Номер 11, страница 39, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 15. Электрическое поле - номер 11, страница 39.

Условие.

11. Расскажите о напряжённости электрического поля и единице напряжённости.

Решение.

Напряжённость электрического поля

Электрическое поле — это форма материи, которая существует вокруг электрически заряженных тел или частиц и оказывает силовое действие на другие заряды, помещённые в это поле.

Основной силовой характеристикой электрического поля является напряжённость. Напряжённость электрического поля ($ \vec{E} $) — это векторная физическая величина, которая определяется отношением силы ($ \vec{F} $), действующей со стороны поля на точечный положительный пробный заряд ($ q_0 $), помещённый в данную точку, к величине этого заряда:

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

Из определения следует, что напряжённость поля не зависит от величины пробного заряда, а является характеристикой самого поля в данной точке пространства. Пробный заряд считается настолько малым, что он не вносит заметных изменений в исследуемое поле.

Направление вектора напряжённости ($ \vec{E} $) в любой точке совпадает с направлением силы ($ \vec{F} $), которая действовала бы на положительный пробный заряд, если бы он был помещён в эту точку. Таким образом, силовые линии поля, созданного положительным зарядом, направлены от него, а поля, созданного отрицательным зарядом, — к нему.

Если поле создано системой из нескольких точечных зарядов, то результирующая напряжённость в любой точке пространства равна векторной сумме напряжённостей полей, создаваемых каждым зарядом в отдельности. Этот принцип называется принципом суперпозиции:

$ \vec{E} = \vec{E}_1 + \vec{E}_2 + \dots + \vec{E}_n $

Ответ: Напряжённость электрического поля ($ \vec{E} $) – это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой поля в данной точке. Она численно равна силе, действующей на единичный положительный заряд, помещённый в эту точку, и направлена так же, как и эта сила. Формула для расчёта: $ \vec{E} = \frac{\vec{F}}{q_0} $.

Единица напряжённости

Единица измерения напряжённости электрического поля в Международной системе единиц (СИ) вытекает непосредственно из её определения ($ E = F/q_0 $). Так как сила измеряется в Ньютонах (Н), а электрический заряд — в Кулонах (Кл), то единицей напряжённости является ньютон на кулон (Н/Кл).

Таким образом, если в некоторой точке поля на заряд в 1 Кл действует сила в 1 Н, то напряжённость поля в этой точке равна 1 Н/Кл.

Существует и другая, эквивалентная, единица измерения напряжённости. Для однородного электрического поля модуль напряжённости связан с разностью потенциалов (напряжением $ U $) между двумя точками и расстоянием $ d $ между ними вдоль силовой линии соотношением: $ E = \frac{U}{d} $.

Из этой формулы следует, что единицей напряжённости также является вольт на метр (В/м). Обе единицы полностью эквивалентны:

$ 1 \frac{\text{Н}}{\text{Кл}} = 1 \frac{\text{В}}{\text{м}} $

На практике чаще используется единица вольт на метр.

Ответ: Единицей измерения напряжённости электрического поля в системе СИ является ньютон на кулон (Н/Кл) или, что то же самое, вольт на метр (В/м).