плоскости и направленных от нее в обе стороны.

Ответ: Силовые линии электрического поля бесконечной, равномерно и положительно заряженной плоскости представляют собой семейство параллельных друг другу прямых. Эти прямые перпендикулярны плоскости, расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и направлены от плоскости в обе стороны.