Номер 1, страница 316 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 95. Напряженность электрического поля. Силовые линии. Глава 14. Электростатика - номер 1, страница 316.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Напряжённость электрического поля ($\vec{E}$) — это векторная физическая величина, которая является силовой характеристикой поля. По определению, вектор напряжённости электрического поля в данной точке совпадает с направлением силы ($\vec{F}$), действующей на единичный положительный пробный заряд ($q_0$), помещённый в эту точку.

Математически это выражается формулой:

$ \vec{E} = \frac{\vec{F}}{q_0} $

Из этой формулы можно выразить силу, действующую на заряд:

$ \vec{F} = q_0 \vec{E} $

Проанализируем предложенные варианты, исходя из этого определения.

1) незаряженный металлический шар, помещённый в электрическое поле

Суммарный заряд незаряженного шара равен нулю. В однородном электрическом поле суммарная сила, действующая на него, также будет равна нулю (хотя произойдет поляризация зарядов). В неоднородном поле может возникнуть сила, но её направление не является определением для направления вектора $\vec{E}$. Поэтому этот вариант не подходит.

2) отрицательный пробный заряд, помещённый в электрическое поле

Если пробный заряд $q_0$ отрицателен ($q_0 < 0$), то из формулы $\vec{F} = q_0 \vec{E}$ следует, что вектор силы $\vec{F}$ и вектор напряжённости $\vec{E}$ направлены в противоположные стороны. Таким образом, направление силы не совпадает с направлением вектора напряжённости.

3) положительный пробный заряд, помещённый в электрическое поле

Если пробный заряд $q_0$ положителен ($q_0 > 0$), то из формулы $\vec{F} = q_0 \vec{E}$ следует, что векторы силы $\vec{F}$ и напряжённости $\vec{E}$ сонаправлены, то есть их направления совпадают. Это в точности соответствует определению направления вектора напряжённости электрического поля.

4) ответа нет, так как напряжённость поля — скалярная величина

Данное утверждение ложно. Напряжённость электрического поля является векторной величиной, так как имеет не только величину (модуль), но и направление в пространстве. Сам вопрос говорит о "направлении вектора напряжённости".

Таким образом, единственно верным вариантом является тот, который соответствует определению направления вектора напряжённости.

Ответ: 3.