Номер 3, страница 116 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Электрические явления. Параграф 28. Электрическое поле. Вопросы - номер 3, страница 116.

Условие.

3. Перечислите основные свойства электрического поля.

Решение.

Электрическое поле — это особая форма материи, которая существует вокруг электрических зарядов и в областях пространства, где изменяется магнитное поле. Оно обладает рядом ключевых свойств.

1. Материальность
Электрическое поле существует объективно, то есть независимо от нашего наблюдения. Оно является формой материи, обладает энергией и способно оказывать силовое воздействие. Плотность энергии электрического поля в вакууме определяется его напряженностью $\text{E}$ и равна $w = \frac{\epsilon_0 E^2}{2}$, где $\epsilon_0$ — электрическая постоянная.

2. Источники поля
Электрическое поле создается (порождается) двумя типами источников:
• Электрическими зарядами (как покоящимися, так и движущимися).
• Переменными во времени магнитными полями (согласно закону электромагнитной индукции).

3. Силовое действие
Основное свойство, по которому обнаруживается электрическое поле, — это его способность действовать с определенной силой на любой электрический заряд, помещенный в это поле. Сила $\vec{F}$, действующая на точечный заряд $\text{q}$, прямо пропорциональна величине этого заряда и напряженности поля $\vec{E}$ в точке, где находится заряд. Эта зависимость выражается формулой: $\vec{F} = q\vec{E}$.

4. Принцип суперпозиции
Если электрическое поле создается системой из нескольких зарядов, то напряженность результирующего поля в любой точке пространства равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых в этой же точке каждым из зарядов по отдельности: $\vec{E} = \vec{E_1} + \vec{E_2} + ... + \vec{E_n} = \sum_{i=1}^{n} \vec{E_i}$. Это свойство является следствием линейности уравнений Максвелла в вакууме.

5. Конечная скорость распространения
Любые изменения в электрическом поле (например, вызванные перемещением заряда-источника) распространяются в пространстве не мгновенно, а с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме, $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с.

6. Потенциальность и вихревой характер
В зависимости от своего источника, электрическое поле может быть двух видов:
• Электростатическое (потенциальное) поле создается неподвижными электрическими зарядами. Работа сил такого поля при перемещении заряда между двумя точками не зависит от траектории. Его силовые линии начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных (или уходят на бесконечность), они не замкнуты. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля по любому замкнутому контуру равна нулю: $\oint \vec{E} \cdot d\vec{l} = 0$.
• Вихревое (индуцированное) поле порождается переменным магнитным полем. Такое поле не является потенциальным, его силовые линии всегда замкнуты. Работа по перемещению заряда вдоль замкнутого контура в вихревом поле, как правило, не равна нулю. Циркуляция вектора напряженности определяется законом электромагнитной индукции Фарадея: $\oint \vec{E} \cdot d\vec{l} = -\frac{d\Phi_B}{dt}$, где $\Phi_B$ — магнитный поток.

Ответ: Основными свойствами электрического поля являются: его материальность (наличие энергии); оно порождается электрическими зарядами и переменными магнитными полями; оно оказывает силовое действие на заряды; для него справедлив принцип суперпозиции; оно распространяется с конечной скоростью, равной скорости света; поле неподвижных зарядов (электростатическое) является потенциальным, а поле, создаваемое переменным магнитным полем, — вихревым.