Номер 3, страница 316 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 95. Напряженность электрического поля. Силовые линии. Глава 14. Электростатика - номер 3, страница 316.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Силовые линии электрического поля (или линии напряжённости) — это воображаемые линии, которые используются для наглядного представления электрического поля. Проанализируем предложенные варианты определения.

1) линия, вдоль которой в поле будет двигаться положительный заряд

Это утверждение не всегда верно. Сила $\vec{F}$, действующая на положительный заряд $q$, в электрическом поле с напряжённостью $\vec{E}$ определяется формулой $\vec{F} = q\vec{E}$. Эта сила сонаправлена с вектором напряжённости, то есть направлена по касательной к силовой линии. Согласно второму закону Ньютона, эта сила сообщает заряду ускорение $\vec{a}$, которое также направлено по касательной к силовой линии. Однако траектория движения (линия, вдоль которой движется заряд) совпадает с силовой линией только в частном случае: если силовая линия является прямой, а начальная скорость заряда равна нулю или направлена вдоль этой линии. В общем случае, если силовая линия криволинейна, то из-за инерции заряд будет отклоняться от неё, и его траектория не совпадёт с силовой линией.

2) линия, вдоль которой в поле будет двигаться отрицательный заряд

Этот вариант неверен. На отрицательный заряд ($q < 0$) электрическое поле действует с силой $\vec{F} = q\vec{E}$, которая направлена в сторону, противоположную вектору напряжённости $\vec{E}$. Следовательно, отрицательный заряд будет ускоряться в направлении, противоположном силовым линиям.

3) светящаяся линия в воздухе, которая видна при большой напряжённости поля

Этот вариант описывает физическое явление, такое как коронный разряд или пробой воздуха, которое может наблюдаться при очень сильном электрическом поле. Хотя форма свечения может иллюстрировать картину поля, это не является определением силовой линии. Силовые линии являются абстрактной концепцией для описания поля, они существуют независимо от того, видно их или нет, и при любой, даже самой слабой, напряжённости поля.

4) линия, в каждой точке которой напряжённость поля направлена по касательной

Это утверждение является точным и общепринятым определением силовой линии электрического поля. Силовые линии строятся таким образом, что касательная, проведённая к силовой линии в любой её точке, совпадает по направлению с вектором напряжённости электрического поля $\vec{E}$ в этой точке.

Таким образом, правильным определением является четвёртый вариант.

Ответ: 4