Номер 10, страница 88 - гдз по физике 8 класс тренажёр Хмельницкая

Итоговая контрольная работа. Вариант 1 - номер 10, страница 88.

Решение.

10. Выберите правильный ответ.

Если электрический заряд движется, то вокруг него:

А) существует только магнитное поле

Б) существует только электрическое поле

В) существует и электрическое, и магнитное поле

Г) нет никакого поля

Решение.

Решение

Вопрос касается полей, создаваемых движущимся электрическим зарядом. Для ответа на него необходимо обратиться к фундаментальным принципам электродинамики.

1. Электрическое поле. Любой объект, обладающий электрическим зарядом $\text{q}$, создает в окружающем пространстве электрическое поле $\vec{E}$. Это свойство не зависит от того, находится ли заряд в движении или в покое. Для точечного заряда это поле описывается законом Кулона:

$ \vec{E} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q}{r^2} \hat{r} $

где $\text{q}$ – величина заряда, $\text{r}$ – расстояние от заряда, $\epsilon_0$ – электрическая постоянная, а $\hat{r}$ – единичный вектор, направленный от заряда.

2. Магнитное поле. Движущийся электрический заряд порождает магнитное поле $\vec{B}$. Это означает, что магнитное поле создается электрическим током (направленным движением зарядов). Для точечного заряда, движущегося с нерелятивистской скоростью $\vec{v}$, создаваемое им магнитное поле описывается законом Био-Савара-Лапласа:

$ \vec{B} = \frac{\mu_0}{4\pi} \frac{q(\vec{v} \times \hat{r})}{r^2} $

где $\mu_0$ – магнитная постоянная. Из формулы видно, что если скорость заряда равна нулю $(\vec{v}=0)$, то и магнитное поле отсутствует.

Таким образом, поскольку электрический заряд движется, он создает вокруг себя одновременно и электрическое поле (так как он является зарядом), и магнитное поле (так как он движется). Эти два поля являются компонентами единого электромагнитного поля.

Проанализируем предложенные варианты:

А) существует только магнитное поле – неверно. Наличие заряда по определению означает существование электрического поля.

Б) существует только электрическое поле – неверно. Поскольку заряд движется, он также создает и магнитное поле.

В) существует и электрическое, и магнитное поле – верно. Движущийся заряд является источником обоих полей.

Г) нет никакого поля – неверно. Заряженное тело всегда создает как минимум электрическое поле.

Ответ: В) существует и электрическое, и магнитное поле.