Номер 4, страница 135 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

4. Что такое напряженность электрического поля? Как она определяется? Куда направлена?

Что такое напряженность электрического поля?

Напряженность электрического поля – это векторная физическая величина, которая является силовой характеристикой электрического поля. Она количественно описывает электрическое поле в данной точке пространства и равна силе, действующей на единичный положительный пробный заряд, помещенный в эту точку. Напряженность не зависит от величины пробного заряда, а является характеристикой самого поля.

Как она определяется?

Напряженность электрического поля, обозначаемая как $ \vec{E} $, определяется как отношение вектора силы $ \vec{F} $, действующей на пробный заряд $ q $, к величине этого заряда:

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

Здесь $ \vec{F} $ – сила, действующая на заряд, а $ q $ – величина пробного заряда, который должен быть достаточно малым, чтобы не оказывать заметного влияния на исследуемое поле. В Международной системе единиц (СИ) напряженность измеряется в ньютонах на кулон (Н/Кл) или в вольтах на метр (В/м). Эти единицы эквивалентны.

Напряженность поля, создаваемого точечным зарядом $ Q $ на расстоянии $ r $, можно рассчитать по модулю с помощью формулы:

$ E = k \frac{|Q|}{r^2} $

где $ k $ — коэффициент пропорциональности в законе Кулона, равный примерно $ 9 \cdot 10^9 $ Н·м²/Кл².

Если поле создается системой из нескольких зарядов, то результирующая напряженность в любой точке находится по принципу суперпозиции полей: она равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым зарядом по отдельности.

Куда направлена?

Направление вектора напряженности $ \vec{E} $ в каждой точке поля по определению совпадает с направлением силы, которая действовала бы на положительный пробный заряд, помещенный в эту точку. Таким образом:

1. Линии напряженности электрического поля, созданного положительным точечным зарядом, направлены радиально от заряда.

2. Линии напряженности электрического поля, созданного отрицательным точечным зарядом, направлены радиально к заряду.

Для визуализации направления и густоты поля используют силовые линии. Вектор напряженности в любой точке направлен по касательной к силовой линии, проходящей через эту точку.

Ответ: Напряженность электрического поля — это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой поля. Она определяется как отношение силы, действующей на помещенный в поле пробный заряд, к величине этого заряда ($ \vec{E} = \vec{F}/q $). Направление вектора напряженности в данной точке совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд в этой точке.