Номер 48.22, страница 177 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 48. Электрическое поле. Глава 7. Электрические явления - номер 48.22, страница 177.

48.22 [д. 144] Небольшой заряженный шарик 1 (рис. VII-22) поместили вблизи большого металлического незаряженного шара 2. Существует ли электрическое поле в точках А и В? Если да, то какими зарядами оно порождено?

Рис. VII-22

Электрическое поле в точке А

Да, в точке А существует электрическое поле. Согласно принципу суперпозиции, результирующее поле в этой точке является векторной суммой полей, создаваемых всеми зарядами системы. В данном случае это:

1. Поле, создаваемое положительным зарядом шарика 1.
2. Поле, создаваемое индуцированными зарядами на поверхности металлического шара 2.

Когда положительно заряженный шарик 1 подносят к незаряженному металлическому шару 2, происходит явление электростатической индукции. Свободные электроны в металлическом шаре притягиваются к шарику 1 и скапливаются на ближней к нему стороне поверхности шара 2, создавая там избыточный отрицательный заряд. На дальней стороне шара 2, соответственно, возникает избыточный положительный заряд (недостаток электронов). Эти перераспределенные (индуцированные) заряды также создают своё собственное электрическое поле. Таким образом, в точке А существует ненулевое электрическое поле, равное векторной сумме поля от шарика 1 и поля от индуцированных зарядов на шаре 2.

Ответ: В точке А электрическое поле существует. Оно порождено зарядом шарика 1 и индуцированными (появившимися в результате электростатической индукции) зарядами на поверхности шара 2.

Электрическое поле в точке В

В точке B, которая находится внутри металлического шара, электрическое поле отсутствует, его напряженность равна нулю. Это объясняется явлением электростатической защиты (экранирования). В состоянии электростатического равновесия индуцированные заряды на поверхности проводника перераспределяются таким образом, что создаваемое ими электрическое поле внутри проводника полностью компенсирует (уравновешивает) поле, создаваемое внешними зарядами (в данном случае, шариком 1). В результате результирующее электростатическое поле в любой точке внутри проводника (в том числе и в точке B) равно нулю.

Ответ: В точке B электрическое поле отсутствует (его напряженность равна нулю).